变形监测技术与应用复习思考题Word文档下载推荐.docx
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渗流监测的主要内容有哪些？
渗流监测主要包括地下水位监测、渗透压力监测、渗流量监测等。
对于水工建筑物，还要包括扬压力监测、水质监测等。
应力、应变监测的主要内容有哪些？
应力、应变监测的主要项目包括：
混凝土应力应变监测、锚杆（锚索）应力监测、钢筋应力监测、钢板应力监测、温度监测等。
什么变形监测的周期？
变形监测的时间间隔称为观测周期，即在一定的时间内完成一个周期的测量工作。
观测周期与工程的大小、测点所在位置的重要性、观测目的以及观测一次所需时间的长短有关。
变形监测系统设计应遵循哪几个原则？
（1）针对性。
要根据工程特点及关键部位综合考虑，统筹安排，做到目的明确、实用性强、突出重点、兼顾全局；
（2）完整性。
对监测系统的设计要有整体方案，它是用各种不同的观测方法和手段，通过可靠性、连续性和整体性论证后，优化出来的最优设计方案。
（3）先进性。
设计所选用的监测方法、仪器和设备应满足精度和准确度的要求，并吸取国内外的经验，尽量采用先进技术；
（4）可靠性。
观测设备要具有可靠性，特别是监测建筑物安全的测点；
（5）经济性。
监测项目宜简化，测点要优选，施工安装要方便。
变形监测系统设计的主要内容有哪些？
（1）技术设计书。
测量所遵照的规范及其相应规定；
合同主要条款及双方职责等。
（2）有关建筑物自然条件和工艺生产过程的概述。
主要是说明各部分观测的重要性及可能出现的现象的解释。
（3）观测的原则方案。
包括监测工作的重要性、目的、要求等的总体说明。
（4）控制点及监测点的布置方案。
包括监测系统布置图、测量精度要求及说明。
（5）测量的必要精度论证。
对主要监测方法的精度论证，并说明观测中的注意事项。
（6）测量的方法及仪器。
包括仪器的种类、数量、精度等，对于特殊仪器应给出加工图、施工图，以及观测规程。
（7）成果的整理方法及其它要求或建议。
成果的整理一般按照规范的要求执行，对于规范中没有明确规定的内容，应进行详细说明。
（8）观测进度计划表。
主要说明观测所需要的时间及其安排。
（9）观测人员的编制及预算。
变形监测点分哪几类？
各有什么要求？
基准点。
通常埋设在稳固的基岩上或变形区域以外，尽可能长期保存，稳定不动。
工作点。
埋设在被研究对象附近，要求在观测期间保持稳定，其点位由基准点定期检测。
观测点。
直接埋设在变形体上，能反映建筑物的变形特征，一般埋设在建筑物内部。
第2章沉降监测技术
简述沉降监测的定义。
对监测点高程变化量的测量工作称之，沉降监测又称垂直位移监测。
一般用“+”表示下沉，用“-”时表示上升。
建筑物沉降产生的原因主要有哪些？
与地基的土力学性质和地基的处理方式有关；
与建筑物基础的设计有关；
与建筑物的上部结构有关，即与建筑物基础的荷载有关；
施工中地下水的升降对建筑物沉降也有较大的影响。
沉降监测的基准点标通常有哪几种形式？
普通混凝土标；
地面岩石标；
浅埋钢管标；
井式混凝土标；
深埋钢管标；
深埋双金属标。
沉降监测的主要方法有哪几种？
精密水准测量；
精密三角高程测量；
液体静力水准测量；
GPS测量。
简述液体静力水准测量的基本原理。
液体静力水准测量也称为连通管测量，是利用相互连通的且静力平衡时的液面进行高程传递的测量方法。
液体静力水准仪有哪几部分组成？
液体静力水准仪种类较多，但总体上由三部分组成，即液体容器及其外壳、液面高度量测设备和沟通容器的连通管。
