变形监测技术总结

年复一年，日复一日，当一段工作完成后，或是一个项目结束后，回首工作与项目的过程，从中反思不足之处，可获得宝贵的成长经验。因此，我们需要写一份工作报告，但如何写出重点突出的总结呢？今天小编为大家精心挑选了关于《变形监测技术总结》，希望对大家有所帮助。

第一篇：变形监测技术总结

《变形监测技术与应用》教学大纲

课程名称(英文)：变形监测技术与应用(Deformation monitoring technique and its application)

课程代码：0806A06 课程类别：专业主干课程 学 时：34学时 学 分：2学分 考核方式：考试

适用对象：2009级摄影测量与遥感专科专业

一、课程简介

本课程是测绘工程专业学生的一门专业必修课。本课程结合具体工程建筑物的变形监测的要求和特点，详细介绍建筑物变形监测的理论、技术、方法和仪器等内容，对变形监测的数据分析方法和处理技术也作了系统的介绍。通过本课程的学习，学生能较熟练地解决各种工程建筑物的变形监测问题，具备处理和分析监测数据的基本能力。本课程授课一学期，每周3学时，总计为34学时。

二、教学目的及要求

本课程主要教学目的在于使学生了解安全监测的目的与意义及引起建筑物变形的因素;了解建筑物垂直位移的常用观测方法和特点;了解建筑物水平位移测量的常用方法和要求;了解常用传感器的工作原理及其特性;了解变形监测自动化系统的布设方法;了解我国自动化监测技术的现状及发展趋势;了解变形监测资料分析的基本内容和要求。掌握回归分析法、方差分析与逐步回归分析的原理;了解安全监控专家系统的基本结构、原理和要求，

三、教学重点及难点

教学重点： 变形监测的目的和意义以及引起建筑物变形的因素，掌握各种工程建筑物的变形监测内容、监测方法和监测数据的分析处理能力。

教学难点：变形监测资料的分析、变形监测自动化系统的布设方法、监控专家系统的基本结构、原理。

四、与其它课程的关系

先修课程：《控制测量学》、《数字测图原理与方法》、《测量平差》、《工程测量学》 等课程。

五、教学内容

第1章 概述(2学时)

本章主要教学内容： 1.1 变形监测的目的与意义 1.2 变形监测的主要内容 1.3 变形监测的精度和周期 1.4 变形监测系统设计 1.5 变形监测技术进展

本章教学目的及要求：掌握变形监测的目的和意义、变形监测的主要内容以及变形监测的精度和周期、变形监测系统设计。

本章教学重点及难点：变形监测的主要内容、变形监测的精度和周期、变形监测系统设计。

第2章 沉降监测技术(4学时)

本章主要教学内容： 2.1 概述

2.2 精密水准测量 2.3 精密三角高程测量 2.4 液体静力水准测量

本章教学目的及要求：掌握精密水准测量、精密三角高程测量的观测方法实施方法。

本章教学重点及难点：精密水准测量、精密三角高程测量。

第3章 水平位移监测(6学时)

本章主要教学内容： 3.1 概述 3.2 交会法观测 3.3 精密导线测量 3.4 全站仪观测 3.5 视准线测量 3.6 引张线测量 3.7 垂线测量 3.8 激光准直测量

本章教学目的及要求：掌握交会法观测、精密导线测量、全站仪观测技术、视准线测量、引张线测量、垂线测量、激光准直测量的方法。

本章教学重点及难点：交会法观测、精密导线测量。

第4章 建筑物内部监测(4学时)

本章主要教学内容： 4.1 内部位移监测 4.2 应力/应变监测 4.3 地下水位及渗流监测 4.4 挠度监测 4.5 裂缝监测 4.6 光纤监测技术

本章教学目的及要求：掌握建筑物内部位移监测、应力/应变监测、地下水位及渗流监测、挠度监测、裂缝监测的方法及工程应用。

本章教学重点及难点：应力/应变监测、挠度监测、光纤监测技术。

第5章 GPS在变形监测中的应用(4学时)

本章主要教学内容： 5.1 概述

5.2 GPS定位基本原理 5.3 GPS实时监测技术 5.4 GPS一机多天线监测技术 本章教学目的及要求：GPS定位在变形监测中的应用方法以及GPS一机多天线监测技术在工程变形监测中的应用。

本章教学重点及难点：GPS一机多天线监测技术。

第6章 自动化监测技术(4学时)

本章主要教学内容： 6.1 概述

6.2 自动化监测系统设计

6.3 通用分布式测量控制单元(MCU)原理及应用 6.4 安全监测自动化系统设计示例

本章教学目的及要求：了解常用传感器的工作原理及其特性，了解变形监测自动化系统的布设方法。了解我国自动化监测技术的现状及发展趋势。

本章教学重点及难点：自动化监测系统设计、通用分布式测量控制单元(MCU)原理及应用。

第7章 监测资料的整编与分析(4学时)

