變形監測原理第三章水平位移監測技術2023/1/141主要內容第三章水平位移監測技術概述交會法觀測精密導線測量視準線測量(活動覘牌法和小角度觀測法）引張線測量垂線測量激光準直測量2023/1/142測點布設（1）第1節概述建筑物水平位移監測的測點宜按兩個層次布設，即由控制點組成首級網（控制網）、由觀測點及所聯測的控制點組成次級網（拓展網）；對于單個建筑物上部或構件的位移監測，可將控制點連同觀測點按單一層次布設。2023/1/143測點布設（2）第1節概述控制網可采用測角網、測邊網、邊角網和導線網等形式，擴展網和單一層次布網有角度交會、邊長交會、邊角交會、基準線和附合導線等形式。各種布網均應考慮網形強度，長短邊不宜懸殊過大。為保證變形監測的準確可靠，每一測區的基準點不應少于2個，每一測區的工作基點亦不應少于2個。基準點、工作基點應根據實際情況構成一定的網形，并按規范規定的精度定期進行檢測。2023/1/144常用方法（1）第1節概述大地測量法主要包括：三角網測量法、精密導線測量法、交會法等。該方法通常需人工觀測，勞動強度高，速度慢，特別是交會法受圖形強度、觀測條件等影響明顯，精度不高，但該方法較為靈活方便。基準線法該方法特別適用于直線形建筑物的水平位移監測，其類型主要包括：視準線法、引張線法、激光準直法和垂線法等。2023/1/145常用方法（2）第1節概述專用測量法即采用專門的儀器和方法測量兩點之間的水平位移，如：多點位移計、光纖等。GPS測量法利用GPS自動化、全天候觀測的特點，在工程的外部布設監測點，可實現高精度、全自動的水平位移監測，該技術已經在水利、大型橋梁、超高層建筑等工程中得到廣泛應用。

2023/1/146§2交會法觀測

第三章水平位移監測技術交會法是利用2個或3個已知坐標的工作基點，測定位移標點的坐標變化，從而確定其變形情況的一種測量方法。該方法具有觀測方便簡單、費用低、技術成熟等優點，免棱鏡系統的應用使得該方法常用于測量人員難以到達的變形體的監測工作，如：滑坡體、懸崖、壩坡、塔頂、煙囪等。該方法的主要缺點是測量的精度和可靠性一般，隨著高精密全站儀的發展，精度得到較大的提高。該方法主要包括測角交會、測邊交會和后方交會三種方法。2023/1/147§2交會法觀測

第三章水平位移監測技術2023/1/148第2節交會法觀測在進行交會法觀測時，首先應設置工作基點。工作基點應盡量選在地質條件良好的基巖上，并盡可能離開承壓區，且不受人為的碰撞或震動。工作基點應定期與基準點聯測，校核其是否發生變動。工作基點上應設強制對中裝置，以減小儀器對中誤差的影響。工作基點到位移監測點的邊長不能相差太大，應大致相等，且與監測點大致同高，以免視線傾角過大，影響測量的精度。為減小大氣折光的影響，交會邊的視線應離地面或障礙物在1.2m以上，并應盡量避免視線貼近水面。在利用邊長交會法時，還應避免周圍強磁場的干擾影響。注意事項2023/1/149測角交會法

第2節交會法觀測采用測角交會法時，交會角最好接近90°，若條件限制，也可設計在60°~120°之間。工作基點到測點的距離，一般不宜大于300m，當采用三方向交會時，可適當放寬要求。

2023/1/1410測角交會誤差橢圓第2節交會法觀測2023/1/1411測邊交會法

第2節交會法觀測在使用該法時應注意下列幾點：γ角通常應保持在60°至120°之間；測距要仔細，以減小測邊中誤差ma和mb；交會邊長度a和b應力求相等，且一般不宜大于600m2023/1/1412后方交會法

第2節交會法觀測在實際測量過程中，還應注意工作基點和監測點不能在同一個圓周上（危險圓），應至少離開危險圓周半徑的20%。2023/1/1413§4全站儀空間交會

第三章水平位移監測技術原理：全站儀架設在已知點上，只要輸入測站點、后視點的坐標，瞄準后視點定向，按下反算方位角鍵，則儀器自動將測站與后視的方位角設置在該方向上。然后，瞄準待測目標，按下測量鍵，儀器將很快地測量水平角、垂直角、距離，并利用這些數據計算待測點的三維坐標。2023/1/1414坐標測量原理第4節全站儀觀測2023/1/1415§5視準線測量

