变形监测技术与应用6章
工程测量技术专业毕业设计论文：钢结构变形监测技术研究及应用
工程测量技术专业毕业设计论文：钢结构变形监测技术研究及应用设计论文题目：钢结构变形监测技术研究及应用一、引言随着现代建筑技术的不断发展，钢结构在工程建设中得到了广泛应用。
然而，钢结构在复杂环境和荷载作用下容易产生变形，不仅影响结构的承载能力，还会对建筑物的使用功能和安全性造成威胁。
因此，对钢结构变形进行及时、准确的监测显得尤为重要。
本文旨在研究钢结构变形监测技术，为提高工程质量和安全性提供有力支持。
二、研究背景和现状钢结构变形监测技术是工程测量领域的一个重要分支，其发展历程与现代测量仪器的进步密切相关。
早期的方法主要依赖于水准仪、经纬仪等常规测量仪器，难以满足大型、复杂钢结构变形监测的需求。
随着激光扫描、三维视觉、遥感等技术的发展，新型的钢结构变形监测方法得以不断涌现。
然而，现有的监测方法仍存在一定的局限性和不足，如对环境依赖性强、测量精度不高、数据处理繁琐等问题。
三、研究目的和意义本研究旨在探索适用于大型、复杂钢结构变形的监测技术，以提高测量精度和效率，为钢结构工程的质量控制和安全管理提供技术支持。
同时，通过研究新型监测技术在不同环境条件下的应用，旨在推动钢结构变形监测技术的发展，为工程实践提供有效手段。
四、研究方法与步骤本研究采用理论分析、实验验证和现场实践相结合的方法，具体研究步骤如下：1. 文献综述与理论分析：全面搜集有关钢结构变形监测技术的文献资料，深入了解现有技术的优缺点及研究现状。
2. 实验设计与实施：根据理论分析的结果，设计并实施一系列实验，以验证新型监测技术的有效性。
3. 工程实践与案例分析：在真实的钢结构工程中应用新型监测技术，收集实际测量数据，分析监测结果，评价新型监测技术的实际应用效果。
4. 结果总结与展望：对实验和现场实践的结果进行总结，提炼出新型监测技术的优势和局限性，并展望未来的研究方向和发展趋势。
五、未来发展方向随着科技的不断进步，钢结构变形监测技术的发展将面临更多机遇和挑战。
如何进行变形监测技术的应用
如何进行变形监测技术的应用引言：随着科技的不断发展，变形监测技术在各行各业中得到了广泛的应用。
这项技术能够帮助我们精确地测量和分析物体的变形情况，从而确保结构的稳定性和安全性。
本文将探讨如何进行变形监测技术的应用，包括其基本原理和常见的应用领域。
一、变形监测技术的基本原理变形监测技术主要通过感知和测量物体的尺寸、形状和位置的变化来进行变形监测。
这项技术利用传感器或设备将数据实时采集，并通过数据处理和分析得出结果。
基本原理包括以下几个方面：1.1 变形测量手段变形监测技术可以使用多种测量手段，如全站仪、GPS、激光扫描等。
全站仪可以通过角度和距离的测量，准确地确定物体的位置和形态。
GPS则通过卫星定位系统获取全球范围内的位置信息，适用于大范围的变形监测。
激光扫描可以非接触地获取物体表面的三维坐标，适用于复杂形状的变形监测。
1.2 数据采集与处理变形监测技术需要将传感器获取的数据进行实时采集，并进行必要的处理。
采集的数据可以包括位移、应变、角度等信息。
数据处理则包括滤波、去噪、数据对齐等步骤，以获取准确的变形信息。
1.3 结果分析与展示通过数据处理和分析，可以得到变形监测的结果。
这些结果可以通过图表、曲线等形式展示，直观地反映物体的变形情况。
同时，还可以与历史数据进行比较，以便及时发现和预测潜在的问题。
二、变形监测技术的应用领域变形监测技术在许多领域都有重要的应用价值。
下面将介绍几个常见的应用领域，并探讨其应用方法和意义。
2.1 建筑结构监测在建筑工程中，变形监测技术能够及时发现结构的变形和位移，确保建筑的稳定性和安全性。
