第10章垂直位移与水平位移观测精.ppt

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1、第第10章垂直位移与水平位移观测章垂直位移与水平位移观测第1页，本讲稿共18页10.1 10.1 垂直位移监测网垂直位移监测网(点点)布设及观测标志布设及观测标志 一、垂直位移监测网一、垂直位移监测网一、垂直位移监测网一、垂直位移监测网(点点点点)布设布设布设布设 对于宽度大于对于宽度大于对于宽度大于对于宽度大于15m15m15m15m的建筑物，在其内部有的建筑物，在其内部有的建筑物，在其内部有的建筑物，在其内部有承重墙或支柱承重墙或支柱承重墙或支柱承重墙或支柱时，应在该部位时，应在该部位时，应在该部位时，应在该部位尽可能布置观测点。尽可能布置观测点。尽可能布置观测点。尽可能布置观测点。为了查

2、明建筑物基础的纵向和横向的弯曲和曲折，在其为了查明建筑物基础的纵向和横向的弯曲和曲折，在其为了查明建筑物基础的纵向和横向的弯曲和曲折，在其为了查明建筑物基础的纵向和横向的弯曲和曲折，在其纵横轴线上纵横轴线上纵横轴线上纵横轴线上也应埋设观测点。也应埋设观测点。也应埋设观测点。也应埋设观测点。对于一般的工业建筑物来说，对于一般的工业建筑物来说，对于一般的工业建筑物来说，对于一般的工业建筑物来说，除了在除了在除了在除了在立柱的基础上立柱的基础上立柱的基础上立柱的基础上布设观测点之布设观测点之布设观测点之布设观测点之外，其外，其外，其外，其主要设备基础的四周主要设备基础的四周主要设备基础的四周主要设备

3、基础的四周以及以及以及以及动动动动荷载四周荷载四周荷载四周荷载四周，地质条件不良处地质条件不良处地质条件不良处地质条件不良处也应布也应布也应布也应布置观测点。置观测点。置观测点。置观测点。第2页，本讲稿共18页10.1 10.1 垂直位移监测网垂直位移监测网(点点)布设及观测标志布设及观测标志 一、垂直位移监测网一、垂直位移监测网一、垂直位移监测网一、垂直位移监测网(点点点点)布设布设布设布设 水准基点水准基点水准基点水准基点、工作基点工作基点工作基点工作基点和和和和观测点观测点观测点观测点必须组成必须组成必须组成必须组成附合水准路线附合水准路线附合水准路线附合水准路线、闭合水准路线闭合水准路

4、线闭合水准路线闭合水准路线或者或者或者或者水准网水准网水准网水准网进行观测，以便对观测成果有可靠的检核和平差计算。进行观测，以便对观测成果有可靠的检核和平差计算。进行观测，以便对观测成果有可靠的检核和平差计算。进行观测，以便对观测成果有可靠的检核和平差计算。第3页，本讲稿共18页10.2 10.2 垂直位移观测垂直位移观测 二、沉陷观测二、沉陷观测二、沉陷观测二、沉陷观测 沉陷观测沉陷观测沉陷观测沉陷观测是定期测量建（构）筑物（或地表）变形测量观测点（简称是定期测量建（构）筑物（或地表）变形测量观测点（简称是定期测量建（构）筑物（或地表）变形测量观测点（简称是定期测量建（构）筑物（或地表）变形

5、测量观测点（简称工作工作工作工作测点测点测点测点）的）的）的）的高程变化高程变化高程变化高程变化，得到其，得到其，得到其，得到其沉陷量沉陷量沉陷量沉陷量，并计算其，并计算其，并计算其，并计算其沉陷速度沉陷速度沉陷速度沉陷速度。第4页，本讲稿共18页10.3 10.3 地面倾斜测量地面倾斜测量 一、水准测量方法一、水准测量方法一、水准测量方法一、水准测量方法 用水准仪测出两个观测点之间的用水准仪测出两个观测点之间的用水准仪测出两个观测点之间的用水准仪测出两个观测点之间的相对沉陷相对沉陷相对沉陷相对沉陷，由相对沉陷与两点间距，由相对沉陷与两点间距，由相对沉陷与两点间距，由相对沉陷与两点间距离之比计

