畢業(yè)論文---論工程類變形監(jiān)測的目的及意義

1、<p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p>　　題 目： 論工程類變形監(jiān)測的目的及意義 </p><p>　　專 業(yè)： 工程測量與監(jiān)理 </p><p>　　學 號： </p><p>　　姓 名：

2、 </p><p><b>　　二○一一年十二月</b></p><p>　　工程類變形監(jiān)測的目的及意義</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文首先對變形監(jiān)測的概念、作用與意義、研究及發(fā)展狀況進行了介紹；并介紹了可用于變形監(jiān)測網(wǎng)的平差方

3、法、原理及幾種基準的選??；對基準點和觀測點的設(shè)置加以簡要介紹，詳細闡述了平均間隙法對不穩(wěn)定點的搜索；介紹了幾種針對不同變形的數(shù)據(jù)的處理方法以及對數(shù)據(jù)的檢核的方法—一元線性回歸分析；結(jié)合工程實例直觀闡述變形數(shù)據(jù)處理和檢驗方法的應用，也形象反映了點位的合理的布設(shè)，最后總結(jié)了本文的優(yōu)缺點。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：變形監(jiān)測；平差；基準穩(wěn)定；數(shù)據(jù)分析；數(shù)據(jù)檢核 </p><p>

4、　　Engineering deformation monitoring of purpose and meaning</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This paper on the concept of deformation monitoring, the role and significance of resear

5、ch 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，

6、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 A</p><p>　　Key W

7、ords: Deformation Monitoring；Adjustment；Benchmark stability；Data analysis；Data checking</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p><b>　　ABSTRACT<

8、/b></p><p>　　第1章 緒論………………………………………………………………………1</p><p>　　1.1引言…………………………………………………………………………1</p><p>　　1.2變形監(jiān)測的目的以及意義…………………………………………………1</p><p>　　1.2.1變形監(jiān)測的概念及內(nèi)容……………

9、……………………………….1</p><p>　　1.2.2變形監(jiān)測的意義…………………………………………………….1</p><p>　　1.3變形監(jiān)測的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展……………………………………………2</p><p>　　1.4本課題研究的內(nèi)容以及解決的手段………………………………………3</p><p>　　第2章 變形監(jiān)測網(wǎng)平差的

10、原理以及方法…………………………………4</p><p>　　2.1對秩虧自由網(wǎng)的認識………………………………………………………4</p><p>　　2.1.1 經(jīng)典自由網(wǎng)的平差…………………………………………………4</p><p>　　2.1.2秩虧自由網(wǎng)的認識………………………………………………….5</p><p>　　2.1.3秩

11、虧網(wǎng)的特點……………………………………………………….6</p><p>　　2.2秩虧自由網(wǎng)平差的原理……………………………………………………7</p><p>　　2.3秩虧自由網(wǎng)的平差計算以及精度估計……………………………………7</p><p>　　2.4自由網(wǎng)參考系S的確定……………………………………………………8</p><p>

12、　　第3章 基準點的設(shè)置及穩(wěn)定性分析………………………………………10</p><p>　　3.1基準點以及觀測點的選擇與設(shè)置………………………………………..10</p><p>　　3.1.1建筑變形測量規(guī)程對變形點的要求……………………………...10</p><p>　　3.1.2基準點的選擇與建立……………………………………………...10</p&g

13、t;<p>　　3.2基準的穩(wěn)定性分析………………………………………………………..12</p><p>　　3.2.1平均間隙法的基本思想……………………………………….......12</p><p>　　3.2.2平均間隙法的原理………………………………………………...12</p><p>　　3.2.3平均間隙法具體的檢驗過程……………………

14、………………...13</p><p>　　3.3平均間隙法的計算流程圖………………………………………………..17</p><p>　　第4章 變形數(shù)據(jù)的處理與檢核……………………………………………18</p><p>　　4.1變形數(shù)據(jù)的處理…………………………………………………………..18</p><p>　　4.1.1水平位移觀測方