通过对关键部位的变形监测，可以预测和检测龟裂、风险隐患等问题。
同时，还可以提供设计和施工的依据，以确保结构的正常使用寿命和维护工作的有效性。
2.2 地质灾害监测地质灾害如滑坡、地震等对人们的生命和财产安全构成威胁。
变形监测技术可以帮助我们及时获得地质体的变形信息，准确评估灾害风险。
变形监测技术与应用
1.什么是变形? .什么是变形监测?变形监测的目的是什么?变形监测的意义? 变形监测的要紧内容有哪些?答：变形是物体在外来因素作用下产生的形状和尺寸的改变。
变形监测是对被监测的对象或物体进行测量以确信其空间位置及内部形态随时刻的转变特点。
目的：1、分析和评判建筑物的平安状态。
2、验证设计参数。
3、反馈设计施工质量。
4、研究正常的变形规律和预报变形的方式。
意义：1、关于机械技术设备：那么保证设备平安、靠得住、高效地运行：为改善产品质量和新产品的设计提供技术数据。
2、关于滑坡：通过监测其随时刻的的转变进程：可进一步研究引发滑坡的成因：预报大的滑坡灾害。
3、通过对矿山由于矿藏开挖引发的实际变形的观测：能够操纵开挖量和加固等方式：幸免危险性变形的发生：同时能够改良变形预报模型。
4、在地壳构造运动监测方面：主若是大地测量学的任务。
但关于近期地壳垂直和水平运动等地球动力学现象、粒子加速器、铁路工程也具有重要的工程意义。
内容：现场巡视、环境量监测、位移监测、渗流监测、应力、应变监测、周边监测。
2.变形监测技术的进展趋势。
答：由于变形监测的特殊要求：一样不许诺监测系统中断监测：就要求监测系统能精准、平安、靠得住长期而又实时地搜集数据：而传统的设备难以知足要求：因此：科研人员在现有自动化监测技术的基础上：有针对性的研发精度高、稳固性好自动化监测仪器和设备。
这方面功效有：自动化监测技术、光纤传感检测技术、CT技术的应用、GPS在变形监测中应用、激光技术的应用、测量机械人技术、渗流热监测技术、平安监控专家系统3. 变形监测工作有何特点：经常使用变形监测技术方式有哪些?答：特点：1、周期性重复观测2、精度要求高3、多种观测技术的综合运用4、监测网着重于研究点位的转变。
测量技术：1、常规大地测量方式。
如：三角测量、交会测量、水准测量。
2、专门的测量方式。
如：视准线、引张线测量方式。
3、自动化监测方式。
4、摄影测量方式。
5、GPS等新技术的应用。
隧道围岩变形与应力监测技术在施工中的应用与评估
隧道围岩变形与应力监测技术在施工中的应用与评估隧道工程是近年来城市建设中不可或缺的一部分。
随着隧道工程的不断发展，工程中的围岩变形与应力监测技术的应用与评估也越来越受重视。
本文将从不同的角度探讨隧道围岩变形与应力监测技术在施工中的应用与评估。
1. 前言隧道工程中的围岩变形与应力监测技术对工程安全和经济效益的提升起着至关重要的作用。
围岩变形与应力监测技术主要是通过安装传感器在隧道内部或围岩上进行实时监测，以获取有关围岩变形和应力分布的数据，从而及时调整施工方式，确保工程质量和安全。
2. 隧道围岩变形监测技术的应用隧道围岩变形监测技术主要包括测量套管法、测量灌浆法和测量剖面法。
其中，测量套管法是较为常用的技术，它通过在隧道围岩周围安装套管，通过测量套管的变形和应力变化来确定围岩的状态。
测量灌浆法则是通过注入灌浆材料来填充隧道围岩的裂缝和空隙，同时监测灌浆材料的流动情况，来评估围岩变形情况。
测量剖面法是通过在隧道围岩上沿着剖面安装传感器，测量围岩的变形和应力分布。
3. 隧道围岩应力监测技术的应用隧道围岩应力监测技术主要有引挠式、锚杆式和应力计式。
引挠式监测技术是通过引入外部力的方式来监测隧道围岩的应力分布。
锚杆式监测技术是通过在围岩内部安装锚杆，根据锚杆的应变变化来推断围岩的应力分布。
应力计式监测技术则是通过安装应力计来直接测量围岩的应力大小。
