论工程类变形监测目及意义.doc

毕业设计（论文）题 目 论工程类变形监测的目的及意义 学生姓名 王 干 学 号 2010301426 专 业 水利水电建筑工程 班 级 20103014 指导教师 黄莉 评阅教师 黄莉 完成日期 2012年11月04日目 录摘要ABSTRACT第1章 绪论1 1.1引言11.2变形监测的目的以及意义11.2.1变形监测的概念及内容.11.2.2变形监测的意义.11.3变形监测的研究现状及其发展21.4本课题研究的内容以及解决的手段3第2章 变形监测网平差的原理以及方法42.1对秩亏自由网的认识42.1.1 经典自由网的平差42.1.2秩亏自由网的认识.52.1.3秩亏网的特点.62.2秩亏自由网平差的原理72.3秩亏自由网的平差计算以及精度估计72.4自由网参考系S的确定8第3章 基准点的设置及稳定性分析103.1基准点以及观测点的选择与设置.103.1.1建筑变形测量规程对变形点的要求.103.1.2基准点的选择与建立.103.2基准的稳定性分析.123.2.1平均间隙法的基本思想.123.2.2平均间隙法的原理.123.2.3平均间隙法具体的检验过程.133.3平均间隙法的计算流程图.17第4章 变形数据的处理与检核184.1变形数据的处理.184.1.1水平位移观测方法及数据的处理.184.1.2垂直位移观测方法及数据的处理.194.1.3测斜的方法以及数据的处理.204.2变形数据的检核.224.2.1变形数据检核的意义.224.2.2变形数据检核的方法.224.2.3利用数学模型线性回归模型进行资料的检核.22第5章 变形数据处理与检验方法在工程实例中的应用255.1工程的概况255.2监测依据、方法、观测周期255.3监测的数据及处理方法265.4监测数据沉降数据的检核.27第6章 总结及展望.306.1对本文的总结.306.2对未来监测技术的展望.31参考文献32 附图. 33矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。工程类变形监测的目的及意义摘 要 本文首先对变形监测的概念、作用与意义、研究及发展状况进行了介绍；并介绍了可用于变形监测网的平差方法、原理及几种基准的选取；对基准点和观测点的设置加以简要介绍，详细阐述了平均间隙法对不稳定点的搜索；介绍了几种针对不同变形的数据的处理方法以及对数据的检核的方法一元线性回归分析；结合工程实例直观阐述变形数据处理和检验方法的应用，也形象反映了点位的合理的布设，最后总结了本文的优缺点。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。关键词：变形监测；平差；基准稳定；数据分析；数据检核 Engineering deformation monitoring of purpose and meaning残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。AbstractThis paper on the concept of deformation monitoring, the role and significance of research and development were introduced；and on the network can be used for deformation of the adjustment method, principle and the selection of several benchmarks, set up the reference point and observation points is briefed，but elaborated the average gap of instability on the search point; introduced the deformation of several different methods and data processing of data examining the way - a Linear Regression Analysis in Conjunction；with the project deformation data and check processing，introduced the application on visual, also reflect the image of the reasonable point of the set，the paper concluded the advantages and disadvantages.