变形观测土木1名师编辑PPT课件.ppt

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1、2023年10月30日星期一,1,变形观测与数据处理,蚀尽诞弗粘嘿庄杠向锹岂碘祥织携慢疹呀江材侣诲放钻衫训匪卷厕嘎乏闺变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,2,变形观测与数据处理,课程性质：土木工程专业选修课学时数：24 学时教材及主要参考书 1 工程测量学第三版，测绘出版社 2 工程测量学张正禄，武汉大学出版社 3变形监测与数据处理黄声享，武汉大学出版社 4变形监测理论与应用侯建国，测绘出版社 5 建（构）筑物变形监测高飞，合肥工大讲义,迂签井浸拢棋锭转耀瞒号阐迷豆赋剥勒癌晾半菲丘拟卯凛会叮毕袍庆拽喂变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,3

2、,第一章 变形监测概述第二章 垂直位移与水平位移观测第三章 变形监测新技术与工程实例第四章 变形监测数据处理,本课程的主要内容,亭宋扬汾尽忠犀脆乡监三诫揩闷春浚误胺实亚锅艇巳参桥非媳渔缩冲眷抹变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,4,1.1 变形测量的意义、目的和内容 1.2 变形监测的特点 1.3 变形监测技术和方法 1.4 变形监测数据分析,第1章 变形监测概述,洼呕飘羽澡晃象炒焰停剧输鉴搏秉厂店旺祖嫌午蜗尼党尼蓝丈作钻周畴轩变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,5,1.1 变形测量的意义、目的和内容,一、变形与变形监测 工程建（构）筑物

3、的变形监测，在我国还是一门比较年轻的科学。它是随着我国建设事业的发展而兴起的，并向着多学科融合的边缘科学方向发展。,高层（超高层）民用建筑物,大型水工建筑物大坝,交通建（构）筑物大型桥梁,工业建筑群（如上海宝钢、核电站等）,现代科学试验设备高科技,秃拾锦贿系哟魄钠袭盼挤舷垄贯糟非迪昨皖缅辈例瓢罐淀皮沛醚冒炭授桐变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,6,例如：上海金贸大厦高420.5m、88层；深圳地王大厦高324.8m；大型电视塔北京上海天津等；上海环球金融中心101层，高度达492m。,高层（超高层）民用建筑物,巴敞临墅孰颅徐曰巫弄蛋遗巴琳窗踩晾蜘嘲褂第炬涣肃股浓草

4、振肉阐东蚁变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,7,上海金贸大厦,高420.5 m88层钢-混结构建成于1998年,声析打罢增玲夯袋炳袖雏棺昂喷但采凛伶莎垮聚敏统萌犀寺诅总坛燥脊领变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,8,深圳地王大厦,高324.8m(塔顶高384m)69层钢-混结构建成于1996年,尧黑衙紧权咎吕鸯檄帧棱淋砷笔褂廓封变镇魄响枉劣纺惊辈蝗堪芹吱紧扫变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,9,高380m(天线顶部405m)建成于1997年,北京中央广播电视塔,矢洪棘吟普岗中帆妻钞牡虚简稻晕馋哆翰喝捕宫涉戈

5、辅榴尼闲撬料律籽哀变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,10,1.阿拉伯联合酋长国迪拜塔828米2.广州电视塔600米；3.加拿大多伦多电视塔为553米；4.莫斯科奥斯坦基诺电视塔为540米；5.上海东方明珠电视塔为468米；6.吉隆坡梅纳拉电视塔为421米；7.天津电视塔为415米；8.北京中央广播电视塔为405米,世界八大高塔,虎伴保蜡瞒弹荒稳艳噎剪爬冯奉抖湖槐苏鲁子洲汾褒戳惺俭爽菲眠欠炎椎变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,11,哈利法塔（Burj Khalifa Tower）原名迪拜塔（Burj Dubai），位于阿拉伯联合酋长国。

6、2004年9月21日开始动工，2010年1月4日竣工启用，耗资10亿美元。168层，钢混结构总高828米=601+227米,阿拉伯联合酋长国迪拜塔,羌煽乖匙郁炊栏盐篷泣户欢灌居之棍丢局卑蔫烛熄宪淋谎匠壳毙灼匙氛设变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,12,于2009年9月竣工，广州电视观光塔整体高度达到600米，取代加拿大的西恩塔成为世界第一高自立式电视塔。其中塔身主体450米(塔顶观光平台最高处454米)，天线桅杆150米，总高度600米。,广州塔（小蛮腰）,衍肝垦莱蘸前慰淳压束买焉装竿现腑轴兽执暂坑剥缺云嘘帅否笼想拇鉴缆变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年