第三章水平位移監測技術視準線法是基準線法測量的方法之一，它是利用經緯儀或視準儀的視準軸構成基準線，通過該基準線的鉛垂面作為基準面，并以此鉛垂面為標準，測定其他觀測點相對于該鉛垂面的水平位移量的一種方法。為保證基準線的穩定，必須在視準線的兩端設置基準點或工作基點。視準線法所用設備普通，操作簡便，費用少，是一種應用較廣的觀測方法。該方法同樣受多種因素的影響，如：照準精度、大氣折光等，操作不當時，誤差不容易控制，精度會受到明顯的影響。

2023/1/1416第5節視準線測量視準線觀測原理及觀測點的布設2023/1/1417小角法測量（1）第5節視準線測量2023/1/1418這種布置形式對提高測定偏離值的精度更為有利。

第5節視準線測量若在待測點i上觀測，則：小角法測量（2）2023/1/1419活動覘牌法觀測的步驟

第5節視準線測量視準線端點架設好經緯儀，在另一端點安置固定覘牌，經緯儀嚴格照準固定覘牌中心，并固定儀器。觀測點上架好活動覘牌，經緯儀盤左位置，由觀測員指揮點上操作員，旋動覘牌中心線嚴格與視準線重合，讀取測微器讀數。操作員反方向導入活動覘牌，使其中心線嚴格與視準線重合，讀取測微器讀數。以上是半測回工作。轉動經緯儀到盤右位置，重新嚴格照準B點覘牌，再重復盤左操作步驟，完成一測回的觀測工作。第二測回開始，儀器應重新整平。根據需要，每個觀測點需測量2～4個測回。一般說來，當用DJ1型經緯儀觀測，測距在300m以內時，可測2～3測回，其測回差不得大于3mm，否則應重測。2023/1/1420§6引張線測量

所謂引張線，就是在兩個工作基點間拉緊一根不銹鋼絲而建立的一條基準線。以此基準線對設置在建筑上的變形監測點進行偏離量的監測，從而可求得各測點水平位移。引張線法是精密基準線測量的主要方法之一，廣泛應用于各種工程測量。前蘇聯較早將其應用于大壩水平位移觀測，20世紀60年代該方法引入國內，并在我國大壩安全監測領域得到了廣泛的應用。

第三章水平位移監測技術2023/1/1421§7垂線測量

垂線有兩種形式：正垂線和倒垂線。正垂線一般用于建筑物各高程面處的水平位移監測、撓度觀測和傾斜測量等。倒垂線大多用于巖層錯動監測、撓度監測，或用作水平位移的基準點。第六章水平位移監測技術2023/1/1422倒垂線的觀測倒垂線觀測前，應首先檢查鋼絲是否有足夠的張力，浮體有無與浮桶壁相接觸。若浮體與浮桶相接觸，應把浮桶稍微移動直到兩者脫離接觸為止。待鋼絲靜止后，用坐標儀進行觀測。在大壩變形監測中，到垂線一般要求精確觀測三測回，每測回中，應使儀器從正、反兩個方向導入而照準鋼絲，兩次讀數差不得大于0.3mm，各測回間的互差不得大于0.3mm，并取三測回平均值作為結果。2023/1/1423§8激光準直測量第六章水平位移監測技術激光準直測量按照其測量原理可分為直接測量和波帶板激光準直測量兩種，按照其測量環境可分為大氣激光準直和真空激光準直。在大氣條件下，激光準直的精度一般為10-5~10-6，影響其精度的主要原因是大氣折光的影響。在真空條件下，激光準直的精度可達10-7~10-8

，其精度較大氣激光準直有明顯的提高，但其工程的造價和系統的維護費用也相應的提高。2023/1/1424§8激光準直測量第六章水平位移監測技術目前，在水利工程的變形監測中，常采用波帶板激光準直。在高層建筑物水平位移變形監測中，常采用激光經緯儀準直。2023/1/1425工作原理采用波帶板激光準直法觀測水平位移，是將激光器和接收靶分別安置在兩端固定工作基點上，波帶板安置在位移標點上，并要求點光源、波帶板中心和接