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。Key Words: Deformation Monitoring；Adjustment；Benchmark stability；Data analysis；Data checking彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。工程类变形监测的目的及意义第1章 绪论1.1引言随着全球经济的快速发展，中国高速发展的经济必然要求大力加强基础设施建设的力度，高层建筑、大型水利水电工程、地铁、江河大桥的不断涌现正有力的验证了这一切。特别是中国的南方沿海经济的飞速发展，高层、超高层建筑不断的涌现。目前世界高层建筑前10排名中，亚洲占8幢，中国有6幢，排名第一的台北101大厦，排名第五的上海金茂大厦，排名第6的位于香港的国际金融中心大厦和排名第7第8的分别为广州的中信广场大厦和位于深圳的信兴广场大厦；世界第一的跨海大桥杭州湾跨海大桥、世界最大跨径斜拉桥苏通长江公大桥，南京地铁，这些超大建筑的共同特点都是需要以深基坑为基础。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。深基坑工程具有造价高、施工难度高、面积大、深度大等特点，其稳定性是非常重要的。深基坑是支护体系与周边土体相互结合的多种介质组合的高度复杂的空间系统，施工过程中其体系状态始终处于动态变化之中。现场监测、数据反馈分析、预测控制与决策等是实时掌握基坑稳定性及指导下一步施工的重要手段。近年来，基坑事故时有发生，据不完全统计，一般的发生率约占基坑数的20%左右，有的城市甚至占30%左右，基坑事故的频频发生，造成了重大的经济损失和严重后果。以上海市为例，近十多年来因基坑失稳影响施工的事故已多达上百起，造成经济损失几亿元。因此基坑的变形监测以及监测数据能够准确的反应变形量以指导工程的安全施工十分重要了厦礴恳蹒骈時盡继價骚。1.2变形监测的目的以及意义1.2.1变形监测的概念及内容变形监测是对监视对象或物体（简称变形体）进行测量以确定其空间位置的随时间的变化特征。变形监测又称变形测量或变形观测，它包括全球的变形监测、区域性的变形监测和工程的变形监测。工程变形监测主要包括水平位移、垂直位移监测，偏距、倾斜、挠度、弯曲、扭转、震动、裂缝等的测量，还包括与变形的物理量的监测，如应力、应变、温度、气压、水位等的变形监测1。茕桢广鳓鯡选块网羈泪。1.2.2变形监测的意义变形监测实用上的意义：保障工程安全，监测各种工程建筑物，机器设备以及与工程建设有关的地质构造的变形，及时发现异常变化，对其稳定性、安全性做出判断，以便采取措施处理，防止事故的发生。科学上的意义：积累变形监测的资料，更好的解释变形的机理，验证变形的假说，为研究灾害预报的理论和方法服务检验工程设计的理论是否正确，设计是否合理，为以后修改设计，制定设计规范提供依据1。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。1.3变形监测的研究现状及其发展监测技术方面：在全球性的变形监测方面，主要是全球定位系统（GPS）、甚长基线射电干涉测量（VLBI）、卫星激光测距（SLR）、激光测月技术（LLR）以及卫星重力探测技术。在区域性变形监测方面，GPS成为主要的技术手段，近10年发展起来的对地观测遥感新技术合成孔径雷达干涉测量（InSAR）。在工程和局部性变形监测方面，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GPS为主的空间定位技术得到了较好的应用2。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。变形的几何分析以及数据处理方面：变形的几何分析是对变形体的形状和大小作几何描述，它是通过一定的数据处理方法进行数据的分析研究处理，最后估计出变形模型的参数，其任务在于描述变形体变形的空间状态和时间特征;而变形的物理解释则是由几何分析得到确定的变形模型，其任务是确定变形体的变形和变形原因之间的关系，从而解释变形的原因。目前，国内外进行变形分析的方法很多，主要有多元回归分析方法、时间序列法、灰色系统理论、人工神经网络等3。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。多元回归分析方法作为一种传统的变形分析方法，一直是人们建立变形体变形量与相关因素之间数学关系的常用方法。在工程建筑物的变形分析中可用于建立位移量与某些相关因素间的数学相关关系，建立回归方程。它是一种静态的变形分析方法，它所应用的变形观测数据处理是一种静态的数据处理方法，所建立的模型是一种静态模型。