6、算出两点间的平均倾斜角。离之比计算出两点间的平均倾斜角。离之比计算出两点间的平均倾斜角。离之比计算出两点间的平均倾斜角。例如，例如，例如，例如，测出测出测出测出A A、B B两点的沉陷值为两点的沉陷值为两点的沉陷值为两点的沉陷值为WWA A、WWB B，A A、B B两点间的距离为两点间的距离为两点间的距离为两点间的距离为L LABAB，则其平均倾斜值为：，则其平均倾斜值为：，则其平均倾斜值为：，则其平均倾斜值为：第5页，本讲稿共18页10.4 10.4 水平位移观测网及观测标志水平位移观测网及观测标志 一、水平位移测量控制网一、水平位移测量控制网一、水平位移测量控制网一、水平位移测量控制网

7、为了测定建筑物或场地的水平位移，需在变形特征处设置一些点，称为为了测定建筑物或场地的水平位移，需在变形特征处设置一些点，称为为了测定建筑物或场地的水平位移，需在变形特征处设置一些点，称为为了测定建筑物或场地的水平位移，需在变形特征处设置一些点，称为水水水水平位移观测点平位移观测点平位移观测点平位移观测点，或，或，或，或目标点目标点目标点目标点。为了测取观测点的水平位移量，需要有稳定的点作参考，这样的参为了测取观测点的水平位移量，需要有稳定的点作参考，这样的参为了测取观测点的水平位移量，需要有稳定的点作参考，这样的参为了测取观测点的水平位移量，需要有稳定的点作参考，这样的参考点称为考点称为考点称

8、为考点称为基准点基准点基准点基准点。有时，为了方便观测，在离观测点较近的地方设置比较稳定的点，称有时，为了方便观测，在离观测点较近的地方设置比较稳定的点，称有时，为了方便观测，在离观测点较近的地方设置比较稳定的点，称有时，为了方便观测，在离观测点较近的地方设置比较稳定的点，称为为为为工作基点工作基点工作基点工作基点，在工作基点上，在工作基点上，在工作基点上，在工作基点上直接对观测点进行观测。直接对观测点进行观测。直接对观测点进行观测。直接对观测点进行观测。将基准点与工作基点或观测点联将基准点与工作基点或观测点联将基准点与工作基点或观测点联将基准点与工作基点或观测点联系起来，常常需要一些过渡点，

9、称为系起来，常常需要一些过渡点，称为系起来，常常需要一些过渡点，称为系起来，常常需要一些过渡点，称为联测点联测点联测点联测点。第6页，本讲稿共18页10.4 10.4 水平位移观测网及观测标志水平位移观测网及观测标志 二、强制对中装置二、强制对中装置二、强制对中装置二、强制对中装置 在平面标志上，不仅要安放供瞄准用的目标，而且还要安放经纬仪、在平面标志上，不仅要安放供瞄准用的目标，而且还要安放经纬仪、在平面标志上，不仅要安放供瞄准用的目标，而且还要安放经纬仪、在平面标志上，不仅要安放供瞄准用的目标，而且还要安放经纬仪、测距仪及其反光镜或精密测距用的专用标志。所谓测距仪及其反光镜或精密测距用的专

10、用标志。所谓测距仪及其反光镜或精密测距用的专用标志。所谓测距仪及其反光镜或精密测距用的专用标志。所谓较高的平面复位精度较高的平面复位精度较高的平面复位精度较高的平面复位精度是指，这些仪器和工具在互换过程中不应产生显著的对中误差。是指，这些仪器和工具在互换过程中不应产生显著的对中误差。是指，这些仪器和工具在互换过程中不应产生显著的对中误差。是指，这些仪器和工具在互换过程中不应产生显著的对中误差。除除除除垂球对中垂球对中垂球对中垂球对中、光学对中光学对中光学对中光学对中外，外，外，外，强制对中强制对中强制对中强制对中是一种更精密的对中方法。强是一种更精密的对中方法。强是一种更精密的对中方法。强是一

