变形监测教学第一章引论课件.ppt
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- 变形 监测 教学 第一章 引论 课件
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1、变形监测数据处理变形监测数据处理任课教师:王凤艳任课教师:王凤艳课程教学安排(32学时)1 引论 (2)2 变形监测技术 (6) 3 观测资料的检核与数据筛选 (6)4 监测网平差 (4)5 变形分析与预报 (8) 6 变形监测资料管理系统 (4)1 引 论1.1 变形监测的内容、目的与意义1.2 变形监测技术及其发展1.3 变形监测数据处理1.4 与其他学科的关系1.1 变形监测的内容、目的与意义1.1.1变形监测的基本概念变形监测的基本概念1)变形监测:)变形监测:利用测量与专用仪器和方法对变形体的变形现象进行监测,利用测量与专用仪器和方法对变形体的变形现象进行监测, 以确定在各种荷载和外
2、力作用下,变形体的以确定在各种荷载和外力作用下,变形体的形状、大小及位置形状、大小及位置 变化变化的空间状态和时间特征。的空间状态和时间特征。2)按监测研究对象分为:)按监测研究对象分为:全球性变形研究(全球板块运动、地极移动、地球自转速率变化全球性变形研究(全球板块运动、地极移动、地球自转速率变化)区域性变形研究(地壳形变监测、城市或矿区地表沉降监测区域性变形研究(地壳形变监测、城市或矿区地表沉降监测) 工程和局部性变形研究(工程建筑物三维变形、滑坡体的滑动工程和局部性变形研究(工程建筑物三维变形、滑坡体的滑动) 水利枢纽、桥梁、隧道、矿山、工业与民用建筑物水利枢纽、桥梁、隧道、矿山、工业与
3、民用建筑物精密工程测量技术精密工程测量技术精密工程测量技术精密工程测量技术精密工程测量技术精密工程测量技术发展方向精密工程测量技术精密工程测量技术发展方向精密工程测量技术精密工程测量技术发展方向精密工程测量技术精密工程测量技术发展方向精密工程测量技术精密工程测量技术发展方向(二)工业三维坐标测量系统的分类(二)工业三维坐标测量系统的分类电子经纬仪三维坐标测量系统全站型电子速测仪三维工作站三维摄影测量系统激光跟踪测量系统(三)电子经纬仪三维坐标测量系统(三)电子经纬仪三维坐标测量系统 系统构成 基本原理 定向测量 物点测定 观测数据处理及软件 应用测量成果的数据处理方法坐标系及变换1、地心地固坐
4、标系和大地坐标系地心地固坐标系( XE、 YE、ZE) 坐标原点:地球质心 XE:平格林尼治子午面与赤道面的交线 YE:与XE ZE构成右手系 ZE:指向国际协议原点CIO(19001905年平北极)大地坐标系: 坐标原点:参考椭球几何中心 XG:指向起始大地子午圈与椭球赤道的交点 YG:与XGZG构成右手系 ZG:与椭球的短半轴重合测量成果的数据处理方法坐标系及变换地面点在大地坐标系中可用直角坐标( XG、 YG、ZG)或曲线坐标(f l h)表示,两者之间可以转换:正算公式:相应有反算公式:反算需迭代进行,因为N是f的函数。22()cos cos()cos sin()sinGGGXNhYN
5、hZaNhbflflf222222(1sin()/Naeeabaf测量成果的数据处理方法坐标系及变换地心地固坐标系与大地坐标系的 转换关系为:坐标原点的平移量:坐标轴之间的微小旋转参数:000XYZ、XYZWWW、000111EZYGEZXGEYXGXXWWXYYWWYZZWWZ 测量成果的数据处理方法坐标系及变换两个不同大地坐标系之间的两个不同大地坐标系之间的转换:转换:椭球参数不同:da=a1-a2; df=f1-f2坐标系2相对于坐标系1的原点平移参数:坐标系2相对于坐标系1坐标轴不平行:式中,A、B、C为转换参数矩阵000XYZ、XYZWWW、120120120XYZXWdaAYBC
6、WdfhhZWffll( )( )( )( )( )( )测量成果的数据处理方法坐标系及变换2、我国大地坐标系、我国大地坐标系1954年北京坐标系:1980年国家大地坐标系:新1954年大地坐标系:3 3、WGS-84WGS-84坐标系坐标系:是地心地固坐标系 坐标原点:地球质心 X:指向BIH1984.0的天文台子午面和相应于CTP的赤道的交点 Y:与XE ZE构成右手系 Z:指向BIH1984.0地球极(CTP)方向 系统有自己的椭球参数和物理参数区区区区区区区区区区 黄蜡石滑坡野猫面滑坡1.1 变形监测的内容、目的与意义1.1.2 变形监测的内容变形监测的内容总体划分为:总体划分为:1)
7、几何量:)几何量:沉降观测、水平位移观测、倾斜观测、裂缝观测、 挠度观测等2)物理量:)物理量:应力大坝的渗水、扬压力、孔隙压力等3)原因量:)原因量:温度、风力、水位、荷载等1.1 变形监测的内容、目的与意义1.1.2 变形监测的内容变形监测的内容根据变形体的性质和地基情况来定:根据变形体的性质和地基情况来定:1)工业与民用建筑物:)工业与民用建筑物: 基础沉陷观测 建筑物本身变形观测:倾斜观测、裂缝观测等2)水工建筑物)水工建筑物: 土坝:水平位移、垂直位移、渗透、裂缝等 混凝土坝:垂直位移、水平位移、伸缩缝观测3)地面沉降:)地面沉降:地表沉降观测1.1 变形监测的内容、目的与意义1.1
8、.3 变形监测的目的和意义变形监测的目的和意义 1)安全监测)安全监测 法国法国67m高马尔巴塞拱坝高马尔巴塞拱坝1959年溃坝;年溃坝; 意大利意大利262m高瓦依昂拱坝高瓦依昂拱坝1963年因库岸大滑坡导致涌浪翻坝且水库淤满失效;年因库岸大滑坡导致涌浪翻坝且水库淤满失效; 我国板桥和石漫滩两座土坝我国板桥和石漫滩两座土坝1975年洪水漫坝失事;年洪水漫坝失事; 2)积累资料)积累资料: 验证有关工程设计理论和地壳运动的假说等验证有关工程设计理论和地壳运动的假说等 3)科学试验:)科学试验:获取某些材料或结构的参数等获取某些材料或结构的参数等 1.2变形监测技术及其发展1.2.1 变形监测方
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