多元回归分析有利于建立变形量与各个不同影响因子之间的关系，所建立的荷载一变形之间关系的数学模型能直接的反映出变形体的变形量与影响因素之间的相关关系，是目前比较广泛的变形成因分析方法2。渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。未来变形监测技术将向多种传感器、数字近景摄影全自动跟踪全站仪和GPS的综合应用，实现实时、连续、高效、自动化、动态的监测。数据处理和分析方面将实现自动化、智能化、系统化、网络化的方向发展，更注重时空模型和动态分析的研究，数字信号处理技术将会得到很好的应用4。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。1.4本课题研究的内容以及解决的手段针对变形监测网两期观测资料进行平差时将变形监测网看成自由网，对两期观测数据进行秩亏自由网平差或拟稳平差，求取各点两期观测的位移量和协因数阵，判断哪些点在两期观测期间发生位移，计算位移量的大小、各点的精度、灵敏度，分析变形体的变形情况，预测变形体未来变形情况等。如进行自由网平差，则认为各点稳定程度相同，没有考虑各点的实际稳定情况，各点的稳定情况也是根据工程地质人员提供资料或以往的观测资料来确定，根据这些相关资料确定的稳定点是否与变形体实际变形情况相符，这不能确定。对于这个问题解决，本文准备用平均间隙法来检验和识别不稳定的点。确定变形体与实际相符的参考基准，监测点怎样布设才能更好的反应变形量。运用多元回归分析方法，对所参与的变形监测项目中的观测数据资料进行分析，同时记录与每期变形对应的荷载等因素，建立考虑多种影响因子的回归分析方法。擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。主要解决手段：模型的建立来减小或消除基准点不稳定对变形数据的影响、利用Excel编辑公式来计算处理变形数据，生成图表直观的反应变形与时间的关系、实际参加工程的学习解决监测点的布设问题等。贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。第2章 变形监测网平差的原理以及方法变形监测网分为绝对网和相对网。绝对网是指网中一部分点位于变形体之外，并作为测定变形点绝对位移的参考点，绝对网多用于工程建筑物的变形观测。相对网是由于全部网点都位于变形体上，不仅需要分析网点之间的相对变形，而且还需要研究变形体的几何状态，选择最佳的变形模型。相对网主要用于地壳变形观测5。不论绝对网还是相对网，在观测期间网点位置均不能认为是没有变动的，即网中任意一点的稳定性必须进行检验，因此，变形监测网大多数是自由网。没有固定的起始数据而且选定网中高程、坐标等作为平差的未知参数，所以产生秩亏。一般来说，变形监测网平差时没有固定的起始数据而且选定网中高程、坐标等作为平差的未知参数，因此产生秩亏，法方程系数矩阵为奇异阵，法方程有无穷多组解6。所以变形监测网多采用秩亏自由网平差，为了能给出确定解，必须附加必要条件，消除法方程奇异问题。换句话说，必须定义参考系。坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。2.1对秩亏自由网的认识2.1.1 经典自由网的平差在经典间接平差中，必须有足够的起算的数据。当控制网中仅含有必要的起算数据时，通常称为自由网。用经典方法平差这种网，俗称经典自由网平差。当控制网中除必要的起算数据外，还有多余起算数据的网称为附和网。无论是自由 网还是附和网，在间接平差时，当所选的待定参数之间不存在函数关系时，误差方程的系数矩阵B总是满秩的，即（t为必要观测数）。由此所得到的法方程系数阵N=BTPB就是一个对称的满秩方阵，即R（N）=t，法方程有唯一解蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。图2-1所示水准网中，假定P3点高程已知为H3，待定点P1、P2的高程平差值为图2-1 水准网各段路线长度均为S，高差均为等权观测，误差方程 （2-1） 的矩阵形式为法方程及显示为 （2-2）在误差方程系数阵B中，存在一个二阶行列式不等于零，如，故B的秩R（B）=2，即B为满秩阵。由此，法方程系数阵的秩R（BTB）=R（B）=2，实际上，即R（BTB）=2，N=BTB为满秩方阵。法方程有唯一解为買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。 （2-3）这就是经典自由平差的情况。2.1.2秩亏自由网的认识在2.1.1中间接平差函数模型还可以用下面的方式组成：先设P3点的平差值参与列误差方程，然后再令，将作为参数的条件方綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。