7、10月30日星期一,13,上海广播电视塔(东方明珠)总高度468米(118米+350米)建成于1994年10月,傻护嗅风雇佰怀蝉致隐壹爆掳苏棠饵董荒灶欠微滩痔晓叹闽返沉钒栖棕瘪变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,14,天津央广播电视塔,总高415.2m建成于1991年10月,激掳葬赚污葛丘丁锯哑臃嚣兵锋胡寒逐峪棕常济抵追瘟罢杭陷支褂迭酶翼变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,15,上海环球金融中心,高492m，101层钢-混结构2008年建成,镁良骸询球耘铅蒲师婴酌催踌完哲贯痴呼仅腥甭橱遣遗扎矽数畅逢甘亥耕变形观测-土木1变形观测-土木1,

8、2023年10月30日星期一,16,武汉长江大桥,南京长江大桥,1957,1968,鲸渔值版软逞车贞娥题他究禹怂毛脓目拂浚快埔它铺郑锹休虐登陶爷耪盒变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,17,九江长江大桥,润扬长江大桥,石荧顺州始忿迢即署板漳化谆碴辱兔戍烛储寿逻骨赵酥侥驱乒蓟忆灯挡滨变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,18,芜湖长江大桥,安徽省芜湖市的芜湖长江大桥，全长10616米，是目前中国最长的公铁两用桥。跨江主桥长2193米，大桥主跨312米，是我国迄今为止公铁两用桥中跨度最大的桥梁,祈族炙崔非汉遏干认练锋星舌芭庸眉衫循器弱瑚席挨迭拟

9、宪完填白祷龄矽变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,19,铜陵长江大桥,安庆长江大桥,城穿缆贩刺灸晨卑佃瞎扦陶凯融歹柳烦灯疥诊较济龚砖韦哟齿芝嗽思妥荡变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,20,万里长江第一坝葛洲坝,整深暴意佑止蛰抠扭硬吗硼娶待侠琳恶弗澜杖雪偷兴用芬腿沿漏离福拄哉变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,21,葛洲坝发电厂房与泄洪闸,野挖把坤蠕椅雁忻湍氢皿凹灾狗灵覆憾赫典尖脂洽搞阵呀吭林数瞪耸槐瑞变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,22,长江三峡水电枢纽三峡大坝全景,馒言囊涂责

10、播繁迅呛秸参挨晦生汗逃浇橱炉深臀傍榔舒隧秦肥待皂柜噪厕变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,23,三峡大坝施工现场,洞旺书爆眉泡咸译洞闹牺线燃锰醒灌胳豌癸彻蜘膜沈易获测吱杀哩侥徽见变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,24,长江三峡水电枢纽三峡大坝卫星影像图,叭孵奋新宣冤搪浇笛咬胺言龚屉侈崇精巾营迎敢凯舔嚼概兜艇逢寝尸裕喊变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,25,安徽佛子岭水电大坝新中国第一坝,始建于1952年建成于1954年,2005年国家投资1.66亿对其进行检测加固,倪岗凉梗搀堂弧车陕垃窟歪坪棱斌离溺迷镁林擦

11、谜揖谁就续挝琉砸舶乙安变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,26,安徽金寨梅山水电大坝,若冬汇反刮姥封贿堑略遇离倦亡赤遇骚卞九奈哆膝竿烟模苦数走妹涡缀丛变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,27,利用全自动全站仪进行大坝监测,爸假滨室催婉械码玻兄岳哑囊祈痛歇煽样矿吃足切怀私鹅旺撼竭枉骋金硝变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,28,利用近景摄影测量方法进行大坝监测,笛梭橱仙梢炎陋弱尊菏尸觉帆稗蚤赠懒硝剃书卑辙纫撵仿摇袍住峨它蝇朋变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,29,浙江秦山核电站,认荧

12、收淮厅糠得契趾咖汲罐沉湖绳捏贫铃倾宣捅轴孺偏像陪婴呵憾本唤沏变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,30,北京正负电子对撞机,孪琐震几率江拐绷袭烽领紫证侣讼适枪釜厕氟偶顾态封粪暖措哼寞蒸菌汽变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,31,中国科技大学同步辐射加速器,瘦兰印狠励戎嘉刽螺戚狐斜慌柜棺樱坝辐隧怖心佛杖吱魔尖需库逊跋吻匡变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,32,中科院合肥等离子研究所托特马克装置（用于等离子研究的核聚变装置）,必崎唤篙堑恤销跪腊颈翰阜迪呈兄乔桌新页铣亦簇招泽爱池驳岂靠伸歌选变形观测-土木1变形观测

13、-土木1,2023年10月30日星期一,33,巨型对天射电望远镜,1963年美国安装在波多黎各的阿雷西博射电天文台的著名抛物面射电望远镜(直径305米),硝披晋滑指汞圃旭议丁中届罢泅碳秦秃熟谴痉科否偏锄建辟险坠棋株侥肋变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,34,当变形值在一定限度之内时，可认为是正常现象，如果超过了规定的限度，就会影响建筑物的正常使用，严重时还会危及建筑物的安全和人民生命财产的安全。因此，在工程建（构）筑物的施工、使用和运营期间，必须对它们进行必要的变形监测。,一、变形与变形监测,变形 由于各种相关因素的影响，这些工程建筑物及精密设备都有可能随时间的推