本章主要教学内容： 7.1 监测资料的整编 7.2 监测资料的分析 7.3 监测数据的预处理

本章教学目的及要求：了解变形监测资料分析的基本内容和要求。掌握回归分析法、方差分析与逐步回归分析的原理。了解大坝安全监测的几种常用监控模型，掌握利用原型监测数据建立统计模型的基本方法。了解确定性模型与混合模型的建立原理。

本章教学重点及难点：监测资料的分析、监测数据的预处理。

第8章 变形监测数学模型及应用(6学时)

本章主要教学内容： 8.1 概述

8.2 统计模型的建立 8.3 灰色系统分析模型 8.4 时间序列分析模型

本章教学目的及要求：掌握常用统计模型的建立和分析方法。 本章教学重点及难点：灰色系统分析模型、时间序列分析模型。

六、教材及参考书

1、教材：

《变形监测技术与应用》，岳建平，田林亚 主编，国防工业出版社，2007

2、教学参考书：

①《变形监测技术与应用》，伊晓东 等主编，黄河水利出版社，2007 ②《变形监测新方法及其应用》，何秀凤 著，科学出版社，2007 ③《工程安全监测技术》，刘大义，胡建忠 主编，水利水电出版社，2007 ④《动态变形观测与预报》，栾元重，吕法奎，班训海 编著，中国农业科学出版社，2007 执笔人：张兵 审核人：田建文 审批人：赵旭阳

第二篇：变形监测实习总结

变

班级：测量1102班

形 监 测 实 习 总 结

第四组 组长：杨震

组员：刘江，纪为栋，任福磊，方子哥，陈斌，程瑜，陈斌，李久民

变形监测测量实习总结

变形监测就是利用专用的仪器和方法对变形体的变形现象进行持续观测、对变形体变形形态进行分析和变形体变形的发展态势进行预测等的各项工作。其任务是确定在各种荷载和外力作用下，变体形的形状、大小、及位置变化的空间状态和时间特征。在精密工程测量中，最具代表性的变形体有大坝、桥梁、高层建筑物、边坡、隧道和地铁等。

变形监测工作的意义主要表现在两个方面：首先是掌握各种工程建筑物的稳定性，为安全运行诊断提供必要的信息，一遍及时发现问题并采取措施;其次是科学上的意义，包括根本的理解变形的机理，提高工程设计的理论，进行反馈设计以及建立有效的变形预报模型。

我们本次变形监测共进行两项内容：水平位移监测、垂直位移监测即沉降观测。

《变形监测》是工程测量专业重要的课程内容之一，按照培养目标和教学大纲的要求，我们进行了为期一周的课程实习。旨在通过本

次课程实习来加深对变形监测的基础理论、测量原理及方法的理解和掌握程度，切实提高我们的实践技能，初步掌握位移监测、沉降监测的基本方法，熟练使用作业各工序的仪器设备及作业过程等。 测量过程中，大家都能熟练的操作仪器，并针对不同的实习内容的特点、具体情况等采用不同的观测方法及观测顺序，对实施过程中出现的问题能够会分析原因并正确的运用误差理论进行平差计算，做到按时、快速、精确地完成每次观测任务。各阶段的观测，都定时进行，不等漏测和补测。观测中严格遵循“五定”原则，即：通常所说的观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的沉降观测点，点位要稳定;所用仪器、设备要稳定;观测人员要稳定;观测时的环境条件基本一致;观测路线、镜位、程序和方法要固定。通过以上措施，在客观上尽量减少了观测误差的不定性，使所测的结果具有统一的趋向性，保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致，使观测沉降量和水平位移量更真实。

实习时间总是短暂而充实的，但通过实习，总能让我们学到新的知识，新的感悟。俗话说，实践是检验真理的惟一标准。在课堂上，我们学了很多理论知识，但是如果我们在实际当中不能灵活运用那就等于没学。实习就是将我们在课堂上学习的理论知识运用到实践中。 为期一周的变形监测测量实习结束了，觉得自己学到了很多东西，对变形监测的整体概念有了更多的了解，深入的巩固了理论教学知识，提高了实际操作能力，原先老师在课堂上讲的测量知识也都在实践中得到应用，并发挥了重要作用，通过相互对照，将我的测量知识

和水平提高了很多，更加注重我们独立工作能力、自我管理能力。

第三篇：《变形监测》考题大纲

变形观测大纲要求

1、什么是变形观测?变形监测是对变形体上的监测点进行测量，亦称变形观测或形变测量。

2、变形监测的对象包括哪些?全球性、区域性、工程和局部变形监测

3、全球性变形监测包括哪些?a.地极移动监测b.地球板块运动监测c.地球旋转速率变化监测

4、变形监测网根据变形监测范围一般分两级布网，哪两级?首级网、次级网

5、变形监测网根据变形监测范围一般由哪几类点构成?基准点、工作基点、变心监测点

6、变形监测网的基准点、工作基点、监测点的布设要求?基准点通常埋设在比较稳固的岩石上或变形影响之外，尽可能长期保存;工作基点应选在靠近观测目标且便于观测监测点位置;变心监测点在变形体上布设。