15、法及數(shù)據(jù)的處理………………………………...18</p><p>　　4.1.2垂直位移觀測方法及數(shù)據(jù)的處理………………………………...19</p><p>　　4.1.3測斜的方法以及數(shù)據(jù)的處理……………………………………...20</p><p>　　4.2變形數(shù)據(jù)的檢核…………………………………………………………..22</p><p&g

16、t;　　4.2.1變形數(shù)據(jù)檢核的意義……………………………………………...22</p><p>　　4.2.2變形數(shù)據(jù)檢核的方法……………………………………………...22</p><p>　　4.2.3利用數(shù)學模型—線性回歸模型進行資料的檢核………………...22</p><p>　　第5章 變形數(shù)據(jù)處理與檢驗方法在工程實例中的應用………………25</p&

17、gt;<p>　　5.1工程的概況………………………………………………………………25</p><p>　　5.2監(jiān)測依據(jù)、方法、觀測周期……………………………………………25</p><p>　　5.3監(jiān)測的數(shù)據(jù)及處理方法…………………………………………………26</p><p>　　5.4監(jiān)測數(shù)據(jù)—沉降數(shù)據(jù)的檢核…………………………………………….

18、27</p><p>　　第6章 總結(jié)及展望……………………………………………………………..30</p><p>　　6.1對本文的總結(jié)………………………………………………………..30</p><p>　　6.2對未來監(jiān)測技術(shù)的展望……………………………………………..31</p><p>　　參考文獻………………………………………………

19、………………………32 附圖………………………………………………………………………………... 33</p><p>　　工程類變形監(jiān)測的目的及意義</p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　1.1引言</b></p><p>　　隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展，中國高

20、速發(fā)展的經(jīng)濟必然要求大力加強基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的力度，高層建筑、大型水利水電工程、地鐵、江河大橋的不斷涌現(xiàn)正有力的驗證了這一切。特別是中國的南方沿海經(jīng)濟的飛速發(fā)展，高層、超高層建筑不斷的涌現(xiàn)。目前世界高層建筑前10排名中，亞洲占8幢，中國有6幢，排名第一的臺北101大廈，排名第五的上海金茂大廈，排名第6的位于香港的國際金融中心大廈和排名第7第8的分別為廣州的中信廣場大廈和位于深圳的信興廣場大廈；世界第一的跨海大橋杭州灣跨海大橋、世界最大跨徑斜

21、拉橋蘇通長江公大橋，南京地鐵，這些超大建筑的共同特點都是需要以深基坑為基礎(chǔ)。</p><p>　　深基坑工程具有造價高、施工難度高、面積大、深度大等特點，其穩(wěn)定性是非常重要的。深基坑是支護體系與周邊土體相互結(jié)合的多種介質(zhì)組合的高度復雜的空間系統(tǒng)，施工過程中其體系狀態(tài)始終處于動態(tài)變化之中?，F(xiàn)場監(jiān)測、數(shù)據(jù)反饋分析、預測控制與決策等是實時掌握基坑穩(wěn)定性及指導下一步施工的重要手段。近年來，基坑事故時有發(fā)生，據(jù)不完全統(tǒng)計，

22、一般的發(fā)生率約占基坑數(shù)的20%左右，有的城市甚至占30%左右，基坑事故的頻頻發(fā)生，造成了重大的經(jīng)濟損失和嚴重后果。以上海市為例，近十多年來因基坑失穩(wěn)影響施工的事故已多達上百起，造成經(jīng)濟損失幾億元。因此基坑的變形監(jiān)測以及監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠準確的反應變形量以指導工程的安全施工十分重要了</p><p>　　1.2變形監(jiān)測的目的以及意義</p><p>　　1.2.1變形監(jiān)測的概念及內(nèi)容</p&

23、gt;<p>　　變形監(jiān)測是對監(jiān)視對象或物體（簡稱變形體）進行測量以確定其空間位置的隨時間的變化特征。變形監(jiān)測又稱變形測量或變形觀測，它包括全球的變形監(jiān)測、區(qū)域性的變形監(jiān)測和工程的變形監(jiān)測。工程變形監(jiān)測主要包括水平位移、垂直位移監(jiān)測，偏距、傾斜、撓度、彎曲、扭轉(zhuǎn)、震動、裂縫等的測量，還包括與變形的物理量的監(jiān)測，如應力、應變、溫度、氣壓、水位等的變形監(jiān)測[1]。</p><p>　　1.2.2變形監(jiān)測