于是其函数模型为 （2-4） （2-5）式中CT=0 0 1，其显示为（即=0）将（2-5）式代入（2-4）式即得（2-1）式，可见两种函数模型等价，平差结果也相同。（2-4）式表示水准网在没有起始高程的情况下列出的误差方程，（2-5）式为给定起始高程的条件方程。在这种情况下，误差方程（2-4）的系数阵的行列式等于零，即其中有二阶行列式不等于零。故R（B）=2，数2为网中的必要观测数，B为秩亏阵，其列亏数=3-2=1，表示缺少一个起始高程，转换成附有限制条件的间接平差问题，可以求其唯一解。驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。没有起始数据参与的并以待定点的坐标为待定参数的控制网，也是自由网，是一种具有特殊用途的控制网，变形监测通常是此种网。此时的误差方程如（2-4）式，系数阵列B是列亏阵，由此所得到的法方程系数猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。也是秩亏阵。即，R（N）=R（B）=2,像这种网称为秩亏自由网6。2.1.3秩亏网的特点秩亏自由网中没有起算数据。一般设网中全部待定坐标数为，必要观测数为，全部观测数为，则B为阶矩阵，其秩R（B）=，列亏数=，秩亏自由网的法方程系数阵奇异，即=0，N的逆阵N-1穷解不存在，法方程有无且是秩亏阵，其秩R（N）=R（B）=,秩亏数仍然是=。锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。2.2秩亏自由网平差的原理设个坐标参数的平差值为，观测向量为，函数模型为 （2-6）其中R（B）=，=，相应的误差方程为 （2-7） 式中，秩亏自由网平差的函数模型是具有系数阵秩亏的间接平差模型。随机模型仍然是 （2-8）按最小二乘原理，在VTPV=min下，由（2-7）式可以组成法方程为 （2-9）由于R（BTPB）=R（N）=，N-1不存在，方程（2-9）不具有唯一解，这是因为参数必须在一定的坐标基准下才能唯一确定。坐标基准个数即为秩亏数。设由个坐标基准条件，其形式为構氽頑黉碩饨荠龈话骛。 （2-10）基准条件，也就是所选的个参数之间存在的个约束条件，这就是基准秩亏所致6。2.3秩亏自由网的平差计算以及精度估计附加的基准条件（2-10）式与法方程（2-9）式线性无关，这一要求等价与满足下列关系：NS=0 （2-11）因N=BTPB，故亦有 BS=0 (2-12) 联合解算（2-7）式和（2-10）式，次即附有限制条件的间接平差问题，在下得法方程为 （2-13）将上式的第一个方程两边左乘，顾及（2-12）式得STSK=0因矩阵STS正则，故有 K=0 （2-14） 将（2-13）式中第二式左乘S并与第一式相加，考虑K=0，得 （2-15）其解为 （2-16）式中的协因数为 （2-17）单位权中误差为 （2-18）2.4自由网参考系S的确定秩亏自由网的平差基准条件有多种取法，例如高程网中去平差后一点的高程改正数为零，平面网中取平差后两点的坐标改正数为零等。这种选取的方法属于经典自由网平差的基准。对于监测网中比较典型的参考系阵列：輒峄陽檉簖疖網儂號泶。1）水准网平差：秩亏水准网的=1，S的表达式可取为代入（2-10）式，其基准条件方程为即所有的高程平差改正数之和为零。2）测边网平差：秩亏测边网的=3，S的表达式可取为式中m为网中全部点数，=2m。基准条件方程（2-10）的显示为式中第一个方程式纵坐标基准条件，第二个方程是横坐标基准条件，第三个方程是方位角基准条件。3）测角网平差：秩亏测边网的=4，S的表达式可取为基准条件显示为式中第一个方程式纵坐标基准条件，第二个方程是横坐标基准条件，第三个方程是方位角基准条件，第四个是边长基准条件6。尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。5第3章 基准点的设置及稳定性分析在安全监测中，基准系统的建立是极为重要的内容，正在引起观测人员的足够的重视和关注。变形监测各观测点获的变形量是相对于各自基准点而言的。如果在观测期间基准点不同程度地发生变化，则各期变形量值中将包括有基点的变形量在内，以这种变形量值分析建筑体的变化规律，就容易产生失真和歪曲。基准点在变形区越内，如果离得太远，基准点稳定了，但观测误差会增大。如果离得太近，则基准点不稳定，同样会影响观测精度。再加上施工区的情况比较复杂因此基准点的稳定性十分重要，基准点的布设要合理的设计好。识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。