变形监测试题库.docx

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变形监测试题库

一、名词解释

1.变形：

变形是指变形体在各种载荷的作用下，其形状大小及位置在时空域中的变化

2变形监测：

从基准点出发，定期地测量观测点相对于基准点的变化量，从历次观测结果比较中了解变形随时间发展的情况。

3测量机器人：

是一种能代替人进行自动搜索跟踪辨识和精确照准目标并获取角度距离三维坐标以及影响等信息的智能型电子全站仪。

4基坑回弹观测：

深埋大型基础在基坑开挖后，由于基坑上面的荷重卸除，基坑底面隆起，测定基坑开挖后的回弹量。

5连续变形：

当地表移动过程在时间和空间上具有连续渐变的性质，且不出现台阶状大裂缝，漏斗塌陷坑等突变现象

6边界角：

在主断面上，地表盆地边界点和采区边界的连线与水平线在煤柱一侧所夹的锐角

7下沉系数：

反映充分采动条件下地表最大下沉值与采厚关系的一个量度

8测点观测：

观测点相对工作基点的变形观测

9变形网：

由基点和工作基点组成的网

10垂直位移：

变形体在垂直方向上的变形（沉降沉陷）

11观测点：

在变形体上具有代表性的点。

12变形分析：

对野外观测所得到的数据进行科学的整理分析，找出真正变形信息和规律的过程。

13水平位移：

变形体在水平面上的位移，是不同时间内平面方向与距离方向，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

14.基点观测：

工作基点相对于基点的变形观测。

3．基准点：

通常埋设在稳固的基岩上或变形区域以外

15．挠度：

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。

16．变形观测周期：

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

17、液体静力水准：

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

18、奇异值：

与前面变形规律不同，但不一定是错误的观测值，所以接受

19、回归分析：

从数理统计的理论出发，对建筑物的变形量与各种作用因素的关系，在进行了大量的实验和观测后，仍然有可能寻找出它们之间的一定的规律性，这种处理变形监测资料的方法即叫回归分析

三、简答题

1、简述灾害的表现形式有哪些？

全球性的地极移动、地壳的板块运动及区域性的地震、城市地表下沉、矿区采空区的地表沉陷、山体、河岸及矿坑边帮的滑坡、建筑物基础下沉、倾斜、建筑物墙体的裂缝及构件挠曲等都是变形的表现形式。

2、简述变形监测技术的未来方向包括哪几个方面？

全球性变形研究（监测全球板块运动地潮等）、区域性变形研究（地壳形变监测、城市地面沉降）、工程和局部性变形研究（建筑物三维变形、滑坡体的滑动）

3、根据变形观测的目的，变形观测的具体工作是什么？

一是根据变形观测对象、目的设置基准点及观测点。

二是进行多周期的重复观测。

三、进行数据整理、统计分析及预报

4、简要叙述地表下沉能引起建筑物哪些方面的破坏？

地表的均匀下沉只能引起建筑物位置的变化，即建筑物的整体移动。

在开采的实际过程中，整个建筑物完全座落在均匀下沉的情况是很少见的，一般的说，地表均匀下沉对建筑物危害不大，但是，下沉量过大，地下水位很低时，会造成地表积水，下水道排水困难，不仅影响建筑物的使用，而且使其浸泡于水中，降低地基强度，严重时导致建筑物倒塌。

5、叙述地表倾斜能引起建筑物哪些方面的破坏？

地表倾斜，对底面面积小，高度大的建筑物影响较大，地表的倾斜，能使这些建筑物重心发生偏移，引起重力重新分布。

倾斜过大时，建筑物重心因落在基础底面积之外，使其发生折断或倾倒，当时比较少见。

6、简述温度变化对大坝引起的影响？

坝体上下游混凝土温度变化是不同的，例如夏季，坝下游混凝土由于烈日的暴晒，其温度高于高温，但在坝的上游面，大部分混凝土浸在库水面上，其温度低于低温，在冬季，情况恰好相反，这种现象可以使坝体产生季节性摆动，坝体温度变化引起混凝土的收缩与膨胀是坝顶沉陷的主要原因。