11、种更精密的对中方法。强制对中装置制对中装置制对中装置制对中装置实际上是一些机械接插件，其中一部分固定在标志顶部，实际上是一些机械接插件，其中一部分固定在标志顶部，实际上是一些机械接插件，其中一部分固定在标志顶部，实际上是一些机械接插件，其中一部分固定在标志顶部，其对称中心即作为平面标志的中心，另一部分（可能就是仪器的部件）其对称中心即作为平面标志的中心，另一部分（可能就是仪器的部件）其对称中心即作为平面标志的中心，另一部分（可能就是仪器的部件）其对称中心即作为平面标志的中心，另一部分（可能就是仪器的部件）与经纬仪或其它测量仪具连接，通过接插件使仪器的旋转中心精确地与经纬仪或其它测量仪具连接，通

12、过接插件使仪器的旋转中心精确地与经纬仪或其它测量仪具连接，通过接插件使仪器的旋转中心精确地与经纬仪或其它测量仪具连接，通过接插件使仪器的旋转中心精确地安置在平面标志的中心上。安置在平面标志的中心上。安置在平面标志的中心上。安置在平面标志的中心上。第7页，本讲稿共18页10.6 10.6 视准线法测量水平位移视准线法测量水平位移 在许多工程建筑物中，人们常常最关心建筑物沿某一特定方向上的水平位在许多工程建筑物中，人们常常最关心建筑物沿某一特定方向上的水平位在许多工程建筑物中，人们常常最关心建筑物沿某一特定方向上的水平位在许多工程建筑物中，人们常常最关心建筑物沿某一特定方向上的水平位移，专门解决这

13、一问题的一类方法称为移，专门解决这一问题的一类方法称为移，专门解决这一问题的一类方法称为移，专门解决这一问题的一类方法称为基准线法基准线法基准线法基准线法。基准线法的原理基准线法的原理基准线法的原理基准线法的原理是是是是通过建筑物轴线（例如通过建筑物轴线（例如通过建筑物轴线（例如通过建筑物轴线（例如大坝、桥梁轴线大坝、桥梁轴线大坝、桥梁轴线大坝、桥梁轴线）或平行）或平行）或平行）或平行于建筑物轴线的固定不动的铅直平面为基准面，根据它来测定建筑物的于建筑物轴线的固定不动的铅直平面为基准面，根据它来测定建筑物的于建筑物轴线的固定不动的铅直平面为基准面，根据它来测定建筑物的于建筑物轴线的固定不动的铅

14、直平面为基准面，根据它来测定建筑物的水平位移。水平位移。水平位移。水平位移。依建立基准面使用工具和方法的不同，常用的基准线法可分为：依建立基准面使用工具和方法的不同，常用的基准线法可分为：依建立基准面使用工具和方法的不同，常用的基准线法可分为：依建立基准面使用工具和方法的不同，常用的基准线法可分为：视准视准视准视准线法线法线法线法、激光准直法激光准直法激光准直法激光准直法、引张线法引张线法引张线法引张线法、直伸三角网法直伸三角网法直伸三角网法直伸三角网法等等。本节讨论等等。本节讨论等等。本节讨论等等。本节讨论视准线法视准线法视准线法视准线法，包括活动觇牌法和小角法。包括活动觇牌法和小角法。包括