这些技术能够准确地评估围岩承载能力，从而指导隧道的施工进程。
4. 隧道围岩变形与应力监测技术在施工中的应用案例以某城市地铁隧道施工项目为例，工程师在施工过程中采用了围岩变形与应力监测技术。
通过定期对隧道内的传感器数据进行分析，工程师发现施工过程中围岩变形量较大，应力分布不均匀。
在得知这一情况后，工程师及时调整了施工方案，增设了加固措施，确保了隧道的稳定性。
5. 隧道围岩变形与应力监测技术在施工中的优势与挑战隧道围岩变形与应力监测技术在施工中具有诸多优势，如能够提供实时监测数据，及时发现问题。
工程测量监理中的变形监测技术和应用
工程测量监理中的变形监测技术和应用变形监测技术在工程测量监理中的应用引言：工程测量监理在工程施工过程中起着重要作用，其目的是确保工程质量和施工安全。
变形监测技术作为工程测量监理的一项重要内容，可以对工程结构或地表的形变进行实时监测和分析，从而及时发现并处理潜在的安全隐患。
本文将围绕着工程测量监理中的变形监测技术及其应用展开阐述。
一、变形监测技术的概述1. 变形监测的定义变形监测是指对工程结构或地表形变的实时监测和分析，以评估结构或地表的稳定性和安全性。
2. 变形监测的分类变形监测可分为两种基本类型：静态测量和动态测量。
静态测量主要应用于对工程结构整体的形变进行测量，如建筑物、桥梁等；而动态测量主要用于对工程结构振动、地震等自然和人为因素引起的变形进行监测。
3. 常用的变形监测技术常见的变形监测技术包括全站仪监测、GPS监测、倾斜仪监测、导线测量、振动测量、镜面变形测量等。
二、变形监测技术在工程测量监理中的应用1. 变形监测技术对工程质量的保障变形监测技术在工程测量监理中的应用可以及时发现并处理工程结构的变形问题，保障工程质量。
例如，在地铁隧道施工中，通过全站仪对隧道内的变形进行监测，及时发现隧道的沉降问题，并采取相应的措施进行修复，保障施工过程的稳定性。
2. 变形监测技术对施工安全的影响变形监测技术在工程测量监理中的应用可以提前发现施工过程中的安全隐患，避免事故的发生。
例如，在高楼施工中，通过倾斜仪实时监测建筑物的倾斜情况，一旦倾斜超过安全范围，及时采取措施维护建筑物的稳定性，避免施工事故的发生。
3. 变形监测技术在工程管理中的作用变形监测技术在工程测量监理中的应用可以提供数据支持，帮助工程管理团队进行决策。
例如，在桥梁施工中，通过GPS监测桥梁的变形情况，可以及时了解桥梁的稳定性，提供数据支持给工程管理团队，协助其制定合理的施工计划和控制措施。
4. 变形监测技术对工程验收的影响变形监测技术在工程测量监理中的应用可以提供客观、科学的数据依据，为工程验收提供支持。
测绘技术中常见的变形监测方法与技巧
测绘技术中常见的变形监测方法与技巧随着科技的不断进步和发展，测绘技术在土地利用、城市规划、工程建设等方面的应用越来越广泛。
在实际的测绘工作中，变形监测是一项非常重要的任务，它能够及时发现并解决土地或建筑物的变形问题，以保障工程的安全和可持续发展。
本文将介绍测绘技术中常见的变形监测方法与技巧，并探讨其应用前景。
一、全站仪监测法全站仪监测法是一种常见的测量方法，它可以对目标进行精确的三维坐标测量。
利用全站仪监测法，可以及时获取地面或建筑物的变形数据，通过数据分析和处理，可以确定变形的细微变化，有助于提前预警和采取相应的措施。
全站仪监测法在大型工程项目的施工过程中得到了广泛的应用，比如高速公路建设、大桥施工等。
二、卫星遥感监测法卫星遥感监测法通过利用卫星遥感数据，对地表进行高精度、广覆盖的监测和测量。
卫星遥感监测法具有非接触、经济、快速等特点，可以大幅减少实地调查和测量的工作量。