24、的意義</p><p>　　變形監(jiān)測實用上的意義：保障工程安全，監(jiān)測各種工程建筑物，機器設(shè)備以及與工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造的變形，及時發(fā)現(xiàn)異常變化，對其穩(wěn)定性、安全性做出判斷，以便采取措施處理，防止事故的發(fā)生?？茖W上的意義：積累變形監(jiān)測的資料，更好的解釋變形的機理，驗證變形的假說，為研究災害預報的理論和方法服務檢驗工程設(shè)計的理論是否正確，設(shè)計是否合理，為以后修改設(shè)計，制定設(shè)計規(guī)范提供依據(jù)[1]。</p>

25、<p>　　1.3變形監(jiān)測的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展</p><p>　　監(jiān)測技術(shù)方面：在全球性的變形監(jiān)測方面，主要是全球定位系統(tǒng)（GPS）、甚長基線射電干涉測量（VLBI）、衛(wèi)星激光測距（SLR）、激光測月技術(shù)（LLR）以及衛(wèi)星重力探測技術(shù)。在區(qū)域性變形監(jiān)測方面，GPS成為主要的技術(shù)手段，近10年發(fā)展起來的對地觀測遙感新技術(shù)——合成孔徑雷達干涉測量（InSAR）。在工程和局部性變形監(jiān)測方面，地面常規(guī)測量技

26、術(shù)、地面攝影測量技術(shù)、特殊和專用的測量手段、以及GPS為主的空間定位技術(shù)得到了較好的應用[2]。</p><p>　　變形的幾何分析以及數(shù)據(jù)處理方面：變形的幾何分析是對變形體的形狀和大小作幾何描述，它是通過一定的數(shù)據(jù)處理方法進行數(shù)據(jù)的分析研究處理，最后估計出變形模型的參數(shù)，其任務在于描述變形體變形的空間狀態(tài)和時間特征;而變形的物理解釋則是由幾何分析得到確定的變形模型，其任務是確定變形體的變形和變形原因之間的關(guān)系，

27、從而解釋變形的原因。目前，國內(nèi)外進行變形分析的方法很多，主要有多元回歸分析方法、時間序列法、灰色系統(tǒng)理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等[3]。</p><p>　　多元回歸分析方法作為一種傳統(tǒng)的變形分析方法，一直是人們建立變形體變形量與相關(guān)因素之間數(shù)學關(guān)系的常用方法。在工程建筑物的變形分析中可用于建立位移量與某些相關(guān)因素間的數(shù)學相關(guān)關(guān)系，建立回歸方程。它是一種靜態(tài)的變形分析方法，它所應用的變形觀測數(shù)據(jù)處理是一種靜態(tài)的數(shù)據(jù)處理方

28、法，所建立的模型是一種靜態(tài)模型。多元回歸分析有利于建立變形量與各個不同影響因子之間的關(guān)系，所建立的荷載一變形之間關(guān)系的數(shù)學模型能直接的反映出變形體的變形量與影響因素之間的相關(guān)關(guān)系，是目前比較廣泛的變形成因分析方法[2]。</p><p>　　未來變形監(jiān)測技術(shù)將向多種傳感器、數(shù)字近景攝影全自動跟蹤全站儀和GPS的綜合應用，實現(xiàn)實時、連續(xù)、高效、自動化、動態(tài)的監(jiān)測。數(shù)據(jù)處理和分析方面將實現(xiàn)自動化、智能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)

29、化的方向發(fā)展，更注重時空模型和動態(tài)分析的研究，數(shù)字信號處理技術(shù)將會得到很好的應用[4]。</p><p>　　1.4本課題研究的內(nèi)容以及解決的手段</p><p>　　針對變形監(jiān)測網(wǎng)兩期觀測資料進行平差時將變形監(jiān)測網(wǎng)看成自由網(wǎng)，對兩期觀測數(shù)據(jù)進行秩虧自由網(wǎng)平差或擬穩(wěn)平差，求取各點兩期觀測的位移量和協(xié)因數(shù)陣，判斷哪些點在兩期觀測期間發(fā)生位移，計算位移量的大小、各點的精度、靈敏度，分析變形體的