7、简述对大坝进行变形观测的内容及相应的观测技术？

坝体的垂直移动，水平移动与挠曲观测。

垂直移动观测主要采用精密水准测量，流体静力连通测量，位移计，GPS等技术；水平移动观测主要采用引张线，激光准直，前方交会，位移计，GPS等技术；挠曲观测主要采用正倒锤线观测系统，另外还应进行裂缝观测及坝体的温度变化，压力变化及浸润线等项观测。

8、如何确定大坝变形观测的频率？

各监测项目使用的仪器参考《大坝建筑物管理标准》执行，根据观测目的的对不同仪器先进行详细研究，设定合适的观测频率，在施工期间，根据混凝土浇筑的进展情况于混凝土的温度计，应变计，应力计等进行观测，特别在浇筑初期应加密观测，在建筑初期，采用便携式读数仪的人工测量为主，而在设定数个小时间隔的测量频率时，需一开始就研究采用自动观测系统，这时观测系统易受环境条件影响，应考虑环境，将来的移动及经济性选定最佳场所。

9、目前对桥梁变形观测的方法有哪些？

一、是大地控制测量方法又称常规测量方法。

二、是特殊测量方法包括倾斜测量和激光准直测量。

三、是地面数字立体摄影测量方法。

四、GPS监测与工业测量方法。

10、叙述产生变形的原因？

答1、地下水的影响2、地下开采的影响3、地震影响4、建筑物的荷重5、其他作用的影响。

11、阐述变形观测的特点：

精度要求高、重复观测、严密的进行数据处理、多学科的配合、责任重大

12、如何采用经纬仪投点法对建筑物进行倾斜观测？

1、测站与观测点的设置2、观测

13、简述大坝变形产生的原因？

1、由于坝体不同高度的水平推力作用而产生挠曲变形2、由于水库水压及坝底扬压力作用，使坝体产生向下游转动而引起变形3、由于水库重力作用使库底变形，而引起坝基向上游动引起变形4、由剪应力对坝底接触带的作用产生的滑动二、坝体的温度变化使坝体产生季节性摆动，坝体温度变化引起混凝土的收缩与膨胀是坝顶沉陷的主要原因三、时效变化施工期与运营期较大，随时间推移而稳定，为不可逆变形。

14、试述GPS变形监测的特点？

1、测站间无需通视2、可同时提供监测点的三维位移信息3、全天候监测4、监测精度高5、操作简便6、易于实现监测自动化7、GPS大地高用于垂直位移测量

15、用摄影测量方法进行变形观测具有哪些优点？

1、外业量少，劳动强度低2、易实现连续监测和自动化的优点

16、桥梁变形产生的原因很多，主要包括哪些因素？

1、自然条件及其变化，即桥墩台地基的工程性质，水文性质中，土壤的物理性质以及地震等。

2、与桥梁本身联系的原因，即作用在桥梁上部结构的静荷载与作用在墩台上的静荷载，墩台与梁的结构形式以及动荷载的作用。

3、勘测、设计、施工以及营运管理不善，也会使桥梁产生额外的的变形。

17、简述变形观测技术主要包括哪些？

1、常规地面测量方法（精密高程测量、角度测量、精密距离测量）2、全球定位系统的应用3、InSAR技术应用于地表变形观测4、GPS-InSAR技术5、三维激光扫描技术应于变形观测6、机载三维激光扫描与成像技术应用于变形观测7、摄影测量方法8、特殊测量手段（准直测量、倾斜测量特殊技术、物理测量）9、光、机、电技术的应用的应用10、综合技术。

18、对工业与民用建筑物进行变形观测时，观测点应布设在哪些位置？

1、框架结构建筑物的每个柱基上设一点2、箱形基本四角，拐角处，高底层建筑物，新旧建筑物及建筑物沉降缝两侧3、基础形式或埋深不同处，不同结构分界处，建筑物宽度大于15米的中点处，内部承重墙柱中横线交叉处4、重型设备基础和动力基础5、电视塔、烟筒、水塔、油罐等其他高耸建筑物，应沿周边基础对称轴的特征点上布点，并不少于四个。