15、活动觇牌法和小角法。包括活动觇牌法和小角法。第8页，本讲稿共18页10.6 10.6 视准线法测量水平位移视准线法测量水平位移 一、活动觇牌法一、活动觇牌法一、活动觇牌法一、活动觇牌法 活动觇牌法活动觇牌法活动觇牌法活动觇牌法是是是是通过一种精密的附有读数设备的活动觇牌直接测定观测通过一种精密的附有读数设备的活动觇牌直接测定观测通过一种精密的附有读数设备的活动觇牌直接测定观测通过一种精密的附有读数设备的活动觇牌直接测定观测点相对于基准面的偏离值点相对于基准面的偏离值点相对于基准面的偏离值点相对于基准面的偏离值。它需要专用的仪器和照准设备：它需要专用的仪器和照准设备：它需要专用的仪器和照准设备：

16、它需要专用的仪器和照准设备：精密视准仪或精密经纬仪精密视准仪或精密经纬仪精密视准仪或精密经纬仪精密视准仪或精密经纬仪 活动觇牌活动觇牌活动觇牌活动觇牌 觇牌上有分划尺，最小分划值为觇牌上有分划尺，最小分划值为觇牌上有分划尺，最小分划值为觇牌上有分划尺，最小分划值为1mm1mm，用游标，用游标，用游标，用游标尺可直接读到尺可直接读到尺可直接读到尺可直接读到0.1mm0.1mm0.01mm0.01mm。第9页，本讲稿共18页10.6 10.6 视准线法测量水平位移视准线法测量水平位移 二、小角法二、小角法二、小角法二、小角法 小角法小角法小角法小角法是是是是利用精密经纬仪精确地测出基准线方向与测站

17、点到观测点的利用精密经纬仪精确地测出基准线方向与测站点到观测点的利用精密经纬仪精确地测出基准线方向与测站点到观测点的利用精密经纬仪精确地测出基准线方向与测站点到观测点的视线方向之间所夹的小角，从而计算观测点相对于基准线的偏离值视线方向之间所夹的小角，从而计算观测点相对于基准线的偏离值视线方向之间所夹的小角，从而计算观测点相对于基准线的偏离值视线方向之间所夹的小角，从而计算观测点相对于基准线的偏离值。基准线基准线基准线基准线观测点观测点观测点观测点投影投影投影投影2 2个观测量个观测量个观测量个观测量偏离值偏离值偏离值偏离值第10页，本讲稿共18页10.6 10.6 视准线法测量水平位移视准线法

18、测量水平位移 二、小角法二、小角法二、小角法二、小角法测距误差影响可忽略不计测距误差影响可忽略不计测距误差影响可忽略不计测距误差影响可忽略不计如果要求如果要求如果要求如果要求且设偏离值且设偏离值且设偏离值且设偏离值 i i=40mm=40mm，则有，则有，则有，则有当当当当 i i=100mm=100mm时，距离测量精度也仅要求时，距离测量精度也仅要求时，距离测量精度也仅要求时，距离测量精度也仅要求距离测量误差影响常可忽略。距离测量误差影响常可忽略。距离测量误差影响常可忽略。距离测量误差影响常可忽略。第11页，本讲稿共18页10.6 10.6 视准线法测量水平位移视准线法测量水平位移 二、小角

19、法二、小角法二、小角法二、小角法小角法测量偏离值的误差公式写成：小角法测量偏离值的误差公式写成：小角法测量偏离值的误差公式写成：小角法测量偏离值的误差公式写成：上式既可用于误差分析，也可用于方案设计，即给定上式既可用于误差分析，也可用于方案设计，即给定上式既可用于误差分析，也可用于方案设计，即给定上式既可用于误差分析，也可用于方案设计，即给定的前提条件下，求小角观测精度的前提条件下，求小角观测精度的前提条件下，求小角观测精度的前提条件下，求小角观测精度小角法用于生产时，理应小角法用于生产时，理应小角法用于生产时，理应小角法用于生产时，理应在基准线的两个端点分别设站进行观测在基准线的两个端点分别