同时，卫星遥感监测法还可以快速获取多期的遥感影像，通过比对分析，可以准确判断土地或建筑物是否发生变形。
这种方法在自然灾害监测、城市更新和环境保护等方面具有广泛的应用前景。
三、地面测量监测法地面测量监测法是一种传统但仍然有效的监测方法。
通过在地面安装测量设备，如测线、测点和测网等，可以实时监测地面或建筑物的变形情况。
地面测量监测法具有高精度、可靠性强的特点，对变形数据的采集和处理有着较好的灵活度。
在大型工程施工、地质灾害预警及城市地面沉降等方面，地面测量监测法都发挥着重要的作用。
四、监测数据处理技巧监测数据处理是保证测量准确性和数据有效性的重要环节。
在进行测量监测时，采集到的原始数据可能存在各种误差和偏差，因此需要进行数据处理和校正，以获取更为准确的结果。
数据处理技巧主要包括数据去噪、数据滤波、数据平差等方法。
此外，还可以借助数学模型和统计方法对监测数据进行分析，以获取变形特征、趋势和规律。
五、测绘技术在变形监测中的应用前景随着测绘技术的不断发展与完善，其在变形监测中的应用前景非常广阔。
变形监测
中 国 矿 业 大 学
测量原理
探头内的感应电路在探头接近感应环时，将引起蜂鸣器报警 ，并使指示器上指针偏转。当指针达到蜂值，即探头中心正好对 准感应环时，利用电缆和标尺上的刻度，便可测得探头中心所在 的深度。根据一定时间间隔内前后两次的测量结果，可计算出不 同深度（感应环所在位置）岩层的垂直位移以及每一段内岩层的 竖向伸长或压缩量。为获得绝对的位移值，至少应有一个感应环 （如孔底附近）埋在稳定岩石中，或者有一个感应环（如孔口附 近）用其它方法测得绝对位移值。
3.1 岩体内部下沉测量（钻孔伸长仪）
安装好的下沉测量系统如图所示。
1－基准架；2－读数装置、卷缆轮；3－水泥浆；
4－充填砂浆；5－用粘结剂和胶带密封的感应环； 6－感应环；7－倾斜仪套管接头；8－倾斜仪套管； 9－注浆阀门；10－重锤；11－探头； 12－用粘结 剂和胶带密封的软管接头；13－用尼龙丝或胶带夹 固定的软管接头； 14－固定在刚性管上的软管末端。
点云数据
特征线提取 两次特征线比较
最终变形数据
中 国 矿 业 大 学
实例：焦炉和烟囱变形监测的扫描数据
1号焦炉点云数据 2号焦炉点云数据
点云数据截面截取 中 国 矿 业 大 学
截取后的点云数据和特征 线数据
3 岩体内部观测系统
岩层内部观测站测点一般布设在岩层内部的钻孔中，用于研究 岩层内部的移动和变形规律。
指标
扫描距离 距离测量精度 单点定位精度
数值
最远350m 7mm@100m 6mm@50m，12mm@100m
激光波长
扫描范围
脉冲532 nm
360° x 60° 连续扫描
中 国 矿 业 大 学
2.3三维激光扫描技术的特点
一种铁路路基沉降变形自动监测技术的研究及应用
一种铁路路基沉降变形自动监测技术的研究及应用引言铁路承载着国家经济文化发展和人民群众出行需求的重要任务，因此保障铁路安全运行尤为重要。
铁路路基沉降变形是影响铁路安全运行的重要因素之一，其监测和预警对铁路安全运行至关重要。
近年来，铁路沉降变形自动监测技术的研究和应用不断加强，得到了广泛的关注和重视。
本文旨在探讨一种铁路路基沉降变形自动监测技术的研究及其应用。
一、铁路路基沉降变形的原因和危害1.原因铁路路基沉降变形的原因主要有以下几个方面：（1）地基稳定性差，如土层厚度小、结构松散等原因。
（2）路基工程施工质量问题，如土方开挖不当、排水设施不足等原因。
（3）自然因素，如地震、地基流动、地下水位变化等原因。
2.危害当铁路路基沉降变形超过一定范围时，就会产生以下的危害：（1）严重影响铁路线路的平整度和跑行舒适度，制约列车的运行速度。
（2）引起大量振动和噪声，对邻近居民的生活造成影响。
（3）恶劣的路基状况会导致道床、轨道偏斜变形，甚至轨道形变。