7、建筑物沉降观测，如果最后两个观测周期的平均沉降速率小于 0.02 mm/日,可以认为整体趋于稳定，如果各点的沉降速率均小于 0.02mm/日，即可终止观测;否则，应继续每 3个月观测一次，直至建筑物稳定为止。

8、工程建筑物变形观测的内容主要包括哪些?沉降监测、水平位移监测、倾斜监测、裂缝和挠度监测。

(9)变形观测值的必要精度主要应根据哪些确定?变形的大小、速率、仪器和方法能达到的实际精度

10、我国建筑设计部门提出研究高层建筑物的倾斜时，把倾斜值允许值的多少作为观测精度的指标?1/20

11、沉降是否进入稳定阶段，应由什么判断?由沉降量与时间关系曲线。

12、建筑主体倾斜观测应测定建筑顶部观测点相对于底部固定点或上层相对于下层观测点的哪些内容?清晰度、倾斜方向、倾斜速率

13、沉降观测标志一般分为哪些?墙(柱)标志、基础标志、隐蔽式标志

14、每个工程变形监测应至少有多少个基准点?3 (15)监测基准网应多久测一次?3个月

16、控制网的精度矩阵的精度矩阵是什么?未知参数的方差阵Dxx或Qxx

17、 控制网(测角、测边、边角)以及水准网、GPS控制网秩亏数的计算? (18)网的平均可靠性计算?28-33

19、名词解释：基准点、工作基点、监测点、参考网、相对网、秩亏自由网、拟稳平差?基准点：是用来定期检校工作基点的参考点。工作基点：是直接用来测定各监测点的参考点。监测点：是在变形体上布设的，能充分反映变形状态的点。参考网：指所有参考点被设置在变形体外，用于测量变形体上目标的“绝对”变形。相对网：是指网的全部点位于变形体上的监测网。

20.全球性变形监测技术包括哪些?a.甚长基线干涉测量;b.卫星激光测距;c.卫星重力探测技术

21、区域性变形监测技术包括哪些?a.高精度GPS形变测量;b.合成孔径雷达干

涉测量。

22、我国已经建立的高精度GPS网主要包括哪些?全国GPS

一、二级网;国家GPS A、B级网;中国地壳运动观测网

23、工程和局部变形监测之外部监测的主要手段有哪些?a.常规地面测量方法;b.摄影测量方法;c.特殊监测方法;d.GPS监测法

24、简述引起变形观测的原因(包括客观原因和主观原因)?a.外部原因主要有：建筑物的自重、使用中的动荷载、振动或风力等因素引起的附加荷载、地下水位的升降、建筑物附近新工程施工对地基的扰动等。 b.内部原因主要有：地质勘察不充分、设计错误、施工质量差、施工方法不当等。

25、简述变形观测所具有的特点?a.周期性重复观测;b.精度要求高;c.多种观测技术综合应用

26、简述固定基点、工作基点、观测点的布设要求及布设方法?固定基点：通常埋设在比较稳固的基岩上或变形影响之外，尽可能长期保存。使用时，应作稳定性检查或检验，并应以稳定或相对稳定的点作为测定变形的参考点。工作基点：应选在靠近观测目标且便于观测监测点位置。精度要求高，复测间隔时间长。变形监测点：变形监测点与工作基点组成次级网，复测间隔时间宜短一些。

27、监测方案的主要内容有哪些?变形监测的内容，包括基准点、工作基点和变形监测点的布设、监测网的设计和监测方法的选择。

28、监测网秩亏的原因是什么?误差方程系数阵和法方程系数阵产生秩亏的原因有形亏和数亏，前者是由于缺少必要的观测而引起的，后者是缺少必要的已知数据。

29、限差检验法进行参考点稳定性检验的缺点是什么?进行检验时两个基准点必需没变动，任何一个点发生变化都会发生较大的变动影响，这种方法只能用于已知两个基准点没有变动的情况。

30、 回归分析与时间序列分析间的根本区别是什么?答：与回归分析方法不同的是，回归分析中的回归模型所描述的是因变量与不同于它的其他自变量之间的统计依赖关系，用回归分析分析模型预测就是从自变量中挖掘收集关于因变量未来时刻的信息，它是一个可用来解释某变形体系统内部运动的原因和各个因素之间的定量关系的因果模型。而时间序列分析则是讨论自回归模型所描述的因变量自身变化的统计规律，并不涉及与其他变量之间的关系，用这种模型进行预测仅仅是利用因变量自身的历史资料来挖掘信息。

