《变形观测与数据处理》考试复习要点
题型：填空题（20分）
名词解释（10分）
简答（20分）
综合题（问答、计算、填表、绘图等）（50分）
关注课后思考题
第一章概述：变形监测意义与目的；监测周期、精度；监测点、基准点布设原则；
变形观测的定义
通过一定的观测方法和仪器测定构筑物或
工程建筑物各种变形量大小的工作。
变形观测的目的:
1、分析与评价建筑物的安全状态
2、验证设计数据
3、反馈设计施工质量
4、研究正常变形规律和预报变形的方法
◆安全：其目的是监测建（构）筑物在施工
过程中和竣工后，投入使用中的安
全情况；
◆设计施工：验证地质勘察资料和设计数据
的可靠程度，以改进设计理论和施
工方法；
◆ 科研：研究变形的原因和规律，建立正确
的预报模型，准确的分析预报。
变形观测的意义
1、安全
2、验证与改进设计
3、科学研究
对于机械技术设备：为改进提供技术数据 对于滑坡：成因预报 对于矿山：开挖量加固方法 对于地壳运动：
监测周期:根据变形物的大小、速度而制定出的监测频次。
1）当埋设的沉降观测点稳固后，在建筑物主体开工前，进行第一次观测。
2）在建（构）筑物主体施工过程中，一般每盖1～2层观测一次。
如中途停工时间较长，应在停工时和复工时进行观测。
3）当发生大量沉降或严重裂缝时，应立即或几天一次连续观测。
4）建筑物封顶或竣工后，一般每月观测一次，如果沉降速度减缓，可改为2～3个月观测一次，直至沉降稳定为止。
观测点（监测点/工作点）布设方案
一般原则：
⏹ 反应整体变形（均匀布点）；
⏹ 变形量大的地段多布点；
⏹ 工程重点地段多布点；
⏹ 其它原因专门提出；
⏹ 有利于观测
1.3.1 精度确定依据
具体工程建筑物的允许误差大小、变形
速度、变形观测的目的
一般而言：从安全角度：观测中误差应小于
允许变形量的1/10～1/20；典型精度±1mm 或相
对精度为10-6
从科学研究角度：应尽量提高精度
2、精度确立原则：
实用、经济、科学、实际
沉降观测的精度应根据建筑物的性质而定。
1）多层建筑物的沉降观测，可采用DS 3水准仪，用普通水准测量的方法进行，其水准路线的闭合差不应超过 （n 测站数）。
2）高层建筑物的沉降观测，则应采用DS 1精密水准仪，用二等水准测量的方法进行，其水准路线的闭合差不应超过: 沉降监测方法；
观测时先后视水准基点，接着依次前视各沉降观测点，最后再次后视该水准基点，两次后视读数之差不应超过±1mm 。
mm 0
.2n ±mm
0.1n ±
沉降观测的水准路线（从一个水准基点到另一个水准基点）应为闭合水准路线。
监测点、基准点布设原则；
一般原则：
⏹反应整体变形（均匀布点）；
⏹变形量大的地段多布点；
⏹工程重点地段多布点；
⏹其它原因专门提出；
⏹有利于观测
基准点埋设要求
❑水准基点的标石，应埋设在基岩层或原状土层中，绝不能位于人工土内。
❑埋于冻土时底盘应位于最大冻土线下0.5m。
❑埋设于基岩的点应除去岩石风化层，在新鲜基岩上打孔埋点。
❑工作基点的水准点位置与邻近建筑物的距离不得小于建筑物基础深度的 1.5～2.0倍。
❑各类水准点应避开交通干道、地下管线、仓库堆栈、水源地、河岸、松软填土、滑坡地段、机器振动区以及其他能使标石、标志易遭腐蚀和破坏的地点。
第二章沉降监测方法；液体静力水准测量原理及适用性；精密三角高程测量误差来源；精密水准测量
观测时先后视水准基点，接着依次前视各沉降观测点，最后再次后视该
水准基点，两次后视读数之差不应超过±1mm。
沉降观测的水准路线（从一个水准基点到另一个水准基点）应为闭合水准路线
液体静力水准测量基本原理
利用连通器内液体在静止时，液面位于同一水平面。
液体静力水准测量应用范围：敷设电缆、确定自流管线标高、金属结构设备安装、大坝桥梁等基础沉降观测。
液体静力水准测量特点：适合有辐射、危险、爆炸、蒸汽、尘土等恶劣工作环境
精密水准测量
⏹测定高程的一种方法；
⏹应用前途：高精度全站仪的发展，使得精密三角高程测量在一定程度代替水准测量；
⏹特点：劳动强度较低，工作效率高。
第三章水平位移监测方法；交会法分类；精密导线特点；准直测量原理及适用性；几种准直测量基础内容
常用的监测方法
1.大地测量手段：三角网、精密导线、交会法等
2.基准线法：视准线、引张线
3.GPS测量法