液体静力水准测量的主要误差有哪些？
连通管中液体不能残存气泡，否则测量结果将有粗差；
液体静力水准仪零点差；
温度差影响；
气压差影响；
液面到标志高度量测误差；
液体蒸发影响；
液体弄脏影响；
仪器搁置误差；
仪器倾斜误差影响；
仪器结构变化影响等。
常用的监测点标志有哪些形式？
盒式标志；
窨井式标志；
螺栓式标志。
在进行沉降监测时，应做到哪几个固定？
其作用是什么？
整个监测期间，最好能固定监测仪器和监测人员，固定监测路线和测站，固定监测周期和相应时段。
其主要作用是消除测量过程中的某些系统性误差。
影响三角高程测量精度的主要误差有哪些？
如何减弱其影响？
主要误差来源有天顶距测量误差、距离测量误差、仪器高和目标高的量测误差、大气垂直折光的影响等。
其中大气垂直折光的影响最为显著，一般采用对向观测或加入折光系数改正等方法来减弱其影响。
第3章水平位移监测
简述水平位移的含义及其监测原理。
建筑物的水平位移是指建筑物的整体平面移动。
产生水平位移的原因主要是建筑物及其基础受到水平应力的影响而产生的地基的水平移动。
设建筑物某个点在第k次观测周期所得相应坐标为Xk、Yk，该点的原始坐标为X0、Y0，则该点的水平位移δ为：
水平位移测量的常用方法有哪些？
大地测量法，包括：
三角测量法观测、交会法观测、精密导线测量、全站仪观测等；
基准线测量，包括：
视准线测量、引张线测量、垂线测量、激光准直测量等。
另外，还有一些专门的测量方法，如：
GPS测量、多点位移计测量、摄影测量、遥感测量、光纤测量等。
交会法进行水平位移监测有哪些特点？
主要包括测角交会、测边交会和后方交会三种方法。
该方法具有观测方便、测量费用低、不需要特殊仪器等优点，特别适用于人难以到达的变形体的监测工作。
该方法的主要缺点是测量的精度和可靠性较低，高精度的变形监测一般不采用此方法。
简述自动极坐标差分处理的基本原理。
每一个测量周期均按极坐标的方法测量工作基点和变形测点的斜距、水平角和垂直角，将监测站点至具有气象条件代表性参照的工作基点测量值与其初始值相比，求得差值。
由于变形观测采用同样的仪器和作业方法，并且工作基点均埋设在基岩上，可以认为工作基点是稳定的，故将这一差值看作是受大气压力、温度及仪器等各种因素影响的结果。
变形监测点的测值按照工作基点的测值进行差分处理。
简述视准线及其测量特点。
视准线法是基准线法测量的方法之一，它是利用经纬仪或视准仪的视准轴构成基准线，通过该基准线的铅垂面作为基准面，并以此铅垂面为标准，测定其他观测点相对于该铅垂面的水平位移量的一种方法。
视准线法所用设备普通，操作简便，费用少，是一种应用较广的观测方法。
该方法受多种因素的影响，如：
照准精度、大气折光等，操作不当时，误差不容易控制，精度会受到明显的影响。
简述引张线及其测量特点。
所谓引张线，就是在两个工作基点间拉紧一根不锈钢丝而建立的一条基准线。
以此基准线对设置在建筑上的变形监测点进行偏离量的监测，从而可求得各测点水平位移。
引张线法是精密基准线测量的主要方法之一，其设备简单，测量方便，速度快，精度高，成本低，在我国得到了广泛的应用。
有浮托引张线主要有哪些部件构成？
主要包括端点装置、测点装置、测线及其保护管。
端点装置可采用一端固定、一端加力的方式，也可采用两端加力的方式。
加力端装置包括定位卡、滑轮和重锤，固定端装置仅有定位卡和固定栓。
测点装置包括水箱、浮船、读数尺、底盘和测点保护箱。
有浮托引张线主要存在哪些问题？
回避了引张线观测前的检查和调整工作，在自动观测时不能确定测线是否处于正常工作状态；