20、设站进行观测在基准线的两个端点分别设站进行观测在基准线的两个端点分别设站进行观测，然后，然后，然后，然后做加权平均。做加权平均。做加权平均。做加权平均。第12页，本讲稿共18页10.6 10.6 视准线法测量水平位移视准线法测量水平位移 二、小角法二、小角法二、小角法二、小角法小角法用于生产时，理应在基准线的两个端点分小角法用于生产时，理应在基准线的两个端点分小角法用于生产时，理应在基准线的两个端点分小角法用于生产时，理应在基准线的两个端点分别设站进行观测，然后做加权平均。别设站进行观测，然后做加权平均。别设站进行观测，然后做加权平均。别设站进行观测，然后做加权平均。观测点等间隔分布，设点的间

21、距为观测点等间隔分布，设点的间距为观测点等间隔分布，设点的间距为观测点等间隔分布，设点的间距为s s，测角误差为，测角误差为，测角误差为，测角误差为mm。先在点先在点先在点先在点A A架设经纬仪测量点架设经纬仪测量点架设经纬仪测量点架设经纬仪测量点i i偏离值：偏离值：偏离值：偏离值：若又在点若又在点若又在点若又在点B B架设经纬仪测量点架设经纬仪测量点架设经纬仪测量点架设经纬仪测量点i i偏离值：偏离值：偏离值：偏离值：第13页，本讲稿共18页10.6 10.6 视准线法测量水平位移视准线法测量水平位移 二、小角法二、小角法二、小角法二、小角法小角法用于生产时，理应在基准线的两个端点分小角法

22、用于生产时，理应在基准线的两个端点分小角法用于生产时，理应在基准线的两个端点分小角法用于生产时，理应在基准线的两个端点分别设站进行观测，然后做加权平均。别设站进行观测，然后做加权平均。别设站进行观测，然后做加权平均。别设站进行观测，然后做加权平均。取两次测量结果的加权平均值：取两次测量结果的加权平均值：取两次测量结果的加权平均值：取两次测量结果的加权平均值：可以证明，在靠近端点可以证明，在靠近端点可以证明，在靠近端点可以证明，在靠近端点A A、B B处最小，靠近处最小，靠近处最小，靠近处最小，靠近中间处最大。中间处最大。中间处最大。中间处最大。第14页，本讲稿共18页10.7 10.7 激光准

23、直测量激光准直测量 二、波带板激光准直测量二、波带板激光准直测量二、波带板激光准直测量二、波带板激光准直测量 （二）波带板准直测量的设备（二）波带板准直测量的设备（二）波带板准直测量的设备（二）波带板准直测量的设备 He-NeHe-Ne激光器激光器激光器激光器，用于发射激光，用于发射激光，用于发射激光，用于发射激光。波带板波带板波带板波带板。根据上述原理制成。根据上述原理制成。根据上述原理制成。根据上述原理制成，通过其不同透光孔的光波会产生干，通过其不同透光孔的光波会产生干，通过其不同透光孔的光波会产生干，通过其不同透光孔的光波会产生干涉。涉。涉。涉。有有有有圆形圆形圆形圆形和和和和方形方形方

24、形方形两种，圆形波带板聚焦呈一亮点，方形波带板聚焦呈一两种，圆形波带板聚焦呈一亮点，方形波带板聚焦呈一两种，圆形波带板聚焦呈一亮点，方形波带板聚焦呈一两种，圆形波带板聚焦呈一亮点，方形波带板聚焦呈一个明亮的十字线。个明亮的十字线。个明亮的十字线。个明亮的十字线。激光探测器激光探测器激光探测器激光探测器，用于自动探测光点的中心，用于自动探测光点的中心，用于自动探测光点的中心，用于自动探测光点的中心。第15页，本讲稿共18页10.8 10.8 引张线法测量水平位移引张线法测量水平位移 柔性弦线两端加以水平拉力引张后自由悬挂，则它在竖直面内呈悬链柔性弦线两端加以水平拉力引张后自由悬挂，则它在竖直面内