31、 灰色系统分析方法的优点是什么?答：灰色系统分析方法通常只有4个以上数据即可进行灰色建模，建模所需信息较少;不用知道原始数据分布的先验特征，通过有限次的生成便可将无规则序列或服从任何分布的任意光滑离散的原始序列转化为有规则序列;所建模型是常系数性质的，其参数分布是灰“色”的，因此可保持原系统的特征，能较好地反映系统的实际情况，建模精度较高。

32、 工程建筑物变形监测的内容有哪些?答：a.建筑物沉降监测b.建筑物水平位移监测c.建筑物倾斜监测d.建筑物裂缝监测e.建筑物挠度监测

33、 简述平均间歇法进行参考点稳定性分析的原理?答：假设两观测周期期间，网中所有控制点均没有变动，则可以把两周期的观测看成是对同一网进行的两次观测，由于这两次观测数据所求得的两组点位坐标或高程可以看成是一组双观测

2值。利用双观测值之差可计算观测值的单位权方差估值，从另一角度根据两周期观测成果计算联合单位权方差，比较和就可以检验所有的“两个观

222

测周期之间点位没有变动”的假设。

34、 变形监测中的“五定原则”是指什么?答：锁依据的基准点、工作基点和被观测物上的变形观测点位要稳定;所用仪器、设备要稳定;观测人员要稳定;观测时的环境条件基本稳定;观测路线、镜位、程序和方法要固定。

35、 简述时间序列分析建模的基本步骤?答：①用观测、调查、统计、抽样等方法取得被观测系统时间序列动态数据。②根据动态数据作相关图，进行相关分析，求自相关函数。相关图能显示出变化的趋势和周期，并能发现跳点和拐点。跳点是指与其他数据不一致的观测值。如果跳点是正确的观测值,在建模时应考虑进去,如果是反常现象，则应把跳点调整到期望值。拐点则是指时间序列从上升趋势突然变为下降趋势的点。如果存在拐点，则在建模时必须用不同的模型去分段拟合该时间序列，例如采用门限回归模型。③辨识合适的随机模型,进行曲线拟合,即用通用随机模型去拟合时间序列的观测数据。对于短的或简单的时间序列，可用趋势模型和季节模型加上误差来进行拟合。对于平稳时间序列，可用通用ARMA模型(自回归滑动平均模型)及其特殊情况的自回归模型、滑动平均模型或组合-ARMA模型等来进行拟合。当观测值多于50个时一般都采用ARMA模型。对于非平稳时间序列则要先将观测到的时间序列进行差分运算，化为平稳时间序列，再用适当模型去拟合这个差分序列。

36、 简述灰色系统建模的基本步骤?答：a.累加生成 b.建模 c.求解参数，应用最小二乘法原理d.建立预测公式e.检验模型：①求出原始数据平均值和残差平均值(x和e)②求出原始数据方差与残差方差的均方差比值和小误差概率③进行极比偏差值检验。

37、 灰色系统建模进行累加的目的是什么?答：灰色系统建模过程中将许多的历史数据作累加处理，主要目的是为了获得数据间明显的指数规律，以便跟好的建立模型。

(38)根据允许变形值计算高程观测中误差? (39) 变形分析的一般过程有哪些?4点

(40) 水准网的经典平差、拟稳平差、秩亏自由网平差计算。

第四篇：地铁车站深基坑地下连续墙变形监测

【摘 要】 目前软土地区地铁车站深基坑多采用地下连续墙作为围护结构,通过对上海轨道交通10号线同济大学站基坑地下连续墙现场监测结果的分析,研究了基坑开挖深度与地下连续墙侧移及最大相对侧移的关系,同时给出了地下连续墙最大侧移及最大侧移位置随开挖时间的变化规律,并对不同测点的侧移结果进行分析比较。结果表明:长条形地铁车站深基坑虽然是对称结构,但是对基坑外侧土体进行加固一侧的地下连续墙的变形远远小于未经加固一侧的变形,所以,在对基坑设计时一定要考虑土体加固的影响。 【关键词】 地下连续墙;侧向变形;地铁车站基坑;工程实例;时空效应