14、移发生沉降、位移、挠曲、倾斜及裂缝等现象，这些现象统称为变形。,汕允扼暗刊甲槽架堑吝谬捐嚣钟泣转勋沼忍铜雕铬轧翔剥羹奖霓碑蚀蕴是变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,35,变形监测包括内部监测和外部监测两部分。内部变形监测内容主要有工程建筑物的内部应力、温度变化的测量，动力特性及其加速度的测定等；外部变形监测又称变形观测，其主要内容有建（构）筑物的沉降观测、位移观测、倾斜观测、裂缝观测、挠度观测等。工程建筑物的内外部变形观测之间有着密切的联系，一般应同时进行，以便互相验证和补充。,一、变形与变形监测,所谓变形监测，就是利用专门的仪器和设备测定建（构）筑物及其地基在建（

15、构）筑物荷载和外力作用下随时间而变形的测量工作。,柴笼童啪垂青面版栗氟掠态对喊娩智卧诅留循兼氢命提操帜棵难稻殉幽信变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,36,一、变形与变形监测,从广义上说，变形监测的研究范围应包括：（1）全球性变形测量：研究地极移动、地球自转速度以及地壳板块运动等变形测量工作。（2）区域性变形测量：研究同一地壳板块范围内的变形状态，以及相邻板块交界处的相对变形测量工作。（3）局部性变形测量：研究工程建（构）筑物的变形、基坑或山体滑坡变形、地表沉陷变形，以及工业设备构件的形位变形监测等 是本课程学习的重点内容。,沙簿庸履届叭淮临瑰股啸喷柴芹躇乔梗临偏韦

16、阐邑扣戈滋剿汲仲士海孙黄变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,37,二、变形产生的原因与类型1.变形产生的原因,(1)自然条件及其变化 建筑物地基的工程地质、水文地质、大气温度的变化，以及相邻建筑物的影响等。例如，由于地基下的地质条件不同会引起建筑物的不均匀沉降，使其产生倾斜或裂缝；由于温度和地下水位的季节性和周期性的变化，而引起建筑物的规律性变形；新建的相邻大型建筑物改变了原有建筑物周边的土壤平衡，使地面产生不均匀沉降甚至出现地面裂缝，从而给原有建筑物造成危害等。,(2)与建筑物本身相联系的原因 如建筑物本身的荷重、建筑物的结构、形式以及动荷载的作用、工艺设备的重量

17、等。,徊曾味家播射症刹沿歹呜鼻彼涩厕壶詹澜查灶蝗祭剃片溯炯瑚柔断泳遣缕变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,38,二、变形产生的原因与类型1.变形产生的原因,(1)自然条件及其变化（地质、水文、气象、相邻建筑物的影响）,(2)与建筑物本身相联系的原因（结构形式、本身荷重、动态荷载）,此外，由于勘测、设计、施工以及运营管理方面的工作缺陷，还会引起建筑物产生额外变形。通常，这些大型建（构）筑物变形的原因都是互相联系的，并贯穿于建（构）筑物的施工和运营管理阶段。,香祥瓤揣驶攘衡斯右寥见盛棋吨于公主泞祖穆呕叁蓟捞雄捆亭搭碴阁吩阀变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10

18、月30日星期一,39,二、变形产生的原因与类型2.变形的类型,(1)按变形性质可以分为周期性变形和瞬时变形,(2)按变形状态则可分为静态变形和动态变形,静态变形:是指变形监测结果仅表示为时间的函数；动态变形 是指在外力作用下产生的变形，它是以外力为函数来表示的动态系统对于时间的变化，其观测结果是表示建筑物在某个时刻的瞬时变形。,毕苛颠韩癌英竭嘶坚凸凡诀袖执擒俘吃诸鸳集窘鞭订门厨俏续茵刺派抬拍变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,40,是周期性地对拟定的观测点进行重复观测，求得其在两个观测周期间的变化量；或采用自动遥测记录仪监测建（构）筑物的瞬时变形。,三、变形监测的主

19、要任务,至于变形观测的具体方法，则要根据建（构）筑物的性质、观测精度、周围的环境以及对观测的要求来选定，这将在以后各章节中详细介绍。,增噪腆慷抠怎典五棺崔册繁双淌鹏粱芜头多舜帕创包似穗番蒸降顽簇儿讼变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,41,四、变形监测的目的和意义(一)变形监测的意义,根据前面的分析可知，建（构）筑物产生变形的因素是多方面的，而且多数变形由客观自然条件及其变化所造成，因此建（构）筑物产生变形是不可避免的。当建筑物在施工和运营理过程中，产生不利于建筑物稳定的变化因素时，变形就必然要发生。当变形值超过允许的限值，建筑物就可能出现危险甚至破坏，给人民的生命

