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变形监测网点稳定性分析的若干问题研究

郝传才  
【摘要】: 变形监测是一种监测变形体安全性的重要手段。它是通过实时获取变形体的动态位移信息,根据这些信息预警变形体安危状况。变形监测具有实时性、事前性、可靠性三个基本属性。在测量工作的实践和科学研究的活动中,变形监测都占有重要的位置。在工程建筑物的兴建中,从工程施工开始到竣工,以及建成后整个工程的运营期间都要不断的对工程建筑物进行监测,以便掌握工程建筑物变形的情况,及时发现问题,保证工程建筑物的安全。本文首先分析了近十年来对于变形监测的研究情况,提出了本文对于变形监测所要进行的研究问题。包括: (1)如何确定自由网平差时各点稳定程度的合理权问题; (2)多期观测自由网平差时,网型经常发生变化,如何在保证基准一致性的前提下计算位移量及协因数阵; (3)变形监测网局部灵敏度计算时必须已知变形模型,但变形体变形模型的确定不易,本文尝试用平均间隙法确定局部灵敏度的变形模型。 本文对变形监测网(包括垂直位移变形监测网和水平位移变形监测网)的建网、平差计算、稳定点的判断和变形下界值的计算都作了一定的探讨。分析了变形监测网建立过程中的基准问题,推导了两期自由网平差计算的基准一致性公式,论证了自由网网型变化的情况下,确保基准一致性和利用已有平差资料计算变形监测网各点位移量的基本思路,同时推导了相应的计算公式;比较了基准不一致时,自由网平差、经典平差、经稳定点迭代定权确定基准和相似变换后的自由网平差三种基准情况下计算的位移量大小,它们与实际位移量的差异;同时也比较了三种基准计算的位移量及协因数阵应用于平均间隙法稳定点判断的情况;分析了平均间隙法应用于水平位移变形监测网与垂直位移变形监测网的差异以及用平均间隙法确定局部灵敏度的变形模型的情况。 同时本文针对上面提出的问题和解决思路,设计了两个实验:垂直位移变形网监测实验和水平位移变形监测实验。在垂直位移变形监测网实验中,数据采集按二等水准测量进行,设计位移量都很小而且具有代表性。该实验验证了对于基准问题的分析和平均间隙法对位移量的探测情况;在水平位移变形监测网的实验中,数据采集按二等测边网测量精度进行,证实了用平均间隙法判断稳定点,进而确定变形模型的合理性。在每个实验中都提出了实验设计的方案、对观测数据都做了外业精度评定和内业精度的评定,结果达到了设计要求。


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