0 引 言

目前,上海、北京、广州、深圳、南京等城市都有多条同时开工建设的轨道交通线路。根据上海市轨道交通近期建设规划,到2012年累计运营线路13条,运营里程超过500km。地铁车站基坑一般开挖较深,为了减小基坑开挖对周围环境的影响,基坑的围护结构一般选用地下连续墙,为了确保基坑开挖的安全和质量,地下连续墙的变形控制便成为研究的重点。Mana和Clough[1](1981)通过对一些基坑的监测数据进行分析,发现围护墙体的变形与抗隆起稳定安全系数有密切的关系,Wong和Broms[2](1989)对有撑基坑支护墙体的变形进行研究,并提出一个估计有锚撑桩板墙体水平变形的方法,Clough和O’Rourke[3](1990)综合考虑基底抗隆起稳定安全系数和支护系统刚度等因素,通过对一些实例进行总结,给出了一个估算软土与中等硬度土体围护墙水平变形规律, Hashash和Whittle[4](1996)通过非线性有限元分析,研究了软土深嵌地下连续墙的变形与基坑长度和支撑间距之间的关系。Kung等[5](2007)用神经网络法对软中等硬度土基坑地下连续墙的变形进行预测。王建华等[6](2005)根据上海软土地区50个深基坑工程的实测结果,研究了基坑开挖深度、支撑系统的相对刚度对连续墙最大侧移的影响,最大侧移的深度及墙后软土层厚度对基坑变形特性的影响。李琳等[7](2007)就杭州和上海软土地区46个成功深基坑的实测结果进行了研究和总结,分析了基坑开挖深度与最大侧移及其位置和当前基坑开挖深度和所采用支撑系统相对刚度之间的关系,建立了抗隆起稳定安全系数与围护墙体最大侧移和墙后最大地面沉降与之间的关系。Kung等[8][9](2007)通过实例分析和有限元模拟计算,得出了预测软土及中等硬度土基坑地下连续墙变形的经验公式。 1 影响墙体变形的因素分析

通过对大量基坑实例监测数据的分析,并结合前人研究的成果[1]~[11]得出,影响基坑围护墙体水平变形的主要因素包括开挖深度He、支护体系的系统刚度EI/(γmh4avg、开挖宽度B、土体的平均抗剪强度与竖向有效应力的比值su/σ′v、土体的平均初始杨氏模量与竖向有效应力的比值Ei/σ′v、开挖面到硬土层的深度与基坑开挖宽度的比值T/B。另外墙体的变形与支撑的刚度EsIs、连续墙的嵌固系数λ、基坑降水效果E、基坑周围附加荷载q及基坑基底稳定安全系数F等有较大关系。 2 工程实例 2·1 工程概况

上海地铁10号线同济大学站主体为三层二跨(局部三层三跨、二层二跨)现浇钢筋混凝土结构,车站长度为313·5m,标准段宽度为22·9m,南、北端头井深及标准段开挖深度分别为22·

2、23·

5、20m,车站主体采用明挖顺作法施工。南、北端头井及车站标准段围护结构均采用1000mm厚地下连续墙,墙深分别为40、

41、37m。地下连续墙接头采用锁口管形式,地下连续墙端头井第四道支撑下2·5m及坑底3m范围内采用高压旋喷周边加固。基坑采用钢支撑和混凝土支撑,南、北端头井均设7道支撑,第1道为700×700混凝土支撑,第4道为800×800混凝土支撑,第6道为Φ812×20钢支撑,其余均采用Φ609×16钢支撑。标准段设6道,第1道为700×700混凝土支撑,第4道为800×800混凝土支撑,其它的均采用Φ609×16钢支撑。地质情况及支撑位置如图1所示。

标段车站基坑开挖深度较大,地下连续墙施工开挖时易产生坍塌现象,对地下连续墙及已有建筑物、地下管线等产生不利影响。地下连续墙测斜监测点的位置如图2所示。

2·2 监测结果分析

图3为南站台段CX3不同开挖阶段地下连续墙侧移情况,墙体变形整体呈现“两头小、中间大”,随着开挖深度的增加,墙侧移不断增大,最大侧移位置位于开挖面附近,坑底垫层完成时最大侧移位置位于坑底下1·5m左右,安装好第7道支撑到垫层完成这个阶段墙位移迅速增加约6mm,墙底踢角增加10mm,踢角达到17mm,最大侧移位置下移4m,主要原因是这个阶段开挖达到最大深度,坑底没有得到及时支撑,基坑暴露时间较长,这进一步验证了基坑时空效应原理,因此,开挖一定要限时限量。

图4为不同测点在坑底垫层完成时墙体侧移曲线,虽然CX4与CX5位于基坑对称的两个位置,但是CX5比CX4最大侧移大23mm,CX5同一侧的另外三点也比相应CX4一侧的三点侧移分别大

17、

15、7mm。其原因是基坑开挖前对CX5对面一侧坑外土体进行加固,坑外土体加固可有效阻止墙侧移变形,因此,在对长条形基坑进行有限元计算时一定要考虑土体加固的影响。在支撑条件基本相同的情况下,端头井CX

1、CX

2、CX3的墙体变形反而比标准断CX

4、CX5的变形小,端头井墙底踢角也明显小于标准端墙底踢角,一方面是由于端头井第四道支撑下2·5m及坑底3m范围内采用高压旋喷周边加固,另一方面由于端头井角部采用斜撑加固。

