工程建筑物變形監(jiān)測技術(shù)研究綜述

陸藝雙

（特變電工沈陽電力勘測設(shè)計有限公司，沈陽110026）

工程建筑物變形監(jiān)測技術(shù)研究綜述

陸藝雙

（特變電工沈陽電力勘測設(shè)計有限公司，沈陽110026）

變形監(jiān)測技術(shù)及其方法正在由之前傳統(tǒng)的、單一的監(jiān)測模式向著立體式交叉市場的空間模式發(fā)展，自從網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代化技術(shù)的出現(xiàn)，一些高科技的儀器也出現(xiàn)在變形監(jiān)測中，比如高精度測量儀器、三維激光掃描技術(shù)，等等。這些技術(shù)手段的引入受到了廣大研究人員的關(guān)注和重視，現(xiàn)如今已經(jīng)成為非常普遍的現(xiàn)代變形監(jiān)測方法。

工程建筑物；變形監(jiān)測技術(shù)；傳統(tǒng)大地監(jiān)測法；現(xiàn)代自動化監(jiān)測法

現(xiàn)代測量技術(shù)的發(fā)展以及計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷更新，這些技術(shù)的出現(xiàn)為變形分析以及變形預(yù)報提供了更為堅實的技術(shù)支持。本文從工程建筑物的變形監(jiān)測技術(shù)入手，分析了現(xiàn)代測量技術(shù)在工程建筑物變形監(jiān)測領(lǐng)域中的應(yīng)用。

1　變形監(jiān)測方法

1.1變形監(jiān)測非大地監(jiān)測方法

我們在使用變形監(jiān)測的非大地觀測儀器時，需要將其固定在變形的形體上或者是與之接近的區(qū)域內(nèi)，不管怎樣安排監(jiān)測儀器，都要求變形監(jiān)測儀器要直接接觸到觀測部位，一部分監(jiān)測儀器的結(jié)果是相鄰觀測標志或者是位置的一個位移，而另一部分儀器的最終觀測結(jié)果是可以直接測定物理量，進而間接求算幾何量，像后面的這類儀器是比較多的，而且儀器的類型也非常多，一般可以分為機械類、物理類，等等。

1.2變形監(jiān)測傳統(tǒng)大地測量方法

大地測量方法最終獲得的觀測結(jié)果，其幾何意義不僅明確，而且還非常的直觀，因此從古至今都被廣泛的運用在各類的工程建筑物的變形觀測中，比如用于沉降觀測的幾何水準測量，用于位移觀測的三角測量，用于撓度觀測的精密水準測量，等等。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，在工程測量領(lǐng)域也出現(xiàn)了很多新的測量技術(shù)，但是在絕大多數(shù)情況下，傳統(tǒng)的大地測量方法始終是變形觀測的主要手段之一，而且在一些觀測項目上，常規(guī)的大地測量方法與現(xiàn)代化的空間定位技術(shù)相比還是有著極其顯著的優(yōu)勢，比如在建筑物基礎(chǔ)沉降等方面。精密水準測量還是當前精度最高且成果最可靠的方法，但是傳統(tǒng)的大地測量檢測方法也有其弊端存在，傳統(tǒng)的大地測量檢測方法會受到地形等地質(zhì)條件的制約，并不適合實現(xiàn)自動化監(jiān)測。

1.3變形監(jiān)測現(xiàn)代測量方法

1.3.1基于全站儀的變形監(jiān)測

全站儀變形監(jiān)測的技術(shù)優(yōu)勢主要在于它的自動化程度高、精度高、三維監(jiān)測技術(shù)，因此它在變形監(jiān)測中的應(yīng)用范圍非常廣泛。隨著科學技術(shù)的發(fā)展以及研究人員的不斷研究，現(xiàn)如今全站儀正向著智能化的方向發(fā)展，如新研制出的帶馬達驅(qū)動的全站儀在結(jié)合了激光技術(shù)以及CCD技術(shù)之后，可以實現(xiàn)測量過程的全自動化，因此也被業(yè)內(nèi)人士稱為測量機器人。測量機器人可以自動搜索觀測目標，而且在較短時間內(nèi)完成目標點的觀測，測量機器人與測量數(shù)據(jù)處理分析軟件系統(tǒng)相結(jié)合則能夠進一步實現(xiàn)變形監(jiān)測的自動化。

1.3.2基于GPS的變形監(jiān)測

GPS的使用是測量技術(shù)的又一項突破性的變革，GPS具有精度高、實時性、全天候作業(yè)等優(yōu)點，再加上實時動態(tài)測量技術(shù)是以載波相位觀測量為根據(jù)的實時差分GPS測量技術(shù)。GPS與計算機技術(shù)、空間分析技術(shù)進行集成能夠?qū)崿F(xiàn)變形分析的自動化，這樣也能夠?qū)崿F(xiàn)遠程在線網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控，因此很多研究人員致力于實用性強、成本低的GPS的變形監(jiān)測技術(shù)，希望可以推動GPS變形監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用范圍；還有一部分研究人員比較重視研究GPS垂直位移監(jiān)測精度的研究，其研究目的是為了發(fā)揮其測定三維位移的優(yōu)越性。