30、變形情況，預測變形體未來變形情況等。如進行自由網(wǎng)平差，則認為各點穩(wěn)定程度相同，沒有考慮各點的實際穩(wěn)定情況，各點的穩(wěn)定情況也是根據(jù)工程地質(zhì)人員提供資料或以往的觀測資料來確定，根據(jù)這些相關(guān)資料確定的穩(wěn)定點是否與變形體實際變形情況相符，這不能確定。對于這個問題解決，本文準備用平均間隙法來檢驗和識別不穩(wěn)定的點。確定變形體與實際相符的參考基準，監(jiān)測點怎樣布設(shè)才能更好的反應變形量。運用多元回歸分析方法，對所參與的變形監(jiān)測項目中的觀測數(shù)據(jù)資料進行分析

31、，同時記錄與每期變形對應的荷載等因素，建立考慮多種影響因子的回歸分析方法。</p><p>　　主要解決手段：模型的建立來減小或消除基準點不穩(wěn)定對變形數(shù)據(jù)的影響、利用Excel編輯公式來計算處理變形數(shù)據(jù)，生成圖表直觀的反應變形與時間的關(guān)系、實際參加工程的學習解決監(jiān)測點的布設(shè)問題等。</p><p>　　變形監(jiān)測網(wǎng)平差的原理以及方法</p><p>　　變形監(jiān)測網(wǎng)分為

32、絕對網(wǎng)和相對網(wǎng)。絕對網(wǎng)是指網(wǎng)中一部分點位于變形體之外，并作為測定變形點絕對位移的參考點，絕對網(wǎng)多用于工程建筑物的變形觀測。相對網(wǎng)是由于全部網(wǎng)點都位于變形體上，不僅需要分析網(wǎng)點之間的相對變形，而且還需要研究變形體的幾何狀態(tài)，選擇最佳的變形模型。相對網(wǎng)主要用于地殼變形觀測[5]。不論絕對網(wǎng)還是相對網(wǎng)，在觀測期間網(wǎng)點位置均不能認為是沒有變動的，即網(wǎng)中任意一點的穩(wěn)定性必須進行檢驗，因此，變形監(jiān)測網(wǎng)大多數(shù)是自由網(wǎng)。沒有固定的起始數(shù)據(jù)而且選定網(wǎng)中高

33、程、坐標等作為平差的未知參數(shù)，所以產(chǎn)生秩虧。一般來說，變形監(jiān)測網(wǎng)平差時沒有固定的起始數(shù)據(jù)而且選定網(wǎng)中高程、坐標等作為平差的未知參數(shù)，因此產(chǎn)生秩虧，法方程系數(shù)矩陣為奇異陣，法方程有無窮多組解[6]。所以變形監(jiān)測網(wǎng)多采用秩虧自由網(wǎng)平差，為了能給出確定解，必須附加必要條件，消除法方程奇異問題。換句話說，必須定義參考系。</p><p>　　2.1對秩虧自由網(wǎng)的認識</p><p>　　2.1.1

34、 經(jīng)典自由網(wǎng)的平差</p><p>　　在經(jīng)典間接平差中，必須有足夠的起算的數(shù)據(jù)。當控制網(wǎng)中僅含有必要的起算數(shù)據(jù)時，通常稱為自由網(wǎng)。用經(jīng)典方法平差這種網(wǎng)，俗稱經(jīng)典自由網(wǎng)平差。當控制網(wǎng)中除必要的起算數(shù)據(jù)外，還有多余起算數(shù)據(jù)的網(wǎng)稱為附和網(wǎng)。無論是自由 網(wǎng)還是附和網(wǎng)，在間接平差時，當所選的待定參數(shù)之間不存在函數(shù)關(guān)系時，誤差方程的系數(shù)矩陣B總是滿秩的，即（t為必要觀測數(shù)）。由此所得到的法方程系數(shù)陣N=BTPB就是一個對稱

