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变形监测数据处理复*资料

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立身以立学为先,立学以读书为本 变形监测复*资料 2010-06-23 21:38:30| 第一章 引论 分类: 测绘行业 阅读 160 评论 0 字号:大中小 订阅 1. 变形监测的意义、内容与目的 基本概念: 变形是自然界的普遍现象,它是指变形体在各种荷载作用下,其形状、大小及位置在时空域 中的变化 变形监测就是利用测量与专用仪器和方法对变形体的变形现象进行监视观测的工作 变形体的范畴:全球性变形研究(空间大地测量) 、区域性变形研究(GPS) 、工程和局部性 变形研究(地面常规测量技术、地面摄影测量技术、特殊和专用的测量手段、以及以 GPS 为主的空间定位技术) 外部变形观测:对于混凝土坝,以混凝土重力坝为例,由于水压力、外界温度变化、坝体自 重等因素的作用, 其主要观测项目主要为垂直位移、水*位移以及伸缩缝的观测,这些内 容通常称为外部变形观测。 内部观测:为了了解混凝土坝结构内部的情况,还应对混凝土应力、钢筋应力、温度等进行 观测,这些内容通常称为内部观测。 水*位移观测:主要包括在同一高程面上不同点位在垂直于建筑物轴线方向的水*位移,在 同一铅垂线上的不同高程面上的水*位移,及任意点在任意方向上水*位移。 1) 变形监测的内容 变形监测的内容 1)工业与民用建筑物:主要包括基础的沉陷观测与建筑物本身的变形观测 2)水工建筑物:对于土坝,其观测项目主要为水*位移、垂直位移、渗透以及裂缝观测。 3) 地面沉降: 对于建立在江河下游冲积层上的城市, 由于工业用水需要大量地吸取地下水, 而影响地下土层的结构,将使地面发生沉降现象。对于地下采矿地区,由于在地下大量的采 掘,也会使地表发生沉降现象 2) 变形监测的目的和意义 变形监测的目的和意义 : 具有实用上的意义, 主要是掌握各种建筑物和地质构造的稳定性, 立身以立学为先,立学以读书为本 为安全性诊断提供必要信息,及时发现问题,以便采取措施;具有科学上的意义,包括更好 地理解变形的机理,验证有关工程设计的理论和地壳运动的假说,进行反馈设计,以及建立 有效的变形预报模型。 2. 变形监测技术及其发展 1) 变形信息获取方法的选择决定因素 变形体的特征、变形监测的目的、变形大小和变形速度等因素。 2) 地表变形监测方法 常规地面测量方法(测量机器人) 、地面摄影测量技术、光机电的组合(光纤传感器测量系 统) ,GNSS 3) Gps 周期性变形监测和连续性变形监测 GPS 用于变形监测的作业方式可划分为周期性和连续性两种模式 周期性变形监测与传统的变形监测网没多大区别, 以静态相对定位为主, 一般采用事后处理 模式 连续性变形监测指的是采用固定监测仪器进行长时间的数据采集, 获得变形数据序列。 可采 用静态相对定位和动态相对定位 3. 变形分析的内涵及其研究进展 1) 变性分析的内涵:从错综复杂的变形现象中找出其内在规律性。 2) 变形的几何分析与物理解释 变形的几何分析是对变形体的形状和大小的变形作几何描述, 其任务在于描述变形体变形的 空间状态和时间特性。 变形物理解释的任务是确定变形体的变形和变形原因之间的关系, 解 释变形的原因 变形几何分析:参考点的稳定性分析, 观测值的*差处理和质量评定, 变形模型参数估计 变形模型参数估计: 直接法是直接用原始的重复观测值之差计算应变分量或它们的变化率; 位移法是用各测点坐标的*差值之差计算应变分量。 立身以立学为先,立学以读书为本 3) 变形的统计分析法、确定函数法与混合模型法 统计分析法:以回归分析模型为主,是通过分析所观测的变形(效用量)和外因(原因量) 之间的相关性,来建立荷载-变形之间的关系的数学模型,它具有后验的性质,是目前应用 比较广泛的变形成因分析法。 确定函数法:以有限元法为主,它是在一定的假设条件下,利用变形体的力学性质和无力相 知, 通过应力与应变关系建立荷载与变形的函数模型, 然后利用确定函数模型预报在荷载作 用下变形体可能的变形。具有先验的性质,比统计模型物理意义明确,但计算工作量较大, 并对用作计算的基本资料有一定的要求。 混合模型法: 对于那些与效用量关系比较明确的原因量 (如水质分量) 用有限元法德计算值, 而对于另一些与效用量关系不是很明确或采用相应的物理理论计算成果难以确定他们之间 函数关系的原因量则仍采用统计模型,然后与实际值进行拟合而建立的模型 4) 变形分析的发展 1.数据处理与分析将向自动化、智能化、系统化、网络化方向发展,更注重时空模型和时频 分析(尤其是动态分析)的研究,数字信号处理计算将会得到更更好的应用 2.会加强对各种方法和模型的实用性研究,变形监测软件的开发不会局限于某一固定模式, 随着变形监测技术的发展,变形分析新方法研究将会不断涌现。 3.由系统论、控制论、信息论、耗散结构论、相同论、突变论、分形与混沌动力学所构成的 系统科学与非线性科学的应用将得到加强 4.几何变形分析和无力解释的综合研究将深入发展,以知识库、方法库、数据库和多媒体库 为主体的安全监测专家系统的建立时未来发展的方向, 第二章 数理统计的有关理论 随机过程:通常把自变量为时间 t 的随机函数叫做随机过程 随机函数:对于自变量的每一个给定值,它是一个随机变量,这种函数就叫做随机函数 随机过程的作用: 可以对几何量和物理量进行动态实时检测, 能够进一步分析动态监测中的 特殊现象(运动速度,频率响应。幅值) 。 随机过程的特征量:概率密度函数; 均值、方差和均方值 ;自相关函数 ;谱密度函数 立身以立学为先,立学以读书为本 自相关函数:除均值和方差外,用另一特征量反映随机过程内不同时刻之间的相关程度,这 种特征量就叫做自相关函数 *稳随机过程: 若随机过程 x(t), 的所有特征量与 t 无关, 即其特征量不随 t 的推移而变化, 则称 x(t)为*稳随机过程 各态历经随机过程: 从单个观测得到的时间经历来求特征量的*稳过程称为各态历经随机过 程 第三章



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