6、需测定挠度的基础某一轴线方向上有代表性位置，一般一条轴线上不少于三个观测点。

19、简述变形观测的目的？

变形观测的目的在于实际应用，即检查各种工程建筑物的地质构造的稳定性，对变形进行几何分析，掌握规律，预测，预报变形，达到安全运营之目的。

20、阐述如何确定变形观测的精度？

变形观测的精度取决于变形观测的目的，对于同一变形观测工程，变形观测点能够达到的精度，除取决于监测网对观测点的测量精度处，也受监测网本身的精度影响。

21、如何采用前方交会法对烟囱进行倾斜观测？

前方交会法用于烟筒几何中心挠度观测时，要将烟筒分成几层，如10米一段，顺着烟筒向上量，用前方交会的方法测算出各层中心坐标，从而得到烟筒几何中心的挠度，实际工作有时不可能将设计的间隔丈量出来。

22、简述利用GPS进行变形观测的特点？

1、测站间无需通视2、可同时提供监测点的三维位移信息3、全天候监测4、监测精度度高5、操作简便6、易于实现监测自动化7、GPS大地高用于垂直位移测量。

23、简述静水压力引起大坝变形的原因？

1、在静水压力的作用下，由于坝体不同高度处不同的水平推力作用，使坝体产生挠曲变形。

2、由于水库水压及坝底扬压力的作用，使坝体产生向下游转动而引起的变形。

3、由于水库水体的重力作用使库底变形，引起坝基向上游游动而引起的变形。

4、由于剪应力对坝底接触带的作用，在静水压力作用下产生滑动。

24、如何对桥梁进行静态挠度观测？

为了测定钢梁的挠曲变形，通常做法是测定每孔（跨）两端点和各节点的高程，以求出各节点相对两端点连线的下垂量，为此需先进行高程控制测量，再进行细部测量。

26、如何进行裂缝观测？

当建筑物多处发生裂缝时，应先对裂缝进行编号，然后分别观测裂缝的位置、走向、长度、宽度等项目。

对于混凝土建筑物上的裂缝位置、走向、长度以及长度的观测，是在裂缝两端用油漆画线作标志，或在混凝土表面绘制方格坐标，用钢尺丈量。

根据裂缝分布情况，可以对重要的裂缝，选择在有代表性的位置上埋设标点。

裂缝观测标点在裂缝两侧的混凝土表面上各埋一个，用游标卡尺定期的测定两个标点之间的变化值，以此来，掌握缝宽的发展情况。

土坝裂缝观测可根据情况对全部裂缝、或选择有代表性的典型裂缝进行观测。

对于裂缝大于5mm，或缝宽虽小于5mm但长度较长或穿过坝轴线的裂缝，弧形裂缝，明显的垂直错缝以及与混凝土建筑物连接处的裂缝，必须进行观测。

27、结合实际谈谈变形监测的作用？

近年来，我国兴建了大量的水工建筑物，这些大坝及其设备在建设与运营过程中，都会产生变形。

严重时会危及大坝的安全，因此，在大坝的施工和运营期间必须对它们进行观测，即变形监测。

1、通过变形监测可确定在各种负载和外力作用下，大坝表面的形状，大小及位置变化的空间状态和时间特征。

为大坝的安全运行，提供最基本的信息资料，以便发现问题并及时采取工程措施，防止事故发生。

2、通过监测资料的分析，可以与设计理论计算结果进行对此，以便建立有效的变形预报模型。

3、通过监测成果的整编与分析，可以对被监测的大坝建立位移变化数字模型，找出影响大坝安全的不利条件，采取措施，从而保障大坝的安全运行。

4、科学、准确、及时地分析和预报工程及大坝变形状况为判断其安全提供必要的信息。

1.变形观测必要精度是如何确定的，试举例说明。

对变形观测的必要精度的需要还要与现实可能性位移量的大小变形发展趋势季节变化以及建筑变形的特点等因素有关。

为了监测建筑物的安全，观测中误差应小于允许变形值的1／10～1／20；为科研目的，观测中误差不超过允许变形值的1／20～1／100。

我国把允许倾斜值的1／20作为观测精度指标。

2.如何提高沉降观测过程中观测精度。

a提高观测仪器精度定时检查仪器

