边坡变形监测毕业论文== - 图文(2)

2019-08-20 19:40

这种网通常由三种点,两种等级的网组成: (1).基准点——通常埋设在比较稳定的基岩上或变形影响范围之外尽可能长期保存,稳定不动.

(2).工作点——是基准工作点和变形观测点之间的联系点.工作点与基点构成变形观测的首级网,用来测量工作点相对于基准点的变形量,由于这种变形量较小,所以要求观测的精度高,复测间隔时间长. (3).变形观测点——即变形点或者观测点,它埋在建筑物上和建筑物构成一个整体一起移动.变形观测点与工作点组成二级网,次级网用来测量观测点相对于工作点的变形量,由于这种变形量相对前种变形量较大,所以次级网复测的间隔时间短.经常检查观测点的坐标变化来反映建筑物空间位移的变化. 2.建立平面控制网的原则

由于变形观测控制网是范围小,精度高的专用控制网,所以在进行设计,布网和观测时,应该考虑以下几个原则:

(1).测网应该为独立控制网.在测量控制网的分级布网与逐级控制中,高级控制点要作为次级控制望的起事数据,一般认为起事数据误差相对于本级网的测量误差来说是比较小的,例如在工程测量技术规范中规定三、四等三角测量的起事边相对误差与测量相对误差的比率取1:1.414。但是对于要求精度较高的变形观测控制网来说,含有这样大的起事数据误差,即使观测精度在高,采取的平差方法再严密,也是不能达到预期的精度要求的.因此,变形观测网应该是独立控制网.

(2).变形观测控制点的埋设,应该以工程和地质条件为依据,因地制宜地进行.埋设的位置最好能选在沉降影响范围之外,且要深埋.尤其是基准点一定要这样做。对于变形观测的工作点,也应该设法予以检测,以监视其位置的变动. (3).网图形的选择,由于变形观测是检查建筑物随时间变化的微小量,因此布网的图形应该与工程建筑物的形状相识应.同时,由于变形观测网的测定精度要求都为毫米级,所以要考虑哪些点位在特定方向上的精度要求要高一些,应该有所侧重.实践证明,对于由等边三角形所组成的规则网形,当边长在200米左右时,测角网具有较高的点位精度;对于不同的网形及不同的边长,可采用三边网或者边角网,但是为了提高精度,在网中可适当增加测量一些对角线方向,使得具有较大的观测密度,以有利于精度的改善. 3.具体实施阶段

此次平面控制网按照Ⅲ等布设,网布置见变形监测平面控制网布置图,各项技术要求按照SL52-93《水利水电工程施工测量规范》执行.平面工作基点布施四点:TN01,TN02,TN03,TN04.

大地四边形(SBY02,TN04,SBY05,TN01)由于TN01与SBY02和SBY05不通视,故决定采用GPS卫星定位仪进行测量。 ① GPS观测和平差

GPS观测选用美国天宝生产的Trimble 4800和4700双频GPS接收机,其标称精度为5mm+1ppm×D,D为测站间的距离(km).此次GPS的作业模式采用静态相对定位模式。具体作业方法如下:将两台或者两台以上的GPS接收机分别安置在几个点上,同步观测1~2h。当测站间的距离超过20km时,适当延长时间,当测站间的距离不超过5km时,观测时间可以缩短到45min左右。此次GPS观测严格按照《全球定位系统测量规范》对C级网的规定作业。

具体作法如下:

一. 选择采用GPS观测的控制点,此次观测选用SBY02,SBY05,SBY09,TN01,TN04.在选择GPS点点位的过程中应该遵守以下几个原则:

(1).点位周围应便于安置天线和接收机,视野开阔,视场内周围障碍物的高度角一般应小于15°. (2).点位应选离大功率无线电发射源.(如:电视台,微波站及微波通道等,高压线,以避免周围磁场对信号的干扰.

(3).点位周围不应该有对电磁波反射(或吸收)强的物体,以减弱多路径效应.

(4).点位应该选在交通方便的地方,以提高作业效率. (5).选点位应考虑便于用其他测量手段联测和扩展. (6).点位应选在地面基础坚固的地方,以便于保存.

此外,有时还需要考虑点位附近的通讯设施,电力供应情况,以便于各点间的联络和设备用电.

在利用旧点时,应检查标石的完整性和稳定性.

点位选定后不论是新点位还是旧点位,均应按规定绘制点之记。选点工作结束后还应编写选点工作总结.

为了较长期的保存点位,GPS控制点一般应设置具有中心标志的标石,精确标志点位.点的标石和标志必须坚固稳定。对于研究三维形变的监测网的位,更应该建造便于长期保存的标志,为提高GPS的测量精度,可以建造带有强制归心标志的观测墩.

二.观测前进行预报,选择有利的时段观测,同步卫星要求均超过6颗,PDOP均小于5.