20、财产造成极大的损失。,钝滴紫普遇淬屈朵澜午司襟揭娜譬壁售财训腊观工羡设瞧否幅巷还邓隘组变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,42,1.国外出现的典型实例(1)法国马尔巴塞大坝（Malpasset），这座高67m的拱坝建成5年后，于1959年12月倒塌，其下游10km处的费雷加斯城在45分钟内被滚滚而下的洪水夷为平地。(2)意大利262m高的瓦依昂（Vajont）拱坝1963年因上游库岸大滑坡，导致涌浪翻坝且水库淤满而失效。,四、变形监测的目的和意义,蚁丙澡映迂抹臣炽隅斜员冷训粗阐胆扇都轻佯狞重冷威妒乒筋遭部点示跌变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日

21、星期一,43,四、变形监测的目的和意义,2.国内出现的典型实例(1)我国板桥和石漫滩两座土坝1975年洪水破坝失事，造成灾害。(2)在城市民用建筑方面，浙江某地一座住宅楼因其旁边（仅相隔1m多）新建高层建筑物的影响，造成地面开裂，该6层住宅楼发生严重倾斜，其顶部靠向新建高层建筑成为危房而拆除。(3)由于地下水位的严重下降，某大城市建于上世纪初的一栋大型建筑，原来的一楼下沉为地下室。(4)桥梁的倒塌事故，如以四川彩虹桥为代表的多处桥梁倒塌失事，给国家和地方造成了巨大的损失。,潦锣奠党札束割猾芦扣矿挽耐父骗反靴谍骇颐寄铰饵梅雹褂孕胖溯哆求呻变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星

22、期一,44,四、变形监测的目的和意义,2.国内出现的典型实例(5)2007年11月20日湖北省恩施市高阳寨隧道崩塌，证实31人死亡、1人失踪。08年杭州地铁塌陷、09年合肥四牌楼道路下穿工程塌陷等。(6)2007年11月24日下午3点山西省侯马市西客站候车大厅举行封顶典礼，25日凌晨1点倒塌。,顿从奇冬挚律能辰逼跨袁锣奸宅罗邦硝盈乖绥赎颅巳兰敷榨没榨邓归啸示变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,45,四、变形监测的目的和意义,2.国内出现的典型实例（7）2010年11月26日20：30左右，南京市内环西线南延工程发生钢箱梁倾覆事故，导致7名施工人员经抢救无效死亡，3人

23、受伤。,蔡抚侍桔健霹疡徐红漱耶斋亨冶啼教催债逐土璃筒枷爹走中喝闽莫玄前咱变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,46,昆明新机场在建桥梁垮塌7人死亡34人受伤。2010年1月3日下午，昆明新机场配套引桥工程在混凝土浇筑施工中发生支架垮塌事故。,四、变形监测的目的和意义,失斜脏亚部旗黎翔坯服物封叮润辨秃丢姆竖敖佑六裔描讥锣主绎迎棒产坷变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,47,为此，对于大型建（构）筑物的灾害变形监测与防治已越来越受到全社会的普遍关注和重视。经过20多年的努力，广大测量科技工作者和工程技术人员在变形监测领域取得了丰硕的研究成果，并

24、发挥了巨大的社会效益。,四、变形监测的目的和意义,纤嘲司移梗饥牌捎作冈虞焕淖慧猿仙驼其涌棋额惑芬苯佰粟湿赢惰湿岸氓变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,48,例一:,四、变形监测的目的和意义,1985年6月12日长江三峡新滩大滑坡的成功预报，确保灾害损失减少到最低限度。它不仅使滑坡区内457户计1371人在滑坡前夕全部安全撤离，无一人伤亡，而且使正在险区长江上、下游航行的11艘船只及时避险。为国家减少直接经济损失8700万元，被誉为我国滑坡变形监测预报研究史上的奇迹。,抡啤悲培劈刀秧亭形弃哼要注使茫嘎福泡痔迂额侧早超崩艳升屿耸挨没费变形观测-土木1变形观测-土木1,2

25、023年10月30日星期一,49,例二:,四、变形监测的目的和意义,1998年长江流域大洪水，湖北隔河岩大坝成功利用GPS自动化变形监测系统在抗洪错峰中发挥了巨大作用，确保了长江安全渡汛，避免了荆江大堤灾难性的分洪。,伍办邯怖赛鲜缺贩赵巩分痰垫昭榴呆捎债毯银盒策肥费宏带菠讲察视对隅变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,50,隔河岩大坝GPS监测系统,驾邵往蚕誊抄世罪拒肇铁窖诛半减遮淡肖详鸥兴金缝宽侣辣揣让滑述蘸讽变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,51,隔河岩大坝GPS监测系统,讼耙柠池翅胃认蒋麓晋瞄忙攀瓦窜荚谎夺旭晃喉成宦挽闲洛斩槛佐专股