（4）大规模路基沉降变形还可能导致铁路设施和设备的损坏。
二、铁路路基沉降变形自动监测技术的研究铁路路基沉降变形的自动监测技术旨在通过监测路基的沉降和变形，及时发现并评估铁路路基的变形情况，为铁路运行和维护提供科学和依据。
1.监测点的布设铁路路基沉降变形自动监测技术的监测点布设应依据地质、地形和环境条件等因素，对铁路路基进行科学合理的分段监测，以便及时发现和追踪铁路路基沉降变形的状况。
2.监测手段铁路路基沉降变形自动监测技术主要有以下几种手段：（1）GPS 监测技术。
GPS 技术能够提供高精度的水平和垂直测量数据，能够快速定位和监测路基的沉降和变形情况。
（2）拉线测量技术。
通过拉引一根标准的测量拉线，测量拉线的伸长变形，结合计算公式即可得到沉降量。
（3）倾角测量技术。
倾角测量仪可以监测铁路路基的倾斜和变形程度，从而判断铁路路基的稳定性。
（4）摄像监测技术。
利用摄像机捕捉铁路路基的图像，通过图像处理和分析技术来判断铁路路基的变形情况。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
备用的人工观测手段。
12
设计原则（3）
（5）开放性和通用性
第 2
系统应具有良好的开放性和兼容性。开放性
节 是针对用户开放系统总线标准、系统数据采集
自 单元的程控命令和数据格式，以及接入的任何
动 种类标准信号传感器。系统应易于操作，人机
化 监
界面友好。
测 （6）统一性
系 数据采集系统和信息管理系统应相互兼容，
的数据采集装置。
9
第九章 自动化监测技术
变 形 监
测 §2 自动化监测系统设计
与 数 据 处 理
10
设计原则（1）
（1）适应性
第 2
根据建筑物所处的环境条件、建筑结构和运
节 行工况的不同，在设计监测自动化系统时应有
自 较强的针对性。对于重点监测项目和重要测点
动 应优先纳入自动化监测系统中，技术成熟的项
节 形式，对于远程通讯一般采用因特网和微波方
概 式。 述 （5）防雷和抗干扰功能。为保证系统的安全
和正常运行，防止遭受雷击和外界因素的干扰，
系统应具备本功能。系统的防雷一般应进行专
门的设计。
6
一般规定（3）
第 1
（6）数据管理功能。对监测数据应采用数据 库技术进行有效的管理，并编制相应的管理系
节 统软件，对监测数据实行查询、修改、统计等
概 操作，对数据异常及故障能进行显示和报警。 述 另外，为保证数据的安全，系统应具有数据备
份功能。
（7）数据分析功能。对监测数据进行及时的
分析处理是自动化监测的一个重要特征，是及
时发现工程隐患的重要手段。一般的数据分析
主要是判断数据的正常或异常特征，并根据其
异常特性作进一步的分析。
7
性能要求（1）
自 动
（4）可靠性 监测设备选型应优先考虑选用技术先进、成熟、
化 通过多个现场环境长期考核、质量合格的产品，
监 测 系
设备的故障率应很低，长期稳定性好，可靠性高， 具有在雷电、高温、高湿等恶劣环境下正常工作
统 的长期可靠性，有良好的防雷、防湿、耐高温等
设 抗干扰能力。发生故障时能及时判断、报警，并
计 迅速排除。为保证数据的连续可靠，系统应具有
动 ?但是，监测自动化系统较为昂贵，对环境条件要求也比
化 监 测 系 统
较高，因此，自动化系统的测点设置应以满足监测工程 安全运行需要为主，纯粹为施工服务及为科学研究而设 置的测点，原则上不纳入自动化系统。 ?经多年的研制和开发，自动化监测系统的布置形成三大
设 基本形式：集中式监测系统、分布式监测系统和混合式
据传输的自动化、数据管理的自动化和数据分
析的自动化等内容。
4
一般规定（1）
（1）数据采集功能。能自动采集各类传感器的输出
第 1 节
