最新变形监测数据处理3-2-1PPT课件.ppt

3.2 3.2 变形监测方案变形监测方案 变形变形监测内容监测内容的确定的确定 监测方法、仪器和监测精度的确定监测方法、仪器和监测精度的确定 监测部位和测点布置的确定监测部位和测点布置的确定 变形监测频率的确定变形监测频率的确定 综合变形监测系统综合变形监测系统 3.2 3.2 变形监测方案变形监测方案监测方法、仪器和监测精度的确定监测方法、仪器和监测精度的确定 一般来讲，从实用的目的出发，对于连续生一般来讲，从实用的目的出发，对于连续生产的产的大型车间大型车间（钢结构、钢筋混凝土结构的建筑（钢结构、钢筋混凝土结构的建筑物）通常要求观测工作能反映出物）通常要求观测工作能反映出1mm的沉陷量；的沉陷量；对于一般的厂房，没有很大的传动设备、连续性对于一般的厂房，没有很大的传动设备、连续性不大的车间，要求能反映出不大的车间，要求能反映出2mm的沉陷量。因此的沉陷量。因此，对于，对于监测点高程的测定误差，应在监测点高程的测定误差，应在1 1mmmm以内以内。而为了科学研究的目的，往往则要求达。而为了科学研究的目的，往往则要求达0.10.1mmmm的精度。的精度。 3.2 3.2 变形监测方案变形监测方案监测方法、仪器和监测精度的确定监测方法、仪器和监测精度的确定 对于对于水工建筑物水工建筑物，根据其结构、形状不同，根据其结构、形状不同，观测内容和精度也有差异。即使对于同一建筑物观测内容和精度也有差异。即使对于同一建筑物（如拱坝）的不同部位，其观测精度也不相同，（如拱坝）的不同部位，其观测精度也不相同，变形大的部位（变形大的部位（拱冠拱冠）的观测精度可稍低于变形）的观测精度可稍低于变形小的部位（如小的部位（如拱座拱座）。对于混凝土大坝，测定变）。对于混凝土大坝，测定变形值的精度一般为形值的精度一般为1 1mmmm；对于土工建筑物，测对于土工建筑物，测定其变形值的精度不低于定其变形值的精度不低于2 2mmmm。3.2 3.2 变形监测方案变形监测方案监测方法、仪器和监测精度的确定监测方法、仪器和监测精度的确定3.2 3.2 变形监测方案变形监测方案监测部位和测点布置的确定监测部位和测点布置的确定 监测点监测点布设在变形体的特征部位，重点突出；布设在变形体的特征部位，重点突出； 基准点基准点应布设在稳定位置。应布设在稳定位置。3.2 3.2 变形监测方案变形监测方案变形监测频率的确定变形监测频率的确定 变形监测的频率变形监测的频率取决于变形的大小、取决于变形的大小、速度以及观测的目的。速度以及观测的目的。3.2 3.2 变形监测方案变形监测方案综合变形监测系统综合变形监测系统 综合综合应用各种方法和技术，取长应用各种方法和技术，取长补短，满足变形监测工作需要。补短，满足变形监测工作需要。3.2 3.2 变形监测方案变形监测方案 变形变形监测内容监测内容的确定的确定 监测方法、仪器和监测精度的确定监测方法、仪器和监测精度的确定 监测部位和测点布置的确定监测部位和测点布置的确定 变形监测频率的确定变形监测频率的确定 综合变形监测系统综合变形监测系统 本章的主要内容本章的主要内容 v 3.1 3.1 变形监测技术变形监测技术 v 3.2 3.2 变形监测方案变形监测方案 v 3.3 3.3 变形监测网优化设计变形监测网优化设计 3.3 3.3 变形监测网优化设计变形监测网优化设计 测量控制网包括：测量控制网包括： 测图控制网、施工控制网、变形监测网测图控制网、施工控制网、变形监测网测量控制网优化设计具有理论性和实用性：测量控制网优化设计具有理论性和实用性： 1 1）在人、财、物的条件下，控制网具有最好的）在人、财、物的条件下，控制网具有最好的精度、灵敏度和可靠性；精度、灵敏度和可靠性； 2 2）在满足精度、灵敏度和可靠性的条件下，控）在满足精度、灵敏度和可靠性的条件下，控制网的成本最低。制网的成本最低。