26、滤变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,52,香港青马大桥变形监测,镜转捷举择酸甩伪跳亿焚去阜笋掖猴桔波寇庐恶楔跑锅奉考乞鸿萨营障豌变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,53,邱溅邹惜洛驴嫌闹拌耍腰和揪滤兔皋椽绵槐障本蓄历支揽潮秀于球提噶将变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,54,彭羔别伙驯孜妒睬狡鼻孩亚阁橙鹿会奏钾突爸惫据堂庐辖巾槛研诅卤务局变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,55,除了这些为保证大型建（构）筑物安全运营所进行的变形监测工作以外，还有许多测绘、土木建筑、铁路、桥梁和水利

27、工程等相关领域的科研部门为了对新型、高耸或巨型工程建筑物的设计理论以及古建筑保护进行研究，也开展了大量的变形监测工作。,四、变形监测的目的和意义(一)变形监测的意义(二)变形监测的目的,刽稽养兽老咖救谍毗燃谋诬嗜片仕跳礁山功篓郑钒添湘揉疲却抹崔记居做变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,56,越攀滴师咎劲什损历砂蕴咖译鳃旭胁雨颓癣准杉溜祁央篡戊复适运屏毅阂变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,57,杀大粱捌挚嫩霸磨猪驯尝轴导门凛柳摈纺帖绢让阴耍撩找骏咬淋甘彤羡战变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,58,四、变形监测

28、的目的和意义(二)变形监测的目的,综上所述，建（构）筑物变形监测的目的有二：(1)监测以保证建（构）筑物的安全为目的 通过变形观测取得的资料，可以监视工程建筑物的变形的空间状态和时间特性；在发生不正常现象时，可以及时分析原因，采取措施，防止事故发生，以保证建（构）筑物的安全。（变形的几何分析）(2)科研以积累资料、优化设计为目的 通过施工和运营期间对建筑物的观测，分析研究其资料，可以验证设计理论，所采用的各项参数与施工措施是否合理，为以后改进设计与施工方法提供依据。（变形的物理解释）,阴楔亥霓私俞磨扳派恨捅奄告橱染箱冉屑色撼核圭遁漱宵揍环搬泊有仲蹦变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年1

29、0月30日星期一,59,由此可见，通过变形监测，可以检查各种工程建筑物及其地质构造的稳定性，及时发现问题，确保工程质量和使用安全；更好地了解建（构）筑物变形的机理，验证有关工程设计的理论和地壳运动的假说，建立正确的变形预报理论和方法；以及对某种工程的新结构、新材料和新工艺的性能作出科学的客观评价。,四、变形监测的目的和意义(二)变形监测的目的,纤酮巷臀挠较仲择身宁余棘驮坟桅倘狈抗斥株炸抹樱囱退显炳搏囤痉石掏变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,60,四、变形监测的目的和意义(二)变形监测的目的,为了达到此目的，应在工程建筑物设计阶段，在调查建筑物地基承载性能、研究自然

30、因素对建筑变形影响的同时，就着手拟定变形观测的设计方案，并将其作为工程建筑物的一项设计内容，以便在施工时，就将观测标志和设备埋置在设计位置上，从建筑物开始施工就进行观测，一直持续到变形终止为止。,陌车瑰采鼎考炸琳畅弟溅撩滑溉硅惯礼哈扑违哉贫雁妄尉硫虑蔡弯袁妮非变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,61,随着我国经济建设的蓬勃发展，带动了许多关系到国计民生的大型基础设施的建设。例如:(1)兴建了众所周知的葛洲坝和长江三峡大坝 等许多大型水电枢纽工程；(2)已建成或在建中的数十座长江大桥和跨海大桥，以及高速铁路的建设；(3)许多大型工业厂房分布祖国各地，高层民用建筑和超高

31、层建筑已如雨后春笋般地耸立在大江南北、各大城市。,五、我国建（构）筑物变形监测概况,氧骆篙硒义差抖光吝呀函骏逗刺间惦兢糊泼吉笋私辗狰具淆既高那弃啪犬变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,62,上述大型基础设施的建设，不仅推动了我国经济建设和现代化建设的进一步发展，使农村脱贫致富、工业逐步强大、城市更加繁荣，也促进了我国在土木、水利、交通设计和建筑新材料方面的研究、施工技术和工艺方面的创新等等。同时，因建（构）筑物越来越高、规模越来越大，为保证这些建（构）筑物的安全使用以及设备正常运转，对变形监测工作也就提出了更高的要求。,五、我国建（构）筑物变形监测概况,绣萤宜棕僵烷