35、的滿秩方陣，即R（N）=t，法方程有唯一解</p><p>　　圖2-1所示水準網(wǎng)中，假定P3點高程已知為H3，待定點P1、P2的高程平差值為</p><p><b>　　圖2-1 水準網(wǎng)</b></p><p>　　各段路線長度均為S，高差均為等權(quán)觀測，誤差方程</p><p>　?。?-1） &l

36、t;/p><p><b>　　的矩陣形式為</b></p><p><b>　　法方程及顯示為</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　在誤差方程系數(shù)陣B中，存在一個二階行列式不等于零，如，故B的秩R（B）=2，即B為滿秩陣。由此，法方程系數(shù)陣的

37、秩R（BTB）=R（B）=2，實際上，即R（BTB）=2，N=BTB為滿秩方陣。法方程有唯一解為</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　這就是經(jīng)典自由平差的情況。</p><p>　　2.1.2秩虧自由網(wǎng)的認識</p><p>　　在2.1.1中間接平差函數(shù)模型還可以用下面的方式組成：先設(shè)P

38、3點的平差值參與列誤差方程，然后再令，將作為參數(shù)的條件方</p><p><b>　　于是其函數(shù)模型為</b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　（2-5）</b></p><p>　　式中CT=[0 0 1]，其顯示為</p

39、><p><b>　?。?0）</b></p><p>　　將（2-5）式代入（2-4）式即得（2-1）式，可見兩種函數(shù)模型等價，平差結(jié)果也相同。</p><p>　?。?-4）式表示水準網(wǎng)在沒有起始高程的情況下列出的誤差方程，（2-5）式為給定起始高程的條件方程。</p><p>　　在這種情況下，誤差方程（2-4）的系

40、數(shù)陣的行列式等于零，即</p><p>　　其中有二階行列式不等于零。故R（B）=2，數(shù)2為網(wǎng)中的必要觀測數(shù)，B為秩虧陣，其列虧數(shù)=3-2=1，表示缺少一個起始高程，轉(zhuǎn)換成附有限制條件的間接平差問題，可以求其唯一解。</p><p>　　沒有起始數(shù)據(jù)參與的并以待定點的坐標為待定參數(shù)的控制網(wǎng)，也是自由網(wǎng)，是一種具有特殊用途的控制網(wǎng)，變形監(jiān)測通常是此種網(wǎng)。此時的誤差方程如（2-4）式，系數(shù)陣列

41、B是列虧陣，由此所得到的法方程系數(shù)</p><p>　　也是秩虧陣。即 ，R（N）=R（B）=2,像這種網(wǎng)稱為秩虧自由網(wǎng)[6]。</p><p>　　2.1.3秩虧網(wǎng)的特點</p><p>　　秩虧自由網(wǎng)中沒有起算數(shù)據(jù)。一般設(shè)網(wǎng)中全部待定坐標數(shù)為，必要觀測數(shù)為，全部觀測數(shù)為，則B為×階矩陣，其秩R（B）=<，列虧數(shù)=－，秩虧自由網(wǎng)的法方程系數(shù)陣奇異，

42、即 =0，N的逆陣N-1窮解不存在，法方程有無且是秩虧陣，其秩R（N）=R（B）=<,秩虧數(shù)仍然是=－。</p><p>　　2.2秩虧自由網(wǎng)平差的原理</p><p>　　設(shè)個坐標參數(shù)的平差值為，觀測向量為，函數(shù)模型為</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　其中R（B）=<，=

43、－，相應的誤差方程為</p><p><b>　　（2-7） </b></p><p><b>　　式中</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　秩虧自由網(wǎng)平差的函數(shù)模型是具有系數(shù)陣秩虧的間接平差模型。隨機模型仍然是</p><

44、;p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　按最小二乘原理，在VTPV=min下，由（2-7）式可以組成法方程為</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　由于R（BTPB）=R（N）=<，N-1不存在，方程（2-9）不具有唯一解，這是因為參數(shù)必須在一定的坐標基準下才能唯