图

5、图6分别为地下连续墙最大侧移与最大侧移位置随开挖时间的变化曲线。第一~第七道支撑安装时间依次为2007年8月1日、8月31日、9月13日、9月26日、10月10日、10月13日、10月20日。由图7可知,最大侧移随开挖时间单调增加,最大侧移变化速率分阶段变化,在支撑安装后一段时间内变形速率很小,随着开挖面下移,墙体变形变化速率增加,主要是由于支撑下土体暴露时间增加、空间增大,这也与时空效应原理向一致。

图7是不同测点最大墙体相对侧移与开挖深度的关系,各测点平均最大相对侧移约为0·15%,基本满足一级基坑环境保护对侧移控制0·14%的要求。虽然有些点相对侧移达到0·25%,但基坑并未发生险情,因此,在实际工程中,可以根据周围环境的要求,通过加强实时监控等措施,适当放宽报警值,这样既可以节省投资,也可以保证工期,达到工程安全、质量、工期与投资相协调的目的。 3 结语

(1)影响地下连续墙变形的因素比较多,监测结果表明:坑外土体加固一侧地下连续墙的侧移远小于未经加固一侧的侧移,基坑外侧土体加固的影响在进行设计时应加以考虑。 (2)监测结果表明:地下连续墙水平变形随开挖深度增加单调增加,最大变形的位置在开挖面附近,基坑开挖过程中存在时空效应,未支撑部分暴露时间和开挖量对基坑的变形有很大影响,斜撑可有效地控制基坑端头井的变形,坑底加固对减小坑底隆起和地下连续墙踢脚剧增起到很好的效果。 参考文献

[1]Mana AI,Clough GW·Prediction ofmovements for braced cuts in clay[J]·Journal of Geotechnical Engineering Division,1981,107(6), 759-777·

[2]Wong K S,Broms, B B·Lateral wall deflections of braced excavations in clay[J]·Journal of Geotechnical Engineering,1989,115(6), 853-870·

[3]CloughGW,O’RourkeTD·Construction inducedmovementsof in situ walls[J]·Proceeding of Design and Performance of Earth Retaining Structure,Geotechnical Special Publication No·25, ASCE, NewYork:1990,439-470·

[4]Hashash, Y M A,Whittle A J·Ground movement prediction for deep excavations in soft clay[J]·Journal of Geotechnical Engineering,1996,122(6):474-486·

[5]KungGTC, Hsiao E CL, SchusterM,Juang, CH·Aneural network approach to estimating excavation induced wall deflection in soft clays[J]·Journal of Computers and Geotechnics,2007,34(5),385-396· [6]王建华,徐中华,陈锦剑,等·上海软土地区深基坑连续墙的变形特性浅析[J]·地下空间与工程学报,2005,1(4):485-489·

[7]李琳,杨敏,熊巨华·软土地区深基坑变形特性分析[J]·土木工程学报,2007,40 (4):66-72·

[8]Gordon TC Kung,C Hsein Juang, Evan C L Hsiao, et al·Simplified model for wall deflection and ground-surface settlement caused by braced excavation in Clays[J]·Journal of Geotechnical Engineering,2007,133(6):731-747·

[9]Kung GTC, Hsiao E CL,Juang CH·Evaluation of a simplified small strain soil model for predicting excavation-inducedwall deflection and ground movement[J]·Journal of Canadian Geotechnical,2007,44(6):726-736·

[10]Hsieh P G,Ou C Y·Use of the modified hyperbolic model in excava-tion analysis under undrained condition [J]·SEAGS, Journal of Geotechnical Engineering,1997,28(2),123-150·

[11]HsiehPG, KungTC, Ou CY·,TangYG·Deep ExcavationAnalys-is with Consideration of Small StrainModulus and its Degradation Be-havior of Clay[J]·Proceedings 12th Asian Regional Conference on SoilMechanics and Geotechnical Engineering,Singapore:2003,(1):785-733·

[12]上海轨道交通10号线同济大学站岩土工程勘察报告[R],上海市城市建设设计研究院,2005年10月·

第五篇：地铁隧道变形监测信息管理系统的开发

摘要：地铁隧道结构变形监测的特殊性、周期性和长期性,使其信息量非常庞大。信息管理是地铁隧道结构变形监测中一项重要的工作,现有的管理方式效率很低。为了高效、准确地管理监测信息,及时分析预报地铁隧道结构的稳定状况,本文结合南京地铁运营期隧道结构变形监测实例,开发了一套具有变形监测资料存储、预处理、管理分析、可视化分析、预测预报及限值预警等功能的信息管理系统,保证了准确及时快速的数据处理和信息反馈,具有良好的运用和推广前景。

关键词 地铁隧道 变形监测 信息管理系统

1 引 言

随着经济的发展,越来越多的城市开始兴建地铁工程。地铁隧道建造在地质复杂、道路狭窄、地下管线密集、交通繁忙的闹市中心,其安全问题不容忽视。无论在施工期还是在运营期都要对其结构进行变形监测,以确保主体结构和周边环境安全。