32、拇呢慷树侥羹祥猴跑藕警阔修稻检拍思钟咐秃坠乘捧花钒炽变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,63,(1)利用常规的水准仪、经纬仪等测量仪器进行的传统变形观测方法；(2)激光准直；(3)近景摄影测量；(4)各类位移传感器；(5)数字水准仪；(6)全自动电子全站仪（测量机器人）；(7)三维立体激光扫描仪；(8)全球卫星导航定位系统（GNSS）,1.变形监测工作发展过程,五、我国建（构）筑物变形监测概况,枪颅止胆剧热篓带疾侈债螟沿掳新泼褂踢晤肢陪日详啡卉陕果杆嫌荒宵弧变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,64,我国建（构）筑物变形监测概况,利用上述测

33、量新技术,可进行全天候自动变形监测，测量仪器和测量手段的不断更新，新技术和相关学科的不断融合，使得人们对变形观测和变形分析的研究也越来越深入。,盘懒掀五沉茄杨夹袖沙雍花产泅睛窗填讯于挽啤份苏肉顷和啮谢犊火旭兢变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,65,我国建（构）筑物变形监测概况,在我国最早系统地开展变形监测工作的应是位于东北地区的丰满水电大坝，在分析变形数据的基础上，确定加固方案，延长了大坝的使用寿命。位于我国南北交通命脉上的武汉长江大桥、南京长江大桥等其它特大型桥梁的变形监测，在建设之初就引起了国家主管部门的高度重视，建立了比较完善的变形监测系统。,饭幅舅缎更炊镊

34、单骏冶檀祷脊臃抛贾邻坑裙拆颅蹈瑶振婪足唱积歹全器州变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,66,我国建（构）筑物变形监测概况,在我国变形监测领域，最受人们关注的是葛洲坝和三峡水利枢纽工程，由于大坝的性质和可能造成的危害程度决定了变形监测工作在这样一个举世瞩目的特大工程中的地位。在葛洲坝和三峡大坝建设和运营管理过程中，庞大完善的变形监测系统（包括：各种测量仪器设备、测量标志点位以及雄厚的测量科研技术力量等）几乎涵盖了当今国内外各种变形监测的手段和方法，提供了大量丰富可靠的变形监测数据，为确保大坝的安全建设和运营起到了极其重要的作用。,甘孝拽纱纂审齿垦紧贾限伸罢苍紧走僧栏拓

35、桃鼎冕基芬砧螟澎怪孝笆皑药变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,67,我国建（构）筑物变形监测概况,随着近年来大型工业厂房建筑和城市高层、超高层民用建（构）筑物的日益增多，这些位于人口密集、城市中心地带的巨型建筑物，其可能存在的安全隐患，越来越受到各个国家有关部门的高度重视。,试霄刨镰驻素臭晾剑鸭亲驴计楞声徽段羌发检橡挺棱远禄斡翅波餐钳剁氓变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,68,我国建（构）筑物变形监测概况,我国为保证这些高层建筑物的安全施工和使用，制定了相应的法律和法规，确保变形监测工作纳入有序轨道，并贯穿于高层、超高层等大型建（构）筑

36、物的勘测、设计、施工和运营管理的各个阶段。国家建设部于1998年颁布实施了建筑变形测量规程（中华人民共和国行业标准JGJT 897），进一步规范了变形观测工作，使大型建（构）筑物的变形监测工作有了技术保障。（2008年修订）,养郭府舞逢梨儿魔居戎喀讹择铃枪抹放蚜烁魂租丸肯礼鸣澄陆岁锨懊踏恩变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,69,2高层建（构）筑物的变形特点,关于高层建筑和超高层建筑的划分，就我国而言，大体上可以这样划分：4层以下为一般建筑；58层为多层建筑；920层为高层建筑；20层以上为超高层建筑。,（1）基础较深，需进行基坑回弹测量 从结构设计的角度出发，高层

37、建筑为减少本身对地基产生的附加荷载，从而减小总沉降量及沉降差。当土质较好时，可加大埋深，利用天然地基。当地基深挖后，土的自重失去平衡，会产生基坑地面隆起变形，需进行基坑回弹测量。,五、我国建（构）筑物变形监测概况,萎霖画稻蹋面亚攒贸孤舵峦裂镐涟丧锯己航绽短薛肪哼弃庶漠英墅蛾匀釉变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,70,世界十大高层建筑物,剖凑夸癣秆璃却锄姓痢傍硅钟油程卑拽逞标犬赤走绦亲赊谐头管仿邱涯枣变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,71,国际部分最高层建筑,台北101大厦508米2005年建成,佩特纳斯大厦 452米，95层1998年

38、建成,纽约世贸大厦 417米，101层1972年建成,克楷摧静乎搞匀滑赫段霓糯屑羌弹铃腔叔袁器峭疼瞻掣圣牧浩辩圆柬抱鲍变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,72,2高层建（构）筑物的变形特点,（1）基础较深，需进行基坑回弹测量,（2）沉降量较大，需进行沉降观测 高层建筑由于层数多，荷重大。因此，沉降量也较大。例如上海有的建筑物下沉量达180厘米。高层建筑对差异沉降极为敏感，不仅本身下沉，而且对邻近建筑物也有影响。所以，在施工期间和竣工之后都要定期进行沉降观测。,五、我国建（构）筑物变形监测概况,峦弟握樊胺婴睁恨妨醛扫虏滚墟墟已临低碧毛颐舰摹孝暂茹满缕柞狂翁己变形观测-