忽略了测回间对测线进行拨动的程序要求，不能有效地检验和消除浮托装置所引起的测线复位误差；
浮液长期不进行更换，浮液被污染或变质，增加了对浮船的阻力，增大了测线的复位误差。
引张线测量系统的误差主要有哪些？
包括观测误差和外界条件的影响两个方面。
观测误差与所用的观测仪器、作业方法、观测人员的熟练程度等因素有关。
除测点观测误差外，还取决于系统的复位误差。
在引张线观测时，由于风的作用，可能会使测线产生明显的偏离，从而产生明显的观测误差。
垂线有哪些形式？
各有什么作用？
垂线有两种形式：
正垂线和倒垂线。
正垂线一般用于建筑物各高程面处的水平位移监测、挠度观测和倾斜测量等。
倒垂线大多用于岩层错动监测、挠度监测，或用作水平位移的基准点。
正垂线装置的主要部件有哪些？
主要包括：
悬线设备、固定线夹、活动线夹、观测墩、垂线、重锤及油箱等。
正垂线观测中的误差有哪些？
主要有夹线误差、照准误差、读数误差、对中误差、垂线仪的零位漂移和螺杆与滑块间的隙动误差等。
倒垂线装置的主要部件有哪些？
包括孔底锚块、不锈钢丝、浮托设备、孔壁衬管和观测墩等。
倒垂线测量的误差有哪些？
主要来源于浮体产生的误差、垂线观测仪产生的误差、外界条件变化产生的误差。
从倒垂设备本身的误差而言，主要有垂线摆动后的复位误差、浮力变化产生的误差、浮体合力点变动而带来的误差。
倒垂测量中，还会因仪器的对中、调平、读数和零位漂移等因素使测量结果产生误差。
激光准直测量如何进行分类？
按照其测量原理可分为直接测量和衍射法准直测量两种，按照其测量环境可分为大气激光准直和真空激光准直。
波带板大气激光准直系统有哪几部分组成？
主要由激光器点光源、波带板和接收靶三部分组成。
简述真空管激光准直系统的组成。
分为激光准直系统和真空管道系统两部分。
激光准直系统包括：
激光点光源、波带板及其支架和激光探测仪组成。
真空管道系统包括：
真空管道、测点箱、软连接段、两端平晶密封段、真空泵及其配件。
第4章建筑物内部监测
建筑物内部监测的主要项目有哪些？
监测项目主要包括：
位移监测、应力/应变监测、温度监测、渗流监测和挠度监测等。
建筑物内部位移监测有哪些内容？
内部位移观测包括分层沉降观测、分层水平位移观测和界面位移观测。
分层沉降观测主要方法有哪些？
电磁式沉降仪观测、干簧管式沉降仪观测、水管式沉降仪观测、横臂式沉降仪观测和深式测点组观测。
分层水平位移观测的常用方法有哪些？
一般采用测斜仪及引张线式位移计，有条件时，也可采用正、倒垂线进行观测。
界面位移如何进行观测？
可采用振弦式位移计及电位器式位移计进行观测。
测斜仪有哪几部分构成？
测斜仪一般由测头、导向滚轮、连接电缆及测读设备等部分组成。
简述深式测点组进行分层沉降观测的基本原理。
在需要观测的位置预埋测点标志，并将标志接伸到建筑物的表面，这样，多个标点就形成了一个标点组，每次观测各个标头高程，即可知道各测点的沉降情况。
简述水管式沉降仪的构造及用途。
用于测量建筑物内部沉降的一种常用测量仪器，该仪器由沉降测头、连通水管、排水管、通气管、保护管、观测台、充水排气设备等构成，常用于土石坝、河堤等土工建筑物的沉降监测。
简述应力应变监测的作用。
通过应力应变监测，了解建筑物应力的实际分布，寻求最大应力的位置、大小和方向，真正掌握建筑物的实际强度安全程度。
利用应力应变的观测成果，可以改进设计，验证新的设计方法和建筑物的设计形态。
地下水位监测一般采用哪些方法？
地下水位观测是水利、采矿、能源、交通以及高层建筑等工程中进行安全监测的主要项目之一。