b固定观测人员仪器，选择最佳时间环境观测

c固定水准视线要和以前观测路线相同

d沉降观测依据的基准点基点和被观测物上沉降观测点点位要稳定所观测的环境要一致观测路线程序和方法要固定

e按照国家规范严格执行

3.试论述变形观测的特点？

1.对同一标志进行重复观测得出数据，推理分析出变形规律的过程。

2.精度高误差值与变形值是一个数量值

3.综合数据处理更加严密例如广义平差回归分析函数模型统计监测等方法。

4.结合应用各种观测手段例如水准测量液态静力水准测量导线测量基准线法测量前方交会法5.多学科配合例如摄影测量技术GPS等技术。

1.请谈下变形测量的发展方向

1.观测手段方法更加先进会出现摄影测量和自动化。

2.在数据处理方法上理论更加严密例如广义平差。

3.在计算机上的运用例如观测现场的自动控制自动观测数据自动采集数据处理与分析成果保存。

4.综上所述变形监测以后发展的特点会具有更加连续实时自动化网络监控等特点。

1.基坑监测的主要目的？

2、在变形观测工作中，基准点、工作基点、观测点各起什么作用？

3.基坑监测有哪些几何监测项目？

1、简述引起变形的原因有哪些？

2、变形观测资料的整理内容是什么？

3、民用建筑物变形观测点的布点原则有哪些？

3、民用建筑物变形观测点的布点原则有哪些？

2、简述变形监测网的布设原则。

1．简述目前建筑物基坑变形与沉降监测的技术方法。

（15分）

2．简述D-INSAR技术用于沉降监测的数据处理流程及目前存在的局限性。

（15分）

3.简述煤矿地表移动观测站设计的基本原则、观测方法及数据处理与分析方法。

（15分）

4.简述工程变形监测的特点与技术要求。

（15分）5.举例说明GPS技术在变形监测中的应用。

（15分）

1、工程建筑物产生变形的主要原因，及变形的分类？

通常情况下可以分为静态变形和动态变形，根据变形特征可分为变形体自身的形变和变形体的刚体位移。

按变形速度分类：

长周期，短周期，瞬时形变。

按变形特点分类：

弹性变形和塑性变形

（1）按变形性质可以分为周期性变形和瞬时变形

（2）按变形状态则可分为静态变形和动态变形

原因：

（1）自然条件及其变化：

建筑物地基的工程地质、水文地质、大气温度的变化，以及相邻建筑物的影响等。

（2）与建筑物本身相联系的原因：

如建筑物本身的荷重、建筑物的结构、形式以及动荷载的作用、工艺设备的重量等。

（3）由于勘测、设计、施工以及运营管理方面的工作缺陷，还会引起建筑物产生额外变形。

分类：

2、水平位移监测有哪些主要方法？

大地测量法，基准线法，专用测量法，GPS测量法

3、变形监测方案编制的步骤和主要内容。

1变形监测内容的确定2监测方法，仪器和精度的确定3监测部位和测点布置的确定4监测频率的确定

监测方案编制的步骤

（1）收集监测工作所需的基础技术资料；

（2）现场踏勘，了解掌握周围环境；（3）编制监测方案初稿；（4）会同有关部门（包括甲方、施工方、监理方等）确定各类监测项目和数据的控制基准；（5）监测方案上报审查、修改完善、报批执行。

监测方案的主要内容：

（1）工程概况；

（2）监测工作的目的与意义；（3）监测工作执行的技术标准；（4）监测的具体项目与测量点位的布设（包括图件）（5）各监测项目的观测周期与频率；（6）监测仪器设备、精度，以及具体观测方法；（7）监测人员的配置、分工与工作职责；（8）监测资料的整理、数据处理与变形分析方法；（9）监测工作进度、工期、上报的对象与时限；（10）项目管理与质量控制制度、注意事项及建议等。

5、确定变形监测的频率主要由哪些因素决定？

应遵循什么原则？

（一）因素:

观测的频率取决于变形值的大小和变形速度，同时与观测目的也有关系。

（二）原则:

1.变形监测的频率应以既能系统地反映所测变形的变化过程，又不遗漏其变化的时刻为原则，根据单位时间内变形量的大小及外界因素的影响来确定。

2.当实际观测中发现异常情况时，则应及时相应地增加观测次数。

6、垂线有哪两种形式？

各适用于什么监测工作？

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。

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

7、基准线法主要有哪几种具体观测方法？

各有何优缺点？

主要误差来源？

视准线法，激光准直法，引张线法

视准线法：

所用设备普通，操作简便，费用少，受多种因素影响，操作不当时，误差不容易控制，精度会受明显影响，误差来源，照准精度，大气折光

激光准直：

工程造价和系统维护的费用高，精度明显提高。

误差来源。

大气折光张引线法：

设备简单，测量方便，速度快，精度高，成本低，误差来源：

观测误差，外界条件的影响

8、引张线系统主要由哪些部件构成？

为什么要采用无浮托引张线？

端点装置，测点装置，测线和保护管，减少误差的原因因素，提高引张线的综合精度，简化引张线的观测程序

9、简述变形监测的主要技术和数据处理分析的主要内容。

自动化监测技术，光纤传感监测技术，CT技术，GPS，激光技术，测量机器人技术，渗流热监测技术，安全监控专家系统

主要技术：

（1）地面测量方法：

包括常规几何水准测量、三角高程测量、方向角度测量、距离测量等；

（2）空间测量技术：

包括卫星定位、合成孔径雷达干涉等；（3）摄影测量和地面激光扫描；（4）专门测量手段：

包括激光准直、各类传感器测量和应变计测量等。

数据处理分析：

１．成因分析（定性分析）：

成因分析是对结构本身（内因）与作用在结构物上的荷载（外因），加以分析、研究，确定变形值变化的原因和规律性。

２．统计分析（定量分析）：

根据成因分析的结果和其他相关影响，对实测数据进行统计分析，剔除粗差和系统误差的影响，找出分布规律，从而导出变形值与引起变形的有关因素之间的函数关系。

10．监测标志按其性质和用途分别分为哪几种？

工作性质分类：

（1）平面标志用来构成测量建筑物平面位移的平面控制网。

（2）高程标志则构成观测建筑物沉降或进行垂直位移观测的高程控制网。

用途分类：

（1）变形点又称变形观测点：

直接埋设在所要观测研究的建（构）筑物上，它们和待测建筑物一起移动，以表明建筑物空间位置的变化。

（2）工作基点即测量控制点：

（包括测站点、联系点、检核点和定向点等工作点），仪器安置在工作基点上以测定变形点的平面位置和高程。

（3）基准点：

是变形监测控制网的基础，通常埋设在变形地区之外，便于长期保存和具有很好的稳定性，是建（构）筑物是否产生变形的参照点

（3）基准点：

是变形监测控制网的基础，通常埋设在变形地区之外，便于长期保存和具有很好的稳定性，是建（构）筑物是否产生变形的参照点

11、观测资料的整编工作有哪些？

主要工作是对现场观测所取得的资料加以整理、编制成图和说明，使他们成为可供使用的成果。

其具体内容应包括：

1.校核各项原始记录，检查各观测周期变形观测值的计算是否有错误；2.对各种变形值按时间逐点填写观测数值表、存档或建立数据库;3.绘制各种变形过程线，建筑物（或基础）变形分布图。