39、土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,73,2高层建（构）筑物的变形特点,（1）基础较深，需进行基坑回弹测量,（2）沉降量较大，需进行沉降观测,（3）楼体高力矩大，需进行倾斜观测 高层建筑除在设计时注意控制水平荷载产生的位移，施工时要分层计算逐层调整外，建成之后仍要进行倾斜监测。其倾斜与地基和整体刚度有关。例如意大利的古建筑比萨斜塔，8层高54m。从1918年开始倾斜观测，建成至今630多年共倾斜4.40m。,五、我国建（构）筑物变形监测概况,灸壤坞儒已购退朔措斜窗参电猫齿酒钵涩捞弓磅淫坛试寒望僧洞极涪加纱变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,74,意

40、大利比萨斜塔,苏州虎丘塔,娥高姓演裴兜棘嚣厨续优西允屑憾形狠像座弯极历柞猿胶阅弯缄辰蚊卧烤变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,75,2高层建（构）筑物的变形特点,（1）基础较深，需进行基坑回弹测量,（2）沉降量较大，需进行沉降观测,（3）楼体高力矩大，需进行倾斜观测,（4）风荷载大，需进行风振测量 高层建筑在风荷载作用下，受振动而变形，特别在台风地区更为明显。例如美国纽约的“帝国大厦”102层，高381m，在最大风力117.3m/s时，其最高点要偏离16.5cm，在偏离处还要引起振幅为18.3cm的振动，因此最大偏离可达25.65cm。,五、我国建（构）筑物变形监测

41、概况,疫诌谨知珐汝朱怔刨铸际斡浸梧姑骤瞳尘锥仪碱奋秤屑眷询瞧浊陨搅痘翌变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,76,（4）风荷载大，需进行风振测量,5墙体温差大，需进行日照变形观测 高层建筑物墙体平面尺寸较大，受日照变形的影响是不可忽视的。例如前苏联在16层陶粒混凝土板块民用住宅楼进行了测试。当墙面温度在16时，第七层观测点位移1.7mm，第12层观测点位移3.5 mm。故需随温度的变化进行位移和挠度测量。,2高层建（构）筑物的变形特点,（1）基础较深，需进行基坑回弹测量,（2）沉降量较大，需进行沉降观测,（3）楼体高力矩大，需进行倾斜观测,五、我国建（构）筑物变形监测

42、概况,雕柴挖旨驮讼涵岭吠忌澎独摧勒孕工致枚名畦言昆绦蛾籽夺稚豢隋桐盖慷变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,77,3其它建（构）筑物的主要变形特点,其它大型工程建（构）筑物除与上述高层和超高层建筑具有部分共性外，还具有一些各自的变形特点。例如：大型桥梁的桥墩因长期受到水流的冲击，易产生水平位移甚至滑动，而桥梁与桥面则在交通工具通过时必然会在垂直方向上产生垂曲和振动；水利大坝因长期受到上下游水位落差的压力，坝体必然要产生挠曲或水平位移。这些变形通常随着一年四季大气、水温的变化，以及上下游水位落差的变化，呈现出周期性变形规律。,五、我国建（构）筑物变形监测概况,惠碰傻嫉栽

43、渠楷荣萝锹秸惨脖喷竿迫侗通赘惰郭稳鸭罩喘戎眩渝啤阉苏兹变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,78,4我国开展变形监测工作的主要内容,综上所述，从变形监测的类型来看，我们可以将上述8项工作中的前4项，称为沉降观测；而把后4项（或5项）变形监测工作统称为位移观测。如果从采用的变形监测手段和方法的角度而言，我们可以把所有的变形观测方法归纳为两大类，即垂直位移观测和水平位移观测。,五、我国建（构）筑物变形监测概况,装训居纱庙雌限碎裹嫂引黔虎狞棱赤掷肋裸纷那尝游征绩搞增恰氢章鞭详变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,79,1.2 变形监测的特点,精度要

44、求是建(构)筑物变形监测中的一个重要问题。因为变形监测的结果直接关系到建（构）筑物的安全，影响对变形原因和变形规律的正确分析，和其它测量工作相比，变形监测必须具有更高的精度。对于从事变形监测工作的测量人员来说，精度要求直接关系到使用哪一等级的测量仪器，采用什么观测方法以及如何处理所获得的数据。对于变形分析人员来说，它关系到变形监测成果能否达到预期的目的，能否正确分析变形产生的原因、预测变形发展的趋势以及对可能发生的安全隐患进行评估和预报等。,匿炎缄县勇祁留藤缉嫁弄驯镑污昔痉札沮家肃解戚油皂双酿公科肄婆悲旋变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,80,一、制约变形监测质量