45、一確定。坐標基準個數(shù)即為秩虧數(shù)。設(shè)由個坐標基準條件，其形式為</p><p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　基準條件，也就是所選的個參數(shù)之間存在的個約束條件，這就是基準秩虧所致[6]。</p><p>　　2.3秩虧自由網(wǎng)的平差計算以及精度估計</p><p>　　附加的基準條件（2-10）式與法

46、方程（2-9）式線性無關(guān)，這一要求等價與滿足下列關(guān)系：</p><p>　　NS=0 （2-11）</p><p>　　因N=BTPB，故亦有</p><p>　　BS=0 (2-12) </p><p>　　聯(lián)合解算（2-7）式和

47、（2-10）式，次即附有限制條件的間接平差問題，在</p><p><b>　　下得法方程為</b></p><p><b>　　（2-13）</b></p><p>　　將上式的第一個方程兩邊左乘，顧及（2-12）式得</p><p><b>　　STSK=0</b><

48、/p><p>　　因矩陣STS正則，故有</p><p>　　K=0 （2-14） </p><p>　　將（2-13）式中第二式左乘S并與第一式相加，考慮K=0，得</p><p><b>　?。?-15）</b></p><p>

49、;<b>　　其解為</b></p><p><b>　?。?-16）</b></p><p><b>　　式中</b></p><p><b>　　的協(xié)因數(shù)為</b></p><p><b>　?。?-17）</b></p&g

50、t;<p><b>　　單位權(quán)中誤差為</b></p><p><b>　?。?-18）</b></p><p>　　2.4自由網(wǎng)參考系S的確定</p><p>　　秩虧自由網(wǎng)的平差基準條件有多種取法，例如高程網(wǎng)中去平差后一點的高程改正數(shù)為零，平面網(wǎng)中取平差后兩點的坐標改正數(shù)為零等。這種選取的方法屬于經(jīng)典自由

51、網(wǎng)平差的基準。對于監(jiān)測網(wǎng)中比較典型的參考系陣列：</p><p>　　1）水準網(wǎng)平差：秩虧水準網(wǎng)的=1，S的表達式可取為</p><p>　　代入（2-10）式，其基準條件方程為</p><p>　　即所有的高程平差改正數(shù)之和為零。</p><p>　　2）測邊網(wǎng)平差：秩虧測邊網(wǎng)的=3，S的表達式可取為</p><p>

52、;　　式中m為網(wǎng)中全部點數(shù)，=2m?；鶞蕳l件方程（2-10）的顯示為</p><p>　　式中第一個方程式縱坐標基準條件，第二個方程是橫坐標基準條件，第三個方程是方位角基準條件。</p><p>　　3）測角網(wǎng)平差：秩虧測邊網(wǎng)的=4，S的表達式可取為</p><p><b>　　基準條件顯示為</b></p><p>　

53、　式中第一個方程式縱坐標基準條件，第二個方程是橫坐標基準條件，第三個方程是方位角基準條件，第四個是邊長基準條件[6]。</p><p>　　基準點的設(shè)置及穩(wěn)定性分析</p><p>　　在安全監(jiān)測中，基準系統(tǒng)的建立是極為重要的內(nèi)容，正在引起觀測人員的足夠的重視和關(guān)注。變形監(jiān)測各觀測點獲的變形量是相對于各自基準點而言的。如果在觀測期間基準點不同程度地發(fā)生變化，則各期變形量值中將包括有基點的變

54、形量在內(nèi)，以這種變形量值分析建筑體的變化規(guī)律，就容易產(chǎn)生失真和歪曲?；鶞庶c在變形區(qū)越內(nèi)，如果離得太遠，基準點穩(wěn)定了，但觀測誤差會增大。如果離得太近，則基準點不穩(wěn)定，同樣會影響觀測精度。再加上施工區(qū)的情況比較復雜因此基準點的穩(wěn)定性十分重要，基準點的布設(shè)要合理的設(shè)計好。</p><p>　　3.1基準點以及觀測點的選擇與設(shè)置</p><p>　　3.1.1建筑變形測量規(guī)程對變形點的要求<