2　變形監(jiān)測分析

隨著我國變形監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集方法也隨著技術(shù)手段的更新而不斷成熟，但是從監(jiān)測數(shù)據(jù)的實際信息情況來看，變形監(jiān)測技術(shù)依舊是變形監(jiān)測領(lǐng)域所關(guān)注的重點。在對變形監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理的時候，研究人員希望通過適當?shù)姆椒▉硖崛〕瞿軌蛘鎸嵎从匙冃误w變形規(guī)律的有效信息，這也能夠為工程設(shè)計以及災(zāi)害的防治提供強有力的科學依據(jù)。

3　變形分析與預(yù)報的數(shù)學模型

變形分析建模主要是運用數(shù)學模型來模擬、揭示變形體的變形規(guī)律，其最終目的在于理解和預(yù)測變形體的動態(tài)變形規(guī)律。變形分析模型會根據(jù)分析目的的不同，分為幾個分析模型和物理分析解釋模型。比如FIG變形分析專門委員會就對其進行了變形模型的分類，如圖1所示。

圖1　變形模型分類Fig.1 Deformationmodelclassification

4　結(jié)語

工程變形監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展是隨著我國工程建筑物的發(fā)展而發(fā)展的，其發(fā)展方向主要是通過多傳感器的集成系統(tǒng)，對變形體進行一個實時的動態(tài)監(jiān)測，從而進一步實現(xiàn)了內(nèi)外業(yè)的一體化，自動化的數(shù)據(jù)處理，智能化的監(jiān)測，再加上數(shù)字化的輸出結(jié)果和可視化的監(jiān)測信息，使得工程變形監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展前景越來越好。當前，我國已經(jīng)開展了工程安全監(jiān)測等方面的工作，除此之外，利用現(xiàn)代化的系統(tǒng)作為指導(dǎo)標準，對于變形分析與預(yù)報來說也是一個非常好的研究方向，這一方向會涉及很多非線性學科的內(nèi)容，比如信息論、控制論、突變論、分形、混沌理論、系統(tǒng)論，等等。人們在對自然災(zāi)害的預(yù)測預(yù)報研究上，已經(jīng)開始運用突變理論進行滑坡危險性的預(yù)測。

總地來講，隨著現(xiàn)代化測量技術(shù)的發(fā)展以及計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的提高，各種新的理論和方法都為變形分析和變形預(yù)報提供了有效的技術(shù)支持。

［1］李忠仁.高層建筑的變形監(jiān)測［C］//重慶市測繪學會第三屆優(yōu)秀論文評選獲獎?wù)撐聂?005-2006年度學術(shù)交流會論文選編.2008.

［2］張雷，李立新，劉益瓏.預(yù)應(yīng)力管樁(PHC)施工監(jiān)測及施工優(yōu)化［C］//全國巖土與工程學術(shù)大會論文集（上冊）.2003.

［3］陳佳佳，陳偉清.工程建筑變形監(jiān)測及數(shù)據(jù)處理方法探討［C］//全國測繪科技信息網(wǎng)中南分網(wǎng)第二十四次學術(shù)信息交流會論文集.2010.

［4］賀國元，張澤淵，史芳.門架雙樁——錨桿技術(shù)在基坑支護中的應(yīng)用［C］//全國巖土與工程學術(shù)大會論文集（下冊）.2003.

［5］邱冬煒.熱力管線穿越地鐵隧道工程變形監(jiān)測［C］//中國測繪學會第九次全國會員代表大會暨學會成立50周年紀念大會論文集.2009.

Research summary on deformation monitoring technology of engineering works

LUYi-shuang
(TBEA Shenyang Electric Power Survey anDDesign Co.,Ltd.,Shenyang110026,China)

The deformation monitoring technology anDmethods are developeDfromtraditional,singlemonitoringmode to three-dimensional crossmarket spacemode,since the emergence of the network technology,some high-tech equipment also appears in the deformation monitoring,such as high-precision measuring instruments,three-dimensional laser scanning technology anDso on.The introduction of these technicalmeanshasattracteDconcern anDattention of themajority of researchers,which noWhasbecome very commonmodernmethodsofdeformationmonitoring.

Engineering works;Deformation monitoring technology;Traditional grounDmonitoring method;Modern automaticmonitringmethod

TU196

A

1674-8646（2016）03-0146-02

2016-01-19