3.3 3.3 变形监测网优化设计变形监测网优化设计 控制网优化设计问题的分类及解法控制网优化设计问题的分类及解法 控制网优化设计的质量标准控制网优化设计的质量标准 变形监测网机助法优化设计系统变形监测网机助法优化设计系统 3.3 3.3 变形监测网优化设计变形监测网优化设计控制网优化设计问题的分类及解法控制网优化设计问题的分类及解法零类设计（基准设计）零类设计（基准设计）一类设计（结构图形设计）一类设计（结构图形设计）二类设计（观测值权的分配）二类设计（观测值权的分配）三类设计（网的改造或加密方案设计）三类设计（网的改造或加密方案设计）3.3 3.3 变形监测网优化设计变形监测网优化设计控制网优化设计问题的分类及解法控制网优化设计问题的分类及解法控制网优化设计控制网优化设计方法：方法： 解析设计法解析设计法 机助设计法机助设计法3.3 3.3 变形监测网优化设计变形监测网优化设计控制网优化设计的质量标准控制网优化设计的质量标准质量质量指标：指标： 精度精度 可靠性可靠性 灵敏度灵敏度 经济经济3.3 3.3 变形监测网优化设计变形监测网优化设计变形监测网机助法优化设计系统变形监测网机助法优化设计系统机助法优化设计机助法优化设计的基本原理：的基本原理： 1 1）初步方案）初步方案 2 2）数学模型）数学模型 3 3）显示、人机对话）显示、人机对话 4 4）调整方案）调整方案 5 5）成果输出）成果输出本章的主要内容本章的主要内容 v 3.1 3.1 变形监测技术变形监测技术 v 3.2 3.2 变形监测方案变形监测方案 v 3.3 3.3 变形监测网优化设计变形监测网优化设计 举例举例 一、概述一、概述 采用常规大地测量仪器与全球定位系统采用常规大地测量仪器与全球定位系统（GPS）相结合，对某大坝（坝体全长）相结合，对某大坝（坝体全长18.2km ）坝顶和护坡进行周期性的三维）坝顶和护坡进行周期性的三维变形监测，以满足大坝安全运行管理的变形监测，以满足大坝安全运行管理的需要。该方案本着变形监测工作及时、需要。该方案本着变形监测工作及时、观测精度高、数据可靠、监测全面且重观测精度高、数据可靠、监测全面且重点突出、费用经济等要求进行设计。点突出、费用经济等要求进行设计。 举例举例 二、设计依据二、设计依据 本方案技术设计依据于相关的国家标准和行业本方案技术设计依据于相关的国家标准和行业标准进行。所引用的部分技术规范：标准进行。所引用的部分技术规范：举例举例 三、监测范围、监测精度和监测周期三、监测范围、监测精度和监测周期1. 1. 监测范围：坝顶、护坡。监测范围：坝顶、护坡。2. 2. 监测精度：水平位移和垂直位移的测量中监测精度：水平位移和垂直位移的测量中误差误差1.0mm1.0mm（位移量中误差相对于工作基点（位移量中误差相对于工作基点计算）。计算）。3. 3. 监测周期：开始按监测周期：开始按1 1测次测次/ /月或月或1 1测次测次/2/2月。月。观测一定测次后，再根据实际变形情况确定观测一定测次后，再根据实际变形情况确定监测周期。监测周期。举例举例 四、监测方案四、监测方案4.1 4.1 水平位移监测水平位移监测 考虑到坝体全长考虑到坝体全长18.2km18.2km，水平位移监测方案可采用如，水平位移监测方案可采用如下方式进行布置：下方式进行布置：1 1GPSGPS基准网：如图基准网：如图1 1所示，由所示，由6 6点组成。其中，点组成。其中，G04G04、G06G06点设置在大坝的延长线上，点设置在大坝的延长线上，G05G05位于坝顶的下游。位于坝顶的下游。G01G01、G02G02、G03G03设置在大坝下游的适当位置处。要求设置在大坝下游的适当位置处。要求G01G01、G02G02、G03 G03 、G04G04、G06G06五点位于稳定、不易破坏的基岩上。五点位于稳定、不易破坏的基岩上。 