目前，国内地下水位观测一般采取在透水层埋设测压管，通过人工或利用水位传感器进行观测，也可通过专门的观测井进行观测。
简述渗流量监测的主要内容。
渗流量观测包括渗漏水的流量及其水质观测。
水质观测中包括渗漏水的温度、透明度观测和化学成分分析。
简述渗流量监测的几种常用方法和使用场合。
根据渗流量的大小和汇集条件，可选用如下几种方法进行观测：
（1）当流量小于1L/s时宜采用容积法；
（2）当流量在1～30L/s之间时宜采用量水堰法。
（3）当流量大于300L/s或受落差限制不能设置水堰时，应将渗漏水引入排水沟中，采用测流速法。
什么是挠度观测？
测定建筑物受力后挠曲程度的工作称为挠度观测。
建筑物在应力的作用下产生弯曲和扭曲，弯曲变形时横截面形心沿与轴线垂直方向的线位移称为挠度。
挠度观测一般采用哪些方法？
对于直立高大型建筑物，其挠度的观测方法是测定建筑物在铅垂面内各不同高程点相对于底部的水平位移值。
高层建筑物通常采用前方交会法测定。
对内部有竖直通道的建筑物，挠度观测多采用垂线观测。
简述裂缝监测的目的和内容。
裂缝观测的主要目的是查明裂缝情况，掌握变化规律，分析成因和危害，以便采取对策，保证建筑物安全运行。
对建筑物产生的裂缝应进行位置、长度、宽度、深度和错距等的定期观测，对建筑物内部及表面可能产生裂缝的部位，应预埋仪器设备，进行定期观测或临时采用适宜方法进行探测。
裂缝监测的主要方法有哪些？
测微器法：
包括单向测缝标点和三向测缝标点，主要用于测量表面裂缝的宽度和错距。
单向测缝标点：
一般用于测量裂缝的宽度，在实际应用中，可根据裂缝分布情况，对重要的裂缝，选择有代表性的位置，在裂缝两侧各埋设一个标点。
三向测缝标点：
有板式和杆式两种，目前大多采用板式三向测缝标点。
测缝计：
可分为电阻式、电感式、电位式、钢弦式等多种。
超声波检测：
就是以超声波为媒介，获得物体内部信息的一种方法。
简述土工建筑物表面裂缝观测方法。
对全部裂缝或若干主要裂缝区的裂缝进行观测。
在观测范围内，以土坝、土堤等建筑物的轴线为基准线，可按堤坝桩号和距轴线的距离，画出坐标方格，逐格量测缝的分布位置和沿走向的长度。
裂缝宽度可在两侧设带钉头的小木桩作标点进行量测。
裂缝错距可作刻度尺直接量测。
裂缝深度，可选定若干适当位置，进行坑探、槽探或井探。
探测前，最好从缝口灌入石灰水，以便观察缝迹。
简述土工建筑物内部裂缝观测方法。
对于土工建筑物内部或表面可能发生裂缝的部位，可在施工时埋设土应变计或改装的测缝计进行定期观测。
在已成土工建筑物上，除可利用上述探测缝深的各种方法外，也可使用对堤坝隐患进行探测的有关方法进行探测，还可利用变形观测资料进行初步分析判断，从而有目的地进行探测。
简述混凝土建筑物表面裂缝观测方法。
对于混凝土建筑物，首先应根据情况，确定观测范围。
裂缝分布位置和长度可仿照土工建筑物的量测办法进行量测。
裂缝深度，除可用细铁丝等简易办法探测外，常采用超声波探伤仪进行探测，也可采取逐步钻孔进行压气或压水试验办法探测。
裂缝宽度，除可用读数放大镜直接观测外，常在缝两侧设金属标点，用游标卡尺量测，或将差动式电阻测缝计的两端分别固定在缝的两侧，用电阻比电桥或其他检测仪器观测或自动遥测。
对于贯穿性裂缝的错距，可在缝的两侧设三向测缝标点进行三个方向的量测。
简述混凝土建筑物内部裂缝观测方法。
对于大体积混凝土内部或表面预计可能发生裂缝的部位，可在施工时埋设裂缝计（差动式电阻测缝计连接加长杆而成）定期进行观测。
在已竣工工程上，可采用上述探测缝深的办法进行探测。
简述光纤传感器的优点。