25、呈悬链柔性弦线两端加以水平拉力引张后自由悬挂，则它在竖直面内呈悬链柔性弦线两端加以水平拉力引张后自由悬挂，则它在竖直面内呈悬链线形状，它在水平面上的投影应是一条直线，利用此直线作为基准线可以线形状，它在水平面上的投影应是一条直线，利用此直线作为基准线可以线形状，它在水平面上的投影应是一条直线，利用此直线作为基准线可以线形状，它在水平面上的投影应是一条直线，利用此直线作为基准线可以测定附近测点的横向偏移值，测定附近测点的横向偏移值，测定附近测点的横向偏移值，测定附近测点的横向偏移值，这种方法称为这种方法称为这种方法称为这种方法称为引张线法引张线法引张线法引张线法。引张线法可以用来引张线法可以用来

26、引张线法可以用来引张线法可以用来测定建筑物的横向水平位移测定建筑物的横向水平位移测定建筑物的横向水平位移测定建筑物的横向水平位移，这在，这在，这在，这在大坝变形测量大坝变形测量大坝变形测量大坝变形测量中有较多的应用。中有较多的应用。中有较多的应用。中有较多的应用。第16页，本讲稿共18页10.9 10.9 建（构）筑物主体倾斜和挠度测量建（构）筑物主体倾斜和挠度测量 一、经纬仪观测法一、经纬仪观测法一、经纬仪观测法一、经纬仪观测法 当当当当从建筑物或构件的外部从建筑物或构件的外部从建筑物或构件的外部从建筑物或构件的外部进行倾斜观测时，使用经纬仪可获得较高的进行倾斜观测时，使用经纬仪可获得较高的

27、进行倾斜观测时，使用经纬仪可获得较高的进行倾斜观测时，使用经纬仪可获得较高的测量精度。测量精度。测量精度。测量精度。其其其其原理原理原理原理是是是是用经纬仪测量建筑物顶部点与底部点在水平面上的偏移，用经纬仪测量建筑物顶部点与底部点在水平面上的偏移，用经纬仪测量建筑物顶部点与底部点在水平面上的偏移，用经纬仪测量建筑物顶部点与底部点在水平面上的偏移，将该偏移值除以顶部点与底部点的高差即得建筑物的倾斜。将该偏移值除以顶部点与底部点的高差即得建筑物的倾斜。将该偏移值除以顶部点与底部点的高差即得建筑物的倾斜。将该偏移值除以顶部点与底部点的高差即得建筑物的倾斜。用经纬仪进行实际倾斜测量时，用经纬仪进行实际

28、倾斜测量时，用经纬仪进行实际倾斜测量时，用经纬仪进行实际倾斜测量时，在测站可能照准的不是在测站可能照准的不是在测站可能照准的不是在测站可能照准的不是C C、D D点本身，点本身，点本身，点本身，而是它们的替代，甚至是建筑物边缘而是它们的替代，甚至是建筑物边缘而是它们的替代，甚至是建筑物边缘而是它们的替代，甚至是建筑物边缘切线的平均。该法在实际应用时，视切线的平均。该法在实际应用时，视切线的平均。该法在实际应用时，视切线的平均。该法在实际应用时，视具体条件有很多变化。具体条件有很多变化。具体条件有很多变化。具体条件有很多变化。第17页，本讲稿共18页10.9 10.9 建（构）筑物主体倾斜和挠度测量建（构）筑物主体倾斜和挠度测量 一、经纬仪观测法一、经纬仪观测法一、经纬仪观测法一、经纬仪观测法水平偏移分量水平偏移分量水平偏移分量水平偏移分量总的水平偏移分量总的水平偏移分量总的水平偏移分量总的水平偏移分量倾斜方向由倾斜方向由倾斜方向由倾斜方向由确定确定确定确定倾斜值倾斜值倾斜值倾斜值第18页，本讲稿共18页