地铁隧道是一狭长的线状地下建构筑物,监测点数量比较大,其周期性和长期性,使数据量非常庞大。面对这些繁杂而又庞大的数据能否管理利用好,关系到监测隧道结构变形和预测预报结构变形工作能否实现和实现的质量。为此,如何有效地管理原始信息,并进行相应的处理显得尤为重要。目前多数监测信息的管理和应用存在不直观、不及时、自动化程度较低等缺点,根据地铁隧道结构自身特点研制一套高效率的、使用方便的监测信息管理系统是必要的,它与变形监测一样具有重要的实用意义和科学意义。

2 系统设计思想

以地铁隧道结构变形监测信息为管理对象,根据地铁隧道结构变形监测的实际情况,综合运用监测数据处理分析技术、数据库技术和信息管理技术,实现对地铁隧道结构变形信息的存储、预处理、管理分析、可视化分析监测信息、预测预报及限值预警,为结构分析提供数据资源,以及时反馈地铁隧道结构安全状况,使安全监测管理人员更为方便和高效的管理监测信息,为确保地铁隧道结构的安全运行提供有效的决策支持。地铁隧道结构变形监测数据管理系统主要应满足如下要求: 1.1 提高地铁隧道结构变形监测数据处理分析与

管理的科学化和自动化水平,满足辅助决策需求 1.2 构建地铁隧道结构变形监测信息管理基础平台

1.3 为后期自动化监测的开展及安全监测专家系统的建立提供基础。 3 系统功能

地铁隧道结构变形监测信息管理系统包括文档管理、数据预处理、数据库管理、监测数据分析、信息预警预报和系统管理六大模块,内容不仅涵盖了相关技术规范的所有要求,而且具有地铁隧道自身的特点,全面、标准、专业,有良好的应用前景。

3.1 文档管理模块 3.1.1 变形监测资料 地铁隧道结构变形监测根据地铁隧道结构设计、国家相关规范和类似工程的变形监测以及当前地铁所处阶段来确定,主要内容包括[3]:垂直位移监测(区间隧道沉降监测和隧道与地下车站沉降差异监测);水平位移监测(区间隧道水平位移监测和隧道相对地下车站水平位移监测);隧道断面收敛变形监测等。

对于不同的地铁隧道结构变形监测项目内容,所用监测方法和仪器也不相同。通常,对于隧道垂直位移和水平位移监测,可通过大地测量或者自动化测量的方法利用精密水准仪、精密全站仪或智能全站仪进行;而对于隧道断面收敛变形监测,则要通过物理量测的方法利用收敛仪(计)进行。

变形监测资料包括历次变形监测的原始数据,监测报告及鉴定报告等。 3.1.2 工程概况资料

工程概况资料主要有工程概况、工程特性参数、重要技术资料和安全监测系统档案等。

(1)工程概况:包括地铁地理位置,车站布置,沿线主要建筑物概况,工程地质与水文地质条件,结构特性、施工情况等。 (2)重要技术资料:主要结构设计文件、图纸,运行设计报告,竣工验收报告,隧道加固改建或观测更新改造专题报告,重要工程图形和图像。 (3)变形监测系统档案:主要包括监测仪器运行、维护和历次检查、鉴定记录及报告。

(4)其他资料:主要包括水文、气象和地震资料等。 3.1.3 巡检资料

包括对隧道结构的各个部位和断面的渗漏、变形和裂缝等的日常巡查记录表,隧道安全情况和隧道重大事故报告等。 3.2 数据预处理模块

通过不同的方式导入原始监测资料,并对其进行粗差检验,若有粗差则提示警告,以便查找原因返工重测,然后再进行初步处理分析。对基准点和工作基点的稳定性进行检验,不同的稳定性检验结果决定平差方法的选取。最后对所得监测结果进行整理,存储至相关数据库。 3.2.1 数据导入

目前嵌入式操作系统发展特别迅速,根据监测手段和方式不同,用户可以通过系统的接口程序实现系统和观测电子手簿直接相连,自动导入或手工导入。 3.2.2 粗差检验

依据相关规范规程应用相应检验粗差的方法对其进行检验,若有粗差则给出提示警告和可能原因,以便查找原因返工重测;若没有粗差则提示检验通过,可进行下一步处理计算。 3.2.3 稳定性检验

通过对监测资料的计算分析,应用统计方法(F检验和t检验)对基准点和工作基点的稳定性状况进行分析,为平差计算采用何种平差方法提供依据。 3.2.4 平差计算

根据基准点及工作基点稳定性检验结果,对变形监测网相应的选用经典平差、拟稳平差或自由网平差;如果监测资料(如隧道收敛变形监测资料等) 无需平差计算的则直接进行相关成果计算。