三.GPS外业观测工作

(1).天线安置是实现观测精密定位的前提之一,因为,观测误差与天线的安置精度密切相关,即天线对中误差,天线整平误差以及量取天线高的误差。 还有,在GPS测量中,其伪距和相位观测值都是测量卫星到接收机天线的相位中心间的距离,而天线对中都是以几何中心为准。所以,要求天线中心与其几何中心保持一致。但是,天线相位中心的瞬时位置会随信号输入强度和方向不同而发生变化,所以在观测时相位中心的瞬时位置(称为视相位中心)与理论上的相位中心不一致。天线视相位中心与几何相位中心之差称为天线相位中心的偏差,这个偏差会导致定位误差。所以,在天线设计时,应该尽量减少这一误差,并且要求天线盘上指定指北方向。这样,在野外观测时,天线要严格对中,整平,同时还要将天线盘上方向标指北(偏差在3°~5°之内).

天线安置应该符合以下要求: 1.一般情况下,天线应尽量利用三角架安置在标志中心的垂线方向上,直接对中。在特殊情况下,才可进行偏心观测,其归心元素应以解析法精密测定.

2.需在站标的基板上安置天线时,为防止对信号的干扰,应将站标顶司光台拆除,并将标志中心投影到基板上,依投影点安置天线. 3.当点上建有寻常标,但测站间的距离不超过10km,可在站标下安置天线,但应适当延长时间.

4.天线定向标志线应指向正北,并顾及当地磁偏角的影响,定向误差不应大

于±5°.

5.天线底版上的圆水准气泡必须居中.

6.雷雨天气安置天线时,应注意将其底盘接地,以防止雷击.在雷雨过境时应暂时关机停测,卸下天线. 天线安置后,应在各观测时段的前后各量取天线高一次。两次量高之差不应该大于3mm,取平均值作为最后的天线高。如互差超限,应该查明原因,提出处理意见,记入观测记录. 天线高,是指观测时天线平均相位中心止测站中心标志面的高度,分为上下两段:上段是相位中心到天线底面的高度,这是个常数;下段是从天线底面到测站中心标志面的高度.

(2).观测作业的主要任务是捕获信号对其进行跟踪,接收和处理,以获取所需的定位数据和观测数据。作业过程中注意了以下几个方面: 1.各接收机的观测员应按照观测计划规定的时间作业,确保同步观测同一组卫星.

2.在确认外接电源电缆及天线等各项联结无误后,才可接通电源,在接收机预置状态正确时,才可以启动接收机. 3.接收机开始记入数据后,观测员应使用功能键和选择菜单,注意查看测站的信息,接受卫星数量,卫星号,各通道信噪比,相位测量残差,实时定位的结果及其变化和存储介质记录等情况. 4.在一个观测段中,接收机不得关闭并从新启动;不准改变卫星高度角的限值和天线高;观测员应注意防止接受设备震动,更不得移动;不得碰动天线或者阻挡信号.

5.在进行长距离高等级测量时,还需按规定测定气象元素. (3)观测记录与测量手簿

记录存储在介质上,其内容有:载波相位观测值,伪距观测值,相应的GPS时间,GPS卫星星历及卫星钟差参数,测站初始信息,包括:测站点名和点号,时段号,近似坐标,天线高等。

测量手簿是在观测过程中有观测人员填写,不得测后补记。

根据此次观测的资料分析来看,GPS异步环闭合差和重复基线结构的较差两项控制的较好,闭合环和重复基线的相对误差小,对于少数指标大的基线通过仔细分析,经过剔星,选时段等特殊处理,整个网经平差后,TN01,TN04的点位误差为1.6mm,1.1mm,最弱边为SBY05—TN04(边长为360多米)的相对中误差为1:155000,达到Ⅲ等控制网的要求.

②. Leica DI2002测距仪

大地四边形(SBY05,TN01,TN02,TN04)为测边网,采用Leica DI2002测距仪测边,对向观测.

大地四边形(SBY05,TN02,TN03,TN04)为边角网,由于TN02至TN03不通视,所以加测三角形(SBY05,TN03,TN04)3个内角,用2〞级仪器观测水平角6测回.Leica DI2002测距仪的标称精度为:1mm+1ppm×D,依据《国家三角测量规范》和《中、短程光电测量规范》规定,用Leica DI2002测距仪测边时,采用对向观测各两测回,完全能满足设计要求的三等控制.

Leica DI2002具体作业方法如下:将测距仪和反射镜分别安置在测线的两端,仔细地对中.接通测距仪的电源,然后照准反射镜,检查经反射镜返回的光强信号.

合乎要求后即可以开始测距.为防止出现粗差,可一次照准读两次读数.然后,重复测距三次,.每次读两次距离读数. 采用四次照准的目的是为了减小照准误差的影响;使其由系统性变为偶然性.将读数值记录到手簿中.接着采用单丝法(中丝法)读取竖盘读数,记录到相应部分.每次测距时都应该用温度计读取大气温度值,由气压计读取气压值.观测完毕可按测线的竖角值进行倾斜改正,按气温和气压进行气象改正,最后求得测线的水平距离.

测量过程中,用钢板尺量取仪器高和棱镜高时,其误差不大于1mm,并控制一测回读数较差限值为2mm,测回间读数较差限值为3mm.在变形监测平面控制网中,受地形条件限制不能用GPS观测的工作基点还存在不通视的情况,即TN02和TN03,因此在四边形SBY05,TN02,TN03,TN04中加测部分角度,并控制半测回归零差小于6秒,一测回2c较差小于9秒,三角形最大闭和差为3.5秒.