灵敏度高、耐腐蚀、电绝缘、防爆性好、抗电磁干扰、光路可扰曲、易于与计算机连接、便于遥测等，而且结构简单、尺寸小、质量轻、频带宽，可进行温度、应变、压力等多种参数的分布式测量。
第5章GPS在变形监测中的应用
简述GPSRTK实时监测系统的组成和功能。
主要由GPS基准站、GPS监测站、光纤通信链路和数据处理与监测中心等部分组成，而数据处理与监测中心主要由工作站、服务器和局域网组成。
基准站将接收到的卫星差分信息经过光纤实时传递到监测站，监测站接收卫星信号及GPS基准站信息，进行实时差分后，可实时测得站点的三维空间坐标。
简述GPSRTK实时监测系统各部分的功能。
（1）GPS基准站，输出差分信号和原始数据，基准站应设在测区内地势较高，视野开阔，且坐标已知的点上。
（2）GPS监测站，输出RTK差分结果和原始数据。
（3）工控机，采集GPS流动站的原始数据和RTK差分结果，向GPS流动站发送控制命令。
通过切换开关控制共享、分配器的工作。
（4）服务器，运行数据库，处理工控机发送来的数据供工作站显示和分析。
（5）远程控制器，远程启动和复位GPS监测站。
（6）共享、分配器，把差分信号由1路分成多路，每路差分信号和对应的控制命令通过切换开关共享一路。
（7）局域网，网络包括调制解调器、光纤、集线器和网线等，提供数据库存取和文件操作的通道。
简述一机多天线系统设计的原则。
（1）先进性，即选用的仪器设备性能应是当今世界上最先进的，系统结构先进，反应速度快，监测精度必须达到相应的国家规范要求。
（2）可靠性，即系统采集的GPS原始数据必须完善、正确；
数据传输网络结构可靠，传输误码率低；
数据处理、分析结果必须准确；
整个系统故障率低。
（3）自动化，即从数据采集、传输到分析、显示、打印、报警等实现全自动化。
（4）易维护，即系统中各监测单元互相独立，并行工作。
系统采取开放式模块结构，便于增加、更新、扩充、维护。
（5）经济性，即在保证先进、可靠、自动化程度高的前提下，采取各种有效方法，力求功效高、成本低。
简述GPS一机多天线监测系统的组成。
包括控制中心、数据通信、多天线控制器和野外供电系统等4部分组成。
第6章自动化监测技术
自动化监测主要有哪几种形式？
三种形式：
第一种是数据处理自动化，俗称“后自动化”；
第二种是实现数据采集自动化，俗称“前自动化”；
第三种是实现在线自动采集数据，离线资料分析，俗称“全自动化”。
自动化监测的主要内容有哪些？
自动化监测主要包括数据采集的自动化、数据传输的自动化、数据管理的自动化和数据分析的自动化等内容。
对于自动化监测系统一般有哪些功能？
（1）数据采集功能；
（2）掉电保护功能；
（3）自检、自诊断功能；
（4）现场网络数据通讯和远程通讯功能；
5）防雷和抗干扰功能；
（6）数据管理功能；
（7）数据分析功能。
自动化监测系统在性能上有哪些要求？
（1）采样时间应有一定的限制，具体时间可根据工程实际情况确定；
（2）测量的周期可根据工程的实际需要调整，在特殊情况下，可实现加测、补测等；
（3）自动化监测系统应建立监控室，用于对整个系统的控制和数据管理；
（4）系统可采用交流电作为工作电源，其工作电压为220V；
（5）系统应有较高的可靠性，系统的故障率应低于5%，并能稳定可靠地工作；
（6）数据采集装置的测量精度应满足有关规范和工程实际需要的要求，因此，应在精度、量程、稳定性、可靠性等方面选择合适的数据采集装置。
自动化监测系统的设计原则有哪些？
（1）适应性：
根据建筑物所处的环境条件、建筑结构和运行工况的不同，在设计监测自动化系统时应有较强的针对性；
（2）经济性：
系统建设的造价应经济、合理，采用性价比高的仪器设备；