信号，并把模拟量转换为数字量；数据采集能适应应 答式和自报式两种方式，能按设计的方式自动进行定
时测量，能接收命令进行选点、巡回检测和定时检测。 概 （2）掉电保护功能。现场的数据采集装置应有储存 述 器和掉电保护模块， 能暂存已经采集的数据，并在
统 设
和管理各个采集器数据。采集器通过集线箱实
计 现选点，如直接选点则可靠性较差。
15
集中式（2）
第 2
?集中式监测系统的高技术部件均集中在
节 机房，工作环境好，便于管理，系统重复
般应保持在20℃～30℃，湿度保持不大于
85%。
8
性能要求（2）
第 1
（4）系统可采用交流电作为工作电源，其 工作电压为220V。
节 （5）系统应有较高的可靠性，系统的故障
概 率应低于5%，并能稳定可靠地工作。 述 （6）数据采集装置的测量精度应满足有关
规范和工程实际需要的要求，因此，应在精
度、量程、稳定性、可靠性等方面选择合适
化 监
目优先实现自动化。
测 （2）经济性
系 系统建设的造价应经济、合理，采用性价比
统 设
高的仪器设备；同时，应尽可能考虑整套系统
计 采用同一厂家的产品，以提高系统的兼容性、
完整性，便于管理、维护和节约经费。
11
设计原则（2）
（3）准确性
第 2
系统的测量数据应准确，精度满足相关规范的
节 要求，在更换零部件时不影响数据的连续性。
掉电情况下不丢失数据。系统应设有备用电源，在断
电情况下，系统应能自动切换，并继续工作一段时间，
具体持续工作时间应根据工程的具体要求确定，一般
应在3天以上。
（3）自检、自诊断功能。即对仪器自身的工作性态
进行检查，对发生故障的仪器应自动报警。
5
一般规定（2）
第 1
（4）现场网络数据通讯和远程通讯功能。现 场数据通讯一般采用电缆、光纤和无线传输等
一种全新的监测技术，它是随着计算机技术、
节 网络通讯技术的发展而发展起来的。
概 ?自动化监测的三种形式：第一种是数据处理 述 自动化，俗称“后自动化”；第二种是实现数
据采集自动化，俗称“前自动化”；第三种是
实现在线自动采集数据，离线资料分析，俗称
“全自动化”。
?自动化监测主要包括数据采集的自动化、数
第六章 自动化监测技术
变 形 监 测 与 数 据 处 理
1
主要内容
第
六
章
?概述
自
?自动化监测系统设计
动
?通用分布式测量控制单元
化
（MCU）原理及应用
监 测
?安全监测自动化系统设计示例
技
术
2
第九章 自动化监测技术
变
形
监
测
§1 概述
与
数
据
处
理
3
概述
?自动化监测技术是20世纪60年代发展起来的
第 1
计 监测系统。
14
集中式（1）
第 2
?集中式系统是将传感器通过集线箱或直接连
节 接到采集器的一端进行集中观测。
自 ?在这种系统中，不同类型的传感器要用不同 动 的采集器控制测量，由一条总线连接，形成一
化 监 测
个独立的子系统。系统中有几种传感器，就有 几个子系统和几条总线。
系 ?所有采集器都集中在主机附近，由主机存储
第 1
（1）采样时间应有一定的限制，具体时间可 根据工程实际情况确定。通常对某个项目的巡
节 测时应小于30分钟，对单个测点的采样时间
概 应小于3分钟。 述 （2）测量的周期可根据工程的实际需要调整，
在特殊情况下，可实现加测、补测等。
（3）自动化监测系统应建立监控室，用于对
整个系统的控制和数据管理。监控室的温度一
统 设
即使采用不同的数据采集子系统，也应能实现
计 监测信息的统一管理。
13
设计方案
?监测系统的布置设计是安全监测设计的主要内容，由于
第 2 节
自动化监测系统不仅测读快，测读及时，能够做到相关 量同步测读，能够胜任多测点、密测次的要求，提供在
时间上和空间上更为连续的信息，而且测读准确性和可
自 靠性高，因此，应普遍使用监测自动化系统。