通过平差后比较边角网平差的结果和测边网的结果差,经过分析其一,控制网的图形强度较差,其二是因为TN02和TN03不通视,关键的角度测不到,因此平差采用测边网.TN02,TN03的点位误差为0.6mm,1.6mm,最弱边TN03-TN04的相对边长中误差为1:900000,符合规范要求.

在平面控制网平差时,观测的边需改平和投影,因此利用TN01,TN04旁的二等水准高程工作基点BM01,BM04,将水准点的高程引测到TN01,TN04上,在由TN01,TN04布设一条光电测距三角高程导线,即TN01-TN02-SBY05-TN03-TN04,见图监测点平面控制网布施图.依据《水利水电工程施工规范》的规定,按四等水准的精度要求观测.竖角采用2〞级仪器中丝法观测3测回,距离用标称精度为±(1mm+1ppm×D)的测距仪各测2测回,测站和镜站同时测定气象元素量取仪器高和棱镜高,且精度误差不大于1mm..

测定监测点水平位移的方法很多,有常规的地面控制测量方法,如导线,前方交会法等;也有各专用方法,如基准线法,正、倒垂线法等.

此次实习采用测边前方交会法,见监测点平面位移测边前方交会布置图. 这次每个监测点均采用三个方向测边交会(即三边交会).具体作业方法如下:本来为了求出监测点的坐标,测量两条边长就可以了,但是为了校核,同时又为了提高监测点的精度,我们这次采用了三边前方交会法.其中两条边是求监测点坐标的,另外一条边作为检较.计算时按照下式进行计算:

xp=xA+L(xB-xA)+H(yB-yA)

yP=yA+L(yB-yA)+H(xA-xB) 其中: P A

L=l/sAB=(s+sAB-sa)/2s H=h/sAB= (sb2/sa2-L2)

G=g/sAB =(sa2+sAB2-sb2)/2sAB2 (SC算)=( xP-xC)+(yP-yc)

2

2

2b

22

2 B C AB

1/2 P

精度估算: h 2

A l g B

△SC算= SC算-SC≤2×0.1M(mm)

监测点首次值应独立观测2次,以保证首次基准周期为每月一次,每月报送

监测点的平面位移量(△X, △Y)成果表.水平位移量成果规定: 累计位移量=本次观测值-首次观测值 本次位移量=本次观测值-上次观测值 △X符号:向右岸为“-”,向左岸为“+” △Y符号:向上游为“-”,向下游为“+”

6. 高程控制网和垂直位移监测

6.1 此次垂直位移监测,主要是进行沉陷检测,不涉及到倾斜监测,裂缝监测等其他方面的监测工作.

所谓沉陷监测, 就是定期地测量监测点相对于水准点的高差,以求得监测点的高程,并将不同时期所测得的高程加以比较,得出建筑物的沉陷情况资料.

沉陷观测系统的布施

1. 水准点的布施要求

沉降观测的基准点或工作点也称为水准点,是观测建筑物地基变形值的基准.因此,要综合考虑水准点的稳定,观测的方便和精度,要求合理布施水准点. (1)为了相互校核并防止由于个别水准点的高程变动造成差错,一般最少布施三个水准点.三个水准点之间最好安置一次仪器就可以联测.

(2)水准点应埋设在受压,受震范围以外,埋设深度至少在冻土线以下0.5米,确保水准点的稳定性.

(3)水准点离观测点的距离不应大于100m,以便于观测和提高精度. 2. 观测点的布施要求

沉降观测点是测量沉降量的依据.因此,观测点的数目和位置应根据建筑的结构,大小,荷重,基础形式和地质条件等情况而确定,要能全面反映建筑物的沉降情况.

沉陷观测的实施

应在建筑物基坑开挖之前,开始进行水准点的布施与观测对沉降点的观测应贯穿于整个施工过程中,持续到建成后若干年,直到沉降现象基本停止时为止.

1. 沉降观测时间与周期的确定

(1)水准点,观测点埋设稳定后,均应至少观测两次.

(2)施工过程中,一般在增加较大荷重以后要进行沉降观测.此外,施工中,如中途停工时间较长,应在停工时及复工前进行观测;建筑物周围发生大量挖方,暴雨或地震,也应观测.

(3)竣工后要按要沉降量的大小,定期进行观测.开始每隔1~2个月观测一次,以每次沉降量在5~10mm以内为限度,否则要增加观测的次数.以后,随着沉降量的减小,逐渐延长观测周期,直至沉降稳定为止.

2. 沉降观测的技术要求

沉降观测一般采用精密水准测量的方法.观测时,首先要熟悉精密水准测量的有关规定(由于篇幅较长所以附在后面叙述),还应注意以下事项:

(1)水准路线应尽量构成闭和环的形式.

(2)采用固定观测员,固定仪器,固定施测路线的”三固定”方法来提高观测精度.

(3)观测应该在成像清晰,稳定的时间内进行.测完各观测点,必须再测


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