变形观测资料整编工作的主要内容是将变形观测值绘制成各种便于分析的图表，包括：

（一）观测点变形过程线，某观测点的变形过程线是以时间为横坐标，以累计变形值（位

移、沉陷、倾斜、挠度等）为纵坐标绘制成的曲线。

观测点变形过程线可直观地反映出变形的趋势、规律和幅度，对于初步判断建筑物的工作情况是否正常是非常有用的。

（二）建筑物变形分布图，常用的变形分布图有：

1．变形值剖面分布图，这种图是根据某一剖面上各观测点的变形值绘制而成的。

分水平剖面图和竖直剖面图，能更直观的反映同一水平上的位移、沉降和挠曲的情况。

2．建筑物（或基础）沉降等值线图，为了了解建筑物或基础的沉降情况，需绘制沉降等值线图，以及建筑物周边地面的等降曲线图。

12、确定变形监测精度的目的和原则？

变形监测的精度，取决于建筑物预计的允许变形值的大小和进行观测的目的。

如何根据允许变形值来确定观测的精度，因其与观测条件和待测建（构）筑物的类型以及观测的目的相关。

13、变形监测资料为什么会存在插补问题？

如何进行插补？

1实测资料出现“断链”；2数据处理方法要求等时间间隔1按内在物理联系进行插补2按数学方法进行插补

线性内插法拉格朗日内插计算多项式曲线拟合周期函数的曲线拟合多面函数拟合

15、以基坑工程为例，试述变形监测的内容，及其可采用的监测方法。

基坑工程施工监测的对象主要为围护结构和周围的环境两大部分组成围护结构包括围护墙。

水平支撑，围檩和圈梁，支柱，坑底土层和坑内地下水等，周围环境包括周围的土层，地下管线，周围建筑和坑外地下水等，各个监测对象包含不同的监测内容，需要使用相应的监测仪器和仪表，

16、以某一工程为例，试述变形监测的内容，并简述变形监测工作的意义。

18、GPS用于变形监测有何优点？

试举一例说明

具有速度快全天候观测，实时，自动化监测等优点，GPS可以用于大坝的动态实时位移监测，振动频率测试和安全运营报答系统P13

19、简述建筑物变形观测资料分析的主要目的和主要内容。

主要目的：

该阶段是分析归纳建筑物变形过程、变形规律、变形幅度、分析变形的原因，变形值与引起变形因素之间的关系，最好能找出它们之间的函数关系表达式，进而判断建筑物的工作情况是否正常。

在积累大量观测数据后，就可以进一步找出建筑物变形的内在原因和规律，从而修正设计的理论以及所采用的各类经验公式等。

具体内容：

１．成因分析（定性分析）２．统计分析（定量分析）20、工民建筑物变形监测点布设的原则？

监测点应埋设在最能反映建筑物沉降的位置，点具有一定的密度

21、高程基准点为何采用双金属标志？

试用公式推导说明双金属标志的原理。

为了避免由于温度变化对标志高程的影响，可设计并埋设双金属标志。

利用钢管和铝管具有不同的温度膨胀系数，在变形监测的同时，测定两管长度的变化差值并加以改正，即可达到消除由于温度变化对标志高程影响的目的。

1变形监测定义及变形监测的目的

是指对被监测的对象或物体进行测量以确定其空间位置几内部形态随时间的变化特征。

目的：

1）分析和评价建筑物的安全状态2）验证设计参数3）反馈设计施工4）研究正常的变形监测规律和预报变形的方法

2变形监测的意义

对于机械技术设备，则保证设备安全、可靠、高效地运行，为改善产品质量和新产品的设计提供技术数据；对于滑坡，通过监测其随时间的变化过程，可进一步研究引起滑坡的成因，预报大的滑坡灾害；通过对矿山由于矿藏开挖所引起的实际变形观测，可以采用控制开挖量和加固等方法，避免危险性变形的发生，同时可以改变变形预报模型；在地壳构造运动监测方面，主要是大地测量学的任务，但对于近期地壳垂直和水平运动以及断裂带的应力积聚等地球动力学现象、大型特种精密工程以及铁路工程也具有重要的意义。

3变形监测的特点及主要内容

1）周期性重复观测2）精度要求高3）多种观测技术的综合应用4）监测网着重于研究电位的变化

内容：

现场巡视；环境监测；位移监测；渗流监测；应力、应变监测；周边监测

4变形监测的精度和周期如何确定，有何依据

精度：

1917年国际测量工作者联合会（FIG）第十三届会议上工程测量组提出：

如果观测的目的是为了使变形值不超过某一允许数值而确保建筑物的安全，则其观测的中误差应小于允许变形值的1/10～1/20；如果观测的目的是为了研究其变形的过程，则其中误差应比这个数小的多。

周期：

变形监测的周期应以能系统反映所测变形的变化过程且不遗漏其变化时刻为原则，根据单位时间内变形量的大小及外界影响因素确定。

6变形监测系统设计的原则

1）针对性2）完整性3）先进性4）可靠性5）经济性

7变形监测系统设计主要内容

1）技术设计书2）有关建筑物自然条