3.2.5 资料整理入库

根据前述各部分处理计算所得结果,对所得监测成果以及检验结果进行整理和存储入库。此外,可根据需要对相关监测属性信息进行相关编辑、修改,然后再整理入库。 3.3 数据库管理模块

对数据库相关数据进行查询、添加录入、修改和删除,同时可根据需要进行数据报表生成输出。 3.3.1 数据查询

根据不同监测项目特点,采用不同的查询方式对测点的属性信息和监测成果进行条件查询和遍历查询,并可根据需要将查询结果以不同的方式输出。 3.3.2 数据录入添加

根据实际需要对测点属性数据和监测单位所提供的直接成果数据进行录入添加,同时可对属性数据信息进行编辑、修改添加。 3.3.3 数据修改

考虑到操作的规范性,系统只允许对监测点属性进行修改。通过查询所要修改的监测点,对其属性信息进行修改,同时可以动态显示数据库中的监测点属性信息,方便用户及时看到修改结果。 3.3.4 数据删除

与数据修改功能相似,通过对数据信息查询后再进行删除,删除前须经确认,然后才能操作,确保准确无误。

3.3.5 报表生成

可根据用户需要,查询相关监测信息,然后以相关的报表形式输出监测信息。 3.4 监测数据分析模块

通过应用不同的数据分析方法和方式对各种监测数据进行处理分析,分析过程和方式采用表格和曲线图形方式进行。

3.4.1 监测点稳定性分析

应用相关稳定性分析方法及指标,结合监测现场实际,对不同类型监测点稳定性进行分析评判。 3.4.2 可视化分析

针对监测信息反馈分析的需要,提供可视化的变形监测图形报表,辅助测点稳定性分析评判,以便使用者更直观具体地了解隧道结构整体变形趋势。

以南京地铁西延线垂直位移监测为例,除提供每期沉降量曲线图、沉降速率曲线图、挠度曲线图、相对挠度曲线图外,还可提供任意两期累积沉降量、累积沉降速率、挠度及相对挠度的对比曲线图。 3.5 信息预警预报模块

仅仅将监测的信息录入系统中是不够的,还要根据稳定性分析以及前n期的监测成果模拟监测点的变形曲线,并结合相关资料预报今后的变化趋势。由于影响变形体的因素错综复杂,考虑到系统的通用性,模块提供了回归分析、灰色系统、kalman滤波等传统的模型供选择。

根据系统给出的限值进行预警,提供相关区间段的工程图纸及地质、水文气象资料,便于隧道结构变形情况的进一步分析。 3.6 系统管理模块

为保证系统的安全,系统运行和数据操作过程中都不能出现任何差错,必须对系统进行有效的管理,这主要是指对系统用户的管理及日常使用日志的管理。 3.6.1 系统用户管理

为保证监测信息的完整性、正确性和安全性,必须对系统的用户进行有效的管理。用户登录系统的过程必须在系统日志中进行登记,包括用户名、登录时间、对系统的操作过程以及在系统中滞留的时间等。系统管理员定期将系统的用户使用情况向主管领导汇报。在征得主管领导的同意后,系统管理员可以根据实际情况添加用户或提升、降低某些用户的用户使用级别,必要时可以禁止某些用户的使用权力。系统用户管理包括系统用户登录管理和用户权限管理两个部分。 3.6.2 系统日志及安全管理

本系统为系统管理员提供系统日志的检查和备份功能,使系统管理员通过对系统日志的查看了解系统的使用情况以及存在的不足和问题,及时地处理系统存在的隐患,保证系统的高效运行。 3.6.3 数据库备份与恢复

为了保证管理系统或计算机系统经灾难性毁坏后,能正常恢复运行,必须进行数据库的备份与恢复。系统采用自动备份与人工备份结合的方式,确保系统的安全稳定运行。 4 结 语

地铁隧道结构变形监测信息管理系统采用C/S结构设计,各功能模块间具有相对地独立性,便于进行功能扩充,为后期自动化监测的开展及安全监测专家系统的建立提供支持和铺垫[4,5]。该系统已在南京地铁中应用,不仅准确及时快速的数据处理和信息反馈,提高了地铁运营的管理水平,而且为地铁的安全运营提供了保证,具有显著的社会经济效益和良好的应用前景。

参考文献

[1]王浩,葛修润,邓建辉,丰定祥.隧道施工期监测信息管理系统的研制[J].岩石力学与工程学报,2001,10:1684—1686 [2]李元海.地铁施工监测数据处理系统的分析设计及应用[J].隧道建设,1996,4:22—26 [3]黄腾,李桂华,孙景领,岳荣花.地铁隧道结构变形监测数据管理系统的设计与实现[J].测绘工程,2006,6:1—3

[4]赵显富.变形监测成果数据库管理系统的研制[J].测绘通报,2001,4:28—32 [5]张其云,郑宜枫.运营中地铁隧道变形的动态监测方法[J].城市道桥与防洪,2005,7:87—89