水平位移觀測(cè)

2024年3月4日發(fā)(作者：開學(xué)第一天)

水平位移觀測(cè)

默認(rèn)分類 2010-05-22 09:27:45 閱讀21 評(píng)論0 字號(hào)：大中小 訂閱

12.4 水平位移觀測(cè)

根據(jù)場地條件，水平位移的觀測(cè)方法可分為基準(zhǔn)線法（包括視準(zhǔn)線，引張線等），小角法、幾何大地測(cè)量方法（包括導(dǎo)線法、變會(huì)法、GPS觀測(cè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)等）。

12.4.1 基準(zhǔn)線測(cè)定水平位移

基準(zhǔn)線法的原理是以通過水式建筑物軸線（例如大壩軸線）或平行于建筑物軸線的固定不變的鉛直平面為基準(zhǔn)面，根據(jù)它來測(cè)定建筑物的水平位移。

圖12-2為某壩壩頂基準(zhǔn)線示意圖。A，B分別為在壩兩端所選定的基準(zhǔn)線端點(diǎn)。當(dāng)經(jīng)緯儀在A點(diǎn)，在B點(diǎn)安置標(biāo)牌，則通過儀器中心的鉛直線與B點(diǎn)處固定標(biāo)志中心所構(gòu)成的鉛直平面P即形成基準(zhǔn)線法中的基準(zhǔn)面。這種由經(jīng)緯儀的視準(zhǔn)面形成基準(zhǔn)面的基準(zhǔn)線法，我們稱之為視準(zhǔn)線法。

視準(zhǔn)線法按其所使用的工具和作業(yè)方法的不同，又可分為“測(cè)小角法”和“活動(dòng)硯牌法”。

測(cè)小角法是利用精密經(jīng)緯儀精確地測(cè)出基準(zhǔn)線方向與置鏡點(diǎn)到觀測(cè)點(diǎn)的視線方向之間所夾的小角，從而計(jì)算觀測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)線偏離值。活動(dòng)硯牌法則利用活動(dòng)硯牌上的標(biāo)尺，直接測(cè)定此項(xiàng)偏離值。

隨著激光技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了由激光束建立基準(zhǔn)面的基準(zhǔn)線法，根據(jù)其確定偏離值的原理，有以激光束替代經(jīng)緯儀視線的“激光經(jīng)緯儀準(zhǔn)直”和利用光干涉原理的“波帶板激光準(zhǔn)直”（三點(diǎn)法準(zhǔn)直）。

在大壩廊道的特定條件下，采用通過拉直的鋼絲的豎直面作為基準(zhǔn)面來測(cè)定壩體偏離值具有一定的優(yōu)越性，這種基準(zhǔn)線法稱之為引張線法。

由于建筑物的位移值一般來說是很小的，因此對(duì)位移值的觀測(cè)精度要求很高（例如混凝土壩位移觀測(cè)的中誤差要求小于

），因而在各種測(cè)定偏離值的方法中都采取了一些提高精度的措施。對(duì)基準(zhǔn)線端點(diǎn)的設(shè)置、對(duì)中裝置構(gòu)造、覘牌設(shè)計(jì)及觀測(cè)程序等均進(jìn)行了不斷的改進(jìn)。

1.觀測(cè)墩

目前，一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的觀測(cè)墩。觀測(cè)墩底座部分要求直接澆筑在基巖上，以確保其穩(wěn)定性。

為了減少儀器與覘牌的安置誤差，在觀測(cè)墩頂面常埋設(shè)固定的強(qiáng)制對(duì)中設(shè)備，通常要求它能使儀器及覘牌的偏心誤差小0.1mm。滿足這一精度要求的強(qiáng)制對(duì)中設(shè)備式樣很多，有采用圓錐、圓球插入式的，有用埋設(shè)中心螺桿的，也有采用置中圓盤的（如圖12-3）。置中圓盤的優(yōu)點(diǎn)是適用于多種儀器，對(duì)儀器沒有損傷，但加工精度要求較高。

2.覘牌圖案形狀、尺寸及顏色

視準(zhǔn)線法的主要誤差來源之一是照準(zhǔn)誤差，研究覘牌形狀、尺寸及顏色對(duì)于提高視準(zhǔn)線的觀測(cè)精度具有重要意義。一般地說，覘牌設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下5個(gè)方面。

①反差大：用不同顏色的覘牌所進(jìn)行的試驗(yàn)表明，以白色作底色，以黑色作圖案的覘牌為最好。白色與紅色配合，雖則能獲得較好的反差，但它相對(duì)前者而言易使觀測(cè)者產(chǎn)生疲勞。

②沒有相位差：采用平面覘牌可以消除相位差，在視準(zhǔn)線觀測(cè)中一般采用平面覘牌。

③圖案應(yīng)對(duì)稱。

④應(yīng)有適當(dāng)?shù)膮⒖济娣e：為了精確照準(zhǔn)，應(yīng)使十字絲兩邊有足夠的比較面積，同心圓環(huán)圖案對(duì)精確照準(zhǔn)是不利的。

⑤便于安置：所設(shè)計(jì)的覘牌希望能隨意安置，亦即當(dāng)覘牌有一定傾斜時(shí)仍能保證精確照準(zhǔn)。

實(shí)驗(yàn)表明，如圖12-4的雙線標(biāo)志（白底，標(biāo)志為黑色）是比較合適的圖案。試驗(yàn)表明，在覘牌的分劃板傾斜大約

時(shí)，觀測(cè)者仍可通過十字絲兩邊楔形面積的比較達(dá)到精確照準(zhǔn)的目的。

其雙線標(biāo)志的寬度可按下式計(jì)算：

（12-7）

式中：S—視線長度；

b—十字絲單絲粗；

f—物鏡焦距。

對(duì)于近距離照準(zhǔn)，可采用單線標(biāo)志（用十字絲雙絲夾標(biāo)志來照準(zhǔn)），單線標(biāo)志寬度可按正式計(jì)算：

（12-8）

式中：u—十字絲雙絲所夾角值；

。