举例举例 四、监测方案四、监测方案4.1 4.1 水平位移监测水平位移监测 2 2GPS工作基准网：如图工作基准网：如图2所示，由所示，由20点组点组成。其中，成。其中，G04、G05、G06为上述图为上述图1中基准中基准网点，该工作基准网点与图网点，该工作基准网点与图1的基准网点联为一的基准网点联为一起组成起组成GPS监测基准网。监测基准网。 举例举例 四、监测方案四、监测方案4.1 4.1 水平位移监测水平位移监测 3 3监测网：利用图监测网：利用图2 2所示的大坝下游工作基所示的大坝下游工作基准点，采用高精度全站仪，按图准点，采用高精度全站仪，按图3 3所示对坝顶、所示对坝顶、护坡的工作基点进行观测，也可以一次性同时护坡的工作基点进行观测，也可以一次性同时测定坝顶和护坡的各监测点。测定坝顶和护坡的各监测点。 如果按图如果按图3 3仅测定工作基点，则工作基点仅测定工作基点，则工作基点数大致为数大致为150150个。个。 如果按图如果按图3 3对所有测点进行测定，按对所有测点进行测定，按25m25m间隔设置测点，则测点数大致为间隔设置测点，则测点数大致为24002400个。个。 举例举例 四、监测方案四、监测方案举例举例 四、监测方案四、监测方案4.1 4.1 水平位移监测水平位移监测 4 4视准线法：如果上述按图视准线法：如果上述按图3仅测定仅测定工作基点，则在工作基点，则在400m之内的测点可以用之内的测点可以用视准线法进行测定。视准线法进行测定。 举例举例 四、监测方案四、监测方案4.2 垂直位移监测垂直位移监测垂直位移监测网采用一等精密水准测量，可以将垂直位移监测网采用一等精密水准测量，可以将水平位移监测的水平位移监测的基准点基准点G01、G02、G03 、G04、G06同时作为同时作为垂直位移监测垂直位移监测基准点，并基准点，并在在G01或或G03附近另设置一个水准稳定点和附近另设置一个水准稳定点和G06或或G04构成水准稳定点组。构成水准稳定点组。 垂直位移监测点与水平位移监测同点位，另外，垂直位移监测点与水平位移监测同点位，另外，在坝顶上游增加一排垂直位移监点。这样，垂在坝顶上游增加一排垂直位移监点。这样，垂直位移测点总数直位移测点总数大致为大致为3200个。个。垂直位移测点垂直位移测点可以采用二等精密水准测量。可以采用二等精密水准测量。 举例举例 四、监测方案四、监测方案4.3 点位标志点位标志水平位移监测网点采用强制归心的仪器观水平位移监测网点采用强制归心的仪器观测墩，水平位移测点建议采用强制归心测墩，水平位移测点建议采用强制归心标志，这样有利于提高观测精度，节省标志，这样有利于提高观测精度，节省观测时间。观测时间。垂直位移监测基准点建立在水平位移监测垂直位移监测基准点建立在水平位移监测网点附近，也可以采用同标石。垂直位网点附近，也可以采用同标石。垂直位移测点与水平位移测点同标石。移测点与水平位移测点同标石。 举例举例 四、监测方案四、监测方案4.4 监测设备监测设备 为提高工作效率、缩短外业工作时间，为提高工作效率、缩短外业工作时间，监测设备按如下进行基本配置：监测设备按如下进行基本配置： 双频双频GPS接收机（如接收机（如Trimble 5700）68台；台； 0.5全自动跟踪全站仪（如全自动跟踪全站仪（如TCA2003）2台；台； 精密数字水准仪（如精密数字水准仪（如NA 3003）4台。台。举例举例 四、监测方案四、监测方案4.5 监测时间监测时间 在正常天气条件下，按上述配置监在正常天气条件下，按上述配置监测仪器设备，在一个星期（测仪器设备，在一个星期（5-7天）内天）内完成一测次（周期）的监测成果。完成一测次（周期）的监测成果。 强制归心监测点强制归心监测点强制归心监测点强制归心监测点强制归心监测点强制归心监测点强制归心监测点强制归心监测点GPSGPS监测监测GPSGPS监测监测GPSGPS监测监测GPSGPS监测监测44 结束语结束语