3.1基准点以及观测点的选择与设置3.1.1建筑变形测量规程对变形点的要求1）基准点应选设在变形影响范围以外便于长期保存的稳定位置。使用时，应作稳定性检验，并以稳定或相对稳定的点作为观测变形的参考点7。凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。2）工作基准点应选设在靠近观测目标且便于联测观测点的稳定或相对稳定的位置。测定总体变形的工作基准点，当按两个层次布网观测时，使用前应利用基准点或检核点对其进行稳定性检测。测定区段变形的工作基准点可以直接用作起算点。每一测区的基准点不少于2个，每一测区的工作基准点不应少于2个7。恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。3) 一般一个测区的水准基准点不少于3个；对于小测区，当确认点位稳定可靠时可以少于3个，但连同工作基准点不能少于3个。水准基准点的标石应埋在基岩层或原状土中。在建筑区内，点位与邻近建筑物的距离应大于建筑物基础最大宽度的两倍，其标石埋深大于邻近建筑物基础的深度。在建筑物内部的点位，其标石埋深应大于地基土压缩层的深度78。鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。4）作为工作基准点的水准点的位置与临近建筑物的距离不得小于建筑物基础深度的倍，工作基准点可以在永久建筑物墙体或基础上设置7。硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。5）观测点的位置，对建筑物应选在墙角、柱基、裂缝高低层建筑物、新旧建筑物、裂缝、纵横墙等交接处两侧；地下管线应选在端点、转角点以及必要的中间部位；护坡工程应按待测坡面成排布点；测定深层侧向位移的点位与数量，应按工程需要确定。阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。3.1.2基准点的选择与建立建筑物监测通常在较小的范围内进行，监测的对象也是有一定大小的建筑体。要想选择“绝对”的稳定基准是不太现实的，而对于这种“绝对稳定”基准的高精度检核，目前尚存在诸多困难。但是，能满足建筑物本身安全监测需要的“相对稳定基准”则是不难解决的。相对稳定基准的选取，主要体现在以下两个方面：其一是在建筑物附近的一定区域内，变形量甚微之处，也就是以此区域为参考物，要求基准点的变形量与区域整体完全一致。其二，应考虑方便于变形监测工作，不要离监测物很远，以免检测时基准值的传递而使精度损失过大。氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。在安全监测中，由于建筑物或所监测对象的不同和外部环境条件的不同，参考基准的选择也可以根据实际情况而定。通常基准点的选取可以采用埋设很深且位于变形区域以外的钢标系统，也可以选用以远离变形区的基岩点为参考基准来布设监测网建立基准的形式，还可以采用高精度的GPS监测网来实施基准体系的构建。不管采用那种方式，安全监测系统的基准应考虑满足如下基点的要求。釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。1） 长期稳定可靠，相对变形量微小自然界的各种物体时刻处于活动中的，绝对稳定不动的物体是难以寻找到的，即使是稳固的岩体，仍然会因地壳板块的漂移而变动着。对于建筑物的安全监测而言，主要考察建筑物相对于基础及周围局部范围地层的变形情况，以此判断工作状况是否安全。因此，参考基准可以考虑选择在远离建筑物及位于受影响基础地层外的相对稳定处。怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。2） 应考虑监测中的使用方便和能够检核参考基准点是为安全监测服务的且作为安全监测系统的基准，因此在监测工作中应能方便使用。此外参考基准还需要检核且是十分必要的，在实际工作中不可能永远保证参考基准点的稳固不变，通过检核才能及时发现其变动情况，以采取措施，保证安全监测工作的正常进行和监测资料的正确有效。例如，在高程基准点的设置中，采用深埋双金属标，通过测定不同金属管的相对高程变化量并对高程修正，克服温度引起的变形，进行稳定性的检核。谚辞調担鈧谄动禪泻類。3） 要详细设计参考基准与工作基准点联系的优化方案和实施办法一个建筑物的安全监测系统应该建立统一的参考基准系统并以此为基准进行监测，才能实现监测资料的统一性。在实际的工作中布设的多种监测项目，如视准线、引张线等独立系统的基点，都是工作基准点。为把这些系统的监测值统一起来纳入到同一个参考基准体系下的变形值，则必须构建参考基准与工作基准点间精密联测体系。