（3）准确性：
系统的测量数据应准确，精度满足相关规范的要求，在更换零部件时不影响数据的连续性；
（4）可靠性：
监测设备选型应优先考虑选用技术先进、成熟、通过多个现场环境长期考核、质量合格的产品；
（5）开放性和通用性：
系统应具有良好的开放性和兼容性；
（6）统一性：
数据采集系统和信息管理系统应相互兼容，即使采用不同的数据采集子系统，也应能实现监测信息的统一管理。
自动化监测系统主要有哪几种布置形成？
三大基本形式：
集中式监测系统、分布式监测系统和混合式监测系统。
简述集中式监测系统及其特点。
集中式系统是将传感器通过集线箱或直接连接到采集器的一端进行集中观测，在这种系统中，不同类型的传感器要用不同的采集器控制测量，由一条总线连接，形成一个独立的子系统。
集中式监测系统的高技术部件均集中在机房，工作环境好，便于管理，系统重复部件少，相对投资也较少，但系统传输的是模拟量，易受外界干扰，系统风险集中，可靠性不高，技术复杂，电缆用量大，维护不便。
简述分布式监测系统及其特点。
分布式系统是把数据采集工作分散到靠近较多传感器的采集站（测控单元）来完成，然后将所测数据传送到主机。
这种系统要求每个观测现场的测控单元应是多功能智能型仪器，能对各种类型的传感器进行控制测量。
分布式监测系统传输的是数字量，传输距离长，精度高，风险分散，可靠性高，技术简单，电缆用量小，布置灵活，观测速度快，但系统重复部件多，投资相对较大。
简述混合式监测系统及其特点。
混合式是介于集中式和分布式之间的一种采集方式。
它具有分布式布置的外型，而采用集中方式进行采集的系统。
以此种方式适应于大规模、测点数量多，相对集中的监控系统。
MCU有哪些部件构成？
MCU是分布式数据采集网络的节点装置，由密封机箱、智能控制模块CPU电路板、电源模块电路板、各测量模块电路板和加热模块电路板等构成。
MCU的主要功能有哪些？
（1）控制功能：
中央控制方式的巡测或选测、自动控制方式的巡测、在CCU出现故障线路故障或断电情况下，自动利用自备电源继续实现定时测量等功能。
（2）测量功能：
根据控制程序自动对所接入的传感器进行巡测或选测。
（3）计时和定时功能：
设置的实时时钟电路，可供用户查询和修改时间，或设定起始测量时间和测量时间间隔。
（4）通讯功能：
可与中央控制装置或笔记本电脑实现双向通讯。
（5）供电功能：
MCU的备用电源，能在外部电源中断的情况下自动投入工作，平时则处于浮充状态。
（6）雷电保护：
在电源、通讯和传感器接口的入口处均设有防雷保护电路，以防止感应雷电流对内部电路造成损坏，保证MCU长期可靠地工作。
第7章监测资料的整编与分析
简述监测资料整编及其目的。
对观测资料进行汇集、审核、整理、编排，使之集中、系统化、规格化和图表化，并刊印成册称为观测资料的整编。
其目的是便于应用分析，向需用单位提供资料和归档保存。
简述监测资料分析及其目的。
对工程及有关的各项观测资料进行综合性的定性和定量分析，找出变化规律及发展趋势称为观测资料分析。
其目的是对工程建筑物的工作状态做出评估、判断和预测，达到有效地监视建筑物安全运行的目的。
平时资料整理工作的主要内容有哪些？
（1）适时检查各观测项目原始观测数据和巡视检查记录的正确性、准确性和完整性。
（2）及时进行各观测物理量的计（换）算，填写数据记录表格。
（3）随时点绘观测物理量过程线图，考察和判断测值的变化趋势，如有异常，应及时分析原因。
（4）随时整理巡
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