4.其它专业测量方法：坐标位移计
⏹交会法测量水平位移
⏹基准线法测量水平位移
⏹导线及前方交会测量水平位移
交会法分类：测角交会法测边交会法后方交会法
前方交会法有三种：测角前方交会法、测边前方交会法、边角前方交会法
准直测量原理及适用性；原理：通过变形体（一般为直线型建筑物）轴线或平行于轴线构建一个固定不变的铅垂面为基准面，用基准面测定水平位移的方法。
⏹分类（根据确立基准面方法的不同）
几种准直测量基础内容
第四章挠度定义及监测方法；内部位移监测方法；
挠度：建筑的基础、上部结构或构建等在弯矩作用下因挠曲引起的垂直于轴线的线位移
观测方法：1）外部：前方交会法。
2）内部：倒垂/正垂装置（垂线观测）
内部位移监测方法:1、分层沉降观测方法：电磁式沉降仪观测、干簧管式沉降仪观测、水管式沉降仪观测、横臂式沉降仪观测、深式测点组观测2、分层水平位移观测方法：测斜仪、引张线式位移计、正倒垂线3、界面位移观测方法：振弦式位移计、电位式位移计
第七章变形监测资料整理内容与目的；数据预处理内容；资料分析（方法及算例）
观测资料整理分析主要包括两个方面的内容：
①观测资料的整理和整编。
这一阶段的主要工作是对现场观测所取得的资料加以整理，编制成图表和说明；其目的是便于应用分析向需要单位提供资料和归档保存
②观测资料的分析。
对监测资料进行综合性的定性定量分析找出变化规律和发展趋势其目的是对工程建筑物的工作状态做出评估、判断和预测及时处理数据预处理内容；
主要包括：监测物理量的转换、监测数据的粗差检查、以及系统误差的检验等。
1、数据处理目的：
观测成果计算、分析时，应根据最
小二乘和统计检验原理对控制网和观测
点进行平差计算，对测量点的变形进行
几何分析与必要的物理解释。
二、变形观测数据预处理的内容
⏹观测值中的超限误差，除在观测过程中应严格作业、认真检核随时予以排除
外，在变形分析中，还应通过检验将判定含有粗差的观测值予以剔除。
⏹观测值中的系统误差，除在作业中应严格进行仪器检校、按规定观测程序操
作予以减弱或对受大气及其他影响的数据作预处理外，对于高精度监测网还应进行系统误差的统计检验和补偿。
资料分析（方法及算例）作图分析统计分析对比分析建模分析P114
⏹回归分析法
⏹时间序列分析法
⏹频谱分析法
⏹卡尔曼滤波法
⏹有限元法
⏹人工神经网络法
⏹小波分析法
系统论方法
第八章变形监测数学模型分类；统计模型计算原理；灰色系统理论基本内容（上课笔记）
变形监测数学模型分类；
一元线性统计模型、多元线性统计模型、逐步回归分析模型等。
第九章工业与民用建筑物变形监测概述
第十章基坑工程变形监测资料整理与分析
10.4.4 观测成果的整理和分析
按逐点观测的每个回弹标志与基准点的高差,直接推算各测点的初始高程,然后以引测到坑底的工作基点进行坑底的各测点标高测量,并比较推算出各点的回弹量。
其各点的坐标和回弹量见表。
从表中可以看出,基坑回弹量最大值在8#点,其值为36.00mm,最小值在13#点,其值为18.00mm,平均回弹量为26.00mm。
（最大、最小及平均回弹量）从整个基坑底面回弹变化规律看,在基坑中间的回弹量大于四周,而西部回弹量又稍大于东部。
依其结果绘制出基坑纵横中心轴线回弹剖面图和基坑回弹等值线图
第十一章桥梁挠度监测方法；监测内容
桥梁挠度监测方法；
1. 精密水准测量
2. 悬锤法
3. 液体静力水准测量
4. 精密三角高程测量
5. GPS测量
6. 摄影测量法
7. 专用挠度仪器观测法
监测内容：
一、桥梁墩台变形观测
桥梁墩台的变形观测主要包括两方面：1. 垂直位移 2. 水平位移
各墩台的垂直位移观测：主要包括墩台特征位置的垂直位移和沿桥轴线方向(或垂直于桥轴线方向)的倾斜观测；
各墩台的水平位移观测：其中各墩台在上、下游的水平位移观测称为横向位移观测，各墩台沿桥轴线方向的水平位移观测称为纵向位移观测。
两者中，以横向位移观测更为重要
二、塔柱变形观测
1. 顶部水平位移
2. 整体倾斜
3.挠度观测
4.伸缩量测量
三、桥面挠度变形观测
四、桥面水平位移变形观测
桥面水平位移主要是指垂直于桥轴线方向的水平位移。
桥梁水平位移主要由基础的位移、倾斜以及外界荷载(风．日照、车辆等)等引起，对于大路径的斜拉桥和悬索桥，风荷载可使桥面产生大幅度的摆动，这对桥梁的安全运营十分不利。