联测体系的建立应视具体的工程的实际情况而定，此外必须考虑精度能否满足要求，因此在方案的选择时，应进行精度的论证工作。对监测控制网的优化设计就要有明确的优化目标，特别在点位的选择、图形质量以及用于检测的控制点的精度和误差椭圆的确定等问题，都必须以能满足工作基点检测的要求为目的来优化控制网3。嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。3.2基准的稳定性分析由于参考点往往布设在远离变形体的稳定的地层或基岩上，保证了变形体上的监测点测定的位移是绝对位移。但是参考点也可能因为某些因素而发生移动，这些因素包括埋设地层的不稳定、对变形影响范围的估计不足以及其他的人为因素等。在变形观测的过程中，为了能够发现不稳定的参考点，通常布设多个参考点，且构成一个参考网。通过定期对参考网的复测来检查参考点是否稳定，并将不稳定的点剔除。避免使不稳定的参考点给变形计算带来偏差。如果一个参考点发生了较大的移动，那么发现和寻找这种不稳定的参考点是件很容易的事，无论是从复测资料的坐标平差结果还是从复测观测值的比较途径都可以达到这个目的。但是当参考点的位移不大时，这种情况出现在一些非人为所破坏因素的影响下，如地下水位的升降温度变化，对变形影响范围估计不足以及别的变形影响等，直接从复测资料判断参考点的稳定性比较困难，因而需要一种发现位移较小的参考点的方法。因此本节主要介绍基于统计检验参考点稳定性分析的方法平均间隙法2。熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。3.2.1平均间隙法的基本思想先进行两周期图形一致性检验，如果检验通过，则确认所有参考点是稳定的。否则，就要找出不稳定的点。寻找不稳定的点的方法是“尝试法”，依次去掉每一点，计算图形不一致性减少的程度，使图形不一致性减少最大的那一点是不稳定的点。排除不稳定点后再重复上述过程，直到图形一致性通过检验为止2。鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。3.2.2平均间隙法的原理通过两期观测，可分别进行平差，得出各点两期的坐标值，而且这些点的坐标值对同名点各不相同（这时两期的近似坐标应相同）。如果各点（包括原来认为不动的基准点和可能动的移动物体上的点）在两期观测期间没有移动，在同名点的坐标差只反映观测误差，因此通过这些坐标即可得到观测值的一个经验方差9。纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。这个方差可由两期观测值改正数得到，即通常使用经验方差进行比较和检验。若，说明平差后，观测值改正数与未知数及观测值平差值是相互独立的，因此用这两个方差的比构成的统计量服从分布。用此量进行检验，看出这两个方差是否相等，即是否出自同一统计体，如果是，则表示坐标值的差完全由观测误差所引起的，因此判断点位确实没有移动，否则点位产生移动。颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。3.2.3平均间隙法具体的检验过程现考虑用某两周期的成果进行稳定性检验。设这两周期分别为第1，周期根据每一周期观测的成果，按秩亏自由网平差的方法进行平差，由平差改正数可以计算单位权方差的估值 （3-1）式（3-1）中分别用上表与下表1，表示不同的两周期观测的成果。一般情况下两个不同周期观测的精度是相等的。可以将与联合起来求一个共同的单位权方差估值，亦即濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。 （3-2）式中，如果作假设“两次观测周期间点位没有变动”，则可以从两个周期所求得的坐标差计算另一方差估值 （3-3）式中， ; 为独立的的个数。可以证明方差估值与是统计独立的。利用检验法，我们可以组成统计量 （3-4）在原假设（两次观测期间点位没有变动），统计量服从自由度为、的分布，故可以用下式 （3-5）来检验点位是否有变动。置信水平通常取0.05或0.1，有与自由度、可以从（概率论与数理统计）中查得分位值。銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。当统计量小于相应分位值时，接受原假设，即认为点位是稳定的，稳定性分析即完成。当统计量大于相应分位值时，则必须拒绝原假设，亦即认为点位发生了变动。在这种情况下，不一定是所有的点位都发生了变动，为此，必须用平均间隙法进一步搜索不稳定的点9。挤貼綬电麥结鈺贖哓类。从上述的检验的方法看出，整体检验利用构成检验统计量，这个量反映了每周期图形的整体一致性，若两周期的图形的整体一致性好，则就小；反之，就大。所以整体性检验又叫 一致性检验。赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。首先将监测网的点分成两组：稳定点组（组）和不稳定点组（组）。组中可能既有稳定点，又有不稳定点，通过检验来看组的点是否真的都是稳定点。对组进行图形一致性检验。塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。将、按、组排序并分块为： （3-6） （3-7）由于、是相关的，也即，不能反映组图形一致性，它受组的影响。因此作如下变换： （3-8） （3-9）由此获得 （3-10）就将分成了两个独立项，第一项表达了组点的图形一致性。令 （3-11）即可构成组点的稳定性检验统计量 （3-12）若统计量小于相应分位值时，即认为组点位是稳定的若统计量大于相应分位值时，即认为组中含有不稳定点。若整体检验发现网中有不稳定点，到底有多少不稳定的点，我们需要一个一个的搜索，我们首先搜索出一个不稳定的点，然后检验剩下的点是否还有不稳定点，如果还有不稳定的点，在搜索下一个，依次类推，直到剩下的点中没有不稳定的点止。裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。若要考查第是否为稳定点的，我们把监测点分为两组组：1，2，-1，+1，组：然后计算，将其作为判断是否是稳定的指标。对于每一个点，都这样进行分组和计算，相应的得到个指标，选择指标最大的点作为可能的不稳定点，即选择这个指标最大的点作为可能的不稳定点，即选择仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。 （3-13）所相应的点作为可能不稳定的点。在搜索到点这个可能不稳定的点后，再对其余的点的图形一致性进行检验，如果经检验这些点是稳定的，那么稳定性分析即可结束。否则，继续搜索第二个可能不稳定的点，搜索的方法与搜索第一可能不稳定点类似，从其余的个点中找一个点与已经找出的不稳定点构成不稳定点组，其余的构成稳定点组，即绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。组：1，2，组：，相应的计算。如此重复，直到剩下的点经检验是稳定的2。3.3平均间隙法的计算流程图 计算、Yes判断分位值EndNOI=1 To N循环分组：组和组循环计算取 图3-1 平均间隙法的计算流程图 7 第4章 变形数据的处理与检核4.1变形数据的处理变形的数据主要分两大类：监测网的数据和观测点的观测数据。观测点的数据在工程变形监测主要包括水平位移、垂直位移，偏距、土体的深层位移、挠度、弯曲、扭转、震动、裂缝等的测量，还包括与变形的物理量的监测，如应力、应变、温度、气压、水位等的变形监测数据。通常的变形监测主要就是水平位移和垂直位移，基坑和大坝变形还会增加土体的深层位移（在工程测量中通常称测斜）。骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。不同的观测数据和不同的观测方法数据的处理方法也会不同。本节主要讨论一下水平位移、垂直位移、土体的深层位移的数据处理。瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。4.1.1水平位移观测方法及数据的处理水平位移采用测小角法，角度观测n（依观测的精度取）测回，距离按1/2000的精度测量，测小角法是利用精密经纬仪精确地测出基准线与置镜点到观测点视线之间所夹的微小角度 (如图4-1所示)，并按下式计算偏移值：鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。 （4-1）式中为端点A到观测点P的距离，=206265；每次变化量很小可以忽略不计第一次观测后认为是不变量。图4-1 测小角原理图数据处理时由（4-1）式可以计算出第次偏移值，第次偏移值变化量 （4-2）累计偏移量 （4-3）以此类推直到计算到结束时。4.1.2垂直位移观测方法及数据的处理沉降观测的仪器设备根据沉降观测精度要求的特点，为能够精确地反映出建（构）筑物在不断加荷载的情况下或基坑开挖对建筑的影响沉降情况，一般规定测量的误差应小于变形值的1/101/20，为此要求沉降观测应使用精密水准仪(S1或S05级)，水准尺也应使用受环境及温差变化影响小的铟瓦尺。在首次观测前要对所用仪器的各项指标进行检测校正，必要时经计量单位予以鉴定。连续使用36个月后重新对所用仪器、设备进行检校栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。沉降观测的时间要求首次观测必须按时进行，其他各阶段的复测，根据工程进展情况必须定时进行，不得漏测或补测。这样，才能得到准确