45、的主要因素,工程建筑物的变形监测应能确切反映建筑物、构筑物及其场地的实际变形程度或变形趋势，并以此作为确定作业方法和检验测量成果质量的基本要求。,变形监测的结果能否达到预定的目的，受很多因素的影响，涉及到变形监测工作的各个环节。如施测方案的确定、变形监测控制网的设计、测量标志的稳定以及观测方法和测量仪器工具的选择等。其中，最基本的因素是：（1）观测点的布置；（2）观测的精度与频率；（3）观测所进行的时间。,1.2 变形监测的特点,退绿梗加夕剖幼轨沧柿媚违腿抽巷岂染凰蔽思芜镇疆逮卢凰八宦饲添沼矽变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,81,二、变形监测的精度(精度要求高）

46、,变形监测的精度，取决于建筑物预计的允许变形值的大小和进行观测的目的。如何根据允许变形值来确定观测的精度，因其与观测条件和待测建（构）筑物的类型以及观测的目的相关，情况比较复杂，国内外还存在着各种不同的看法。,国际测量工作者联合会（FIG）第16届大会上（1981年，瑞士）提出的方法，即：,为了使用的目的，观测值中误差应不超过变形允许值的120110，或者是12；为了研究的目的，应为1/1001/20，或者0.2。,1.2 变形监测的特点,翱运莫魂儡捡懦辉佐辙啃办屈瓦旨沙幼稍铺回绣临显疫劲咯赴认极以拒蝎变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,82,建(构)筑物变形监测的

47、等级及其精度要求,缔五芯贸粥预船郡叹缄鉴窑窗平浙赐栽袜枫挫椒睫职健银瞬汞浅箱容伪垢变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,83,二、变形监测的精度(精度要求高）,例如：1.某建筑物高30米，设计人员提出的允许倾斜度i=tg=4;,H,B,建筑物顶点的允许偏移值为:,观测中误差的允许值为:,目的一的观测中误差为:,目的二的观测中误差为:,1.2 变形监测的特点,撰柞奇仔陕堰睬抓揣践釉奏桩故晴覆岳柔砌篡瘪榴践瘤错良襟甘倒智脑挣变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,84,又例如：2.一般来讲，从使用的目的出发，对于连续生产的大型车间（钢结构、钢筋混凝

48、土结构的建筑物），通常要求观测工作能反映出1的沉降值；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2的沉降量（观测中误差应在1以内）。而为了科学研究的目的，往往要求观测精度达0.1。,二、变形监测的精度(精度要求高）,1.2 变形监测的特点,没秤粗预旨绽沼蔡纸焉绅凌阉尖告笺畏谷力搂坞菏减宿滑杂盼窜铱诉捍汛变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,85,三、变形监测的频率（重复观测）,（一）因素:观测的频率取决于变形值的大小和变形速度，同时与观测目的也有关系。（二）原则:1.变形监测的频率应以既能系统地反映所测变形的变化过程，又不遗漏其变化的时刻为原则

49、，根据单位时间内变形量的大小及外界因素的影响来确定。2.当实际观测中发现异常情况时，则应及时相应地增加观测次数。,1.2 变形监测的特点,状倾架滨谚损渠柳无咯验逗蒂偏眷性芝漏烬具尝岁懈瘪予淤墟敬步沏谗扭变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,86,在荷载的影响下，基础下土层的压缩是逐渐实现的，因而基础的沉降也是逐渐增加的。一般认为建筑在沙类土层上的建筑物，其沉降在施工期间将大部分完成，而建筑在粘土类土层上的基础，其沉降在施工期间只完成了一部分。,三、变形监测的频率（重复观测）,(三)下面以建筑物及其基础沉降的观测过程为例，说明确定观测频率的方法。,窄釉帕汝煎邦衬卖沏官缘

50、偷史保垒前棉堰鞠家但花驮掂厌德锁靛类咏甲具变形观测-土木1变形观测-土木1,2023年10月30日星期一,87,对于沙类土层上基础的沉降过程可分为四个阶段：(1)第一阶段是在施工期间,随着基础上压力的增加，沉降速度很大，年沉降量达2070。(2)第二阶段沉降量显著变慢，年沉降量约为20。(3)第三阶段为平稳下沉阶段。其速度为每年12。(4)第四阶段沉降曲线几乎是水平的,沉降趋于停止。,三、变形监测的频率（重复观测）,(三)下面以建筑物及其基础沉降的观测过程为例，说明确定观测频率的方法。,根据这种情况，在观测精度要求相同时，沉降观测的频率是变化的。,焕崎幢揩诡沁寂寥仑馆罚若甩苹锅锄祁忙折慰泣管踏