55、/p><p>　　1）基準點應選設(shè)在變形影響范圍以外便于長期保存的穩(wěn)定位置。使用時，應作穩(wěn)定性檢驗，并以穩(wěn)定或相對穩(wěn)定的點作為觀測變形的參考點[7]。</p><p>　　2）工作基準點應選設(shè)在靠近觀測目標且便于聯(lián)測觀測點的穩(wěn)定或相對穩(wěn)定的位置。測定總體變形的工作基準點，當按兩個層次布網(wǎng)觀測時，使用前應利用基準點或檢核點對其進行穩(wěn)定性檢測。測定區(qū)段變形的工作基準點可以直接用作起算點。每一測區(qū)的

56、基準點不少于2個，每一測區(qū)的工作基準點不應少于2個[7]。</p><p>　　3) 一般一個測區(qū)的水準基準點不少于3個；對于小測區(qū)，當確認點位穩(wěn)定可靠時可以少于3個，但連同工作基準點不能少于3個。水準基準點的標石應埋在基巖層或原狀土中。在建筑區(qū)內(nèi)，點位與鄰近建筑物的距離應大于建筑物基礎(chǔ)最大寬度的兩倍，其標石埋深大于鄰近建筑物基礎(chǔ)的深度。在建筑物內(nèi)部的點位，其標石埋深應大于地基土壓縮層的深度[7][8]。<

57、/p><p>　　4）作為工作基準點的水準點的位置與臨近建筑物的距離不得小于建筑物基礎(chǔ)深度的倍，工作基準點可以在永久建筑物墻體或基礎(chǔ)上設(shè)置[7]。</p><p>　　5）觀測點的位置，對建筑物應選在墻角、柱基、裂縫高低層建筑物、新舊建筑物、裂縫、縱橫墻等交接處兩側(cè)；地下管線應選在端點、轉(zhuǎn)角點以及必要的中間部位；護坡工程應按待測坡面成排布點；測定深層側(cè)向位移的點位與數(shù)量，應按工程需要確定。&l

58、t;/p><p>　　3.1.2基準點的選擇與建立</p><p>　　建筑物監(jiān)測通常在較小的范圍內(nèi)進行，監(jiān)測的對象也是有一定大小的建筑體。要想選擇“絕對”的穩(wěn)定基準是不太現(xiàn)實的，而對于這種“絕對穩(wěn)定”基準的高精度檢核，目前尚存在諸多困難。但是，能滿足建筑物本身安全監(jiān)測需要的“相對穩(wěn)定基準”則是不難解決的。相對穩(wěn)定基準的選取，主要體現(xiàn)在以下兩個方面：其一是在建筑物附近的一定區(qū)域內(nèi)，變形量甚微之

59、處，也就是以此區(qū)域為參考物，要求基準點的變形量與區(qū)域整體完全一致。其二，應考慮方便于變形監(jiān)測工作，不要離監(jiān)測物很遠，以免檢測時基準值的傳遞而使精度損失過大。</p><p>　　在安全監(jiān)測中，由于建筑物或所監(jiān)測對象的不同和外部環(huán)境條件的不同，參考基準的選擇也可以根據(jù)實際情況而定。通?；鶞庶c的選取可以采用埋設(shè)很深且位于變形區(qū)域以外的鋼標系統(tǒng)，也可以選用以遠離變形區(qū)的基巖點為參考基準來布設(shè)監(jiān)測網(wǎng)建立基準的形式，還可以

60、采用高精度的GPS監(jiān)測網(wǎng)來實施基準體系的構(gòu)建。不管采用那種方式，安全監(jiān)測系統(tǒng)的基準應考慮滿足如下基點的要求。</p><p>　　長期穩(wěn)定可靠，相對變形量微小</p><p>　　自然界的各種物體時刻處于活動中的，絕對穩(wěn)定不動的物體是難以尋找到的，即使是穩(wěn)固的巖體，仍然會因地殼板塊的漂移而變動著。對于建筑物的安全監(jiān)測而言，主要考察建筑物相對于基礎(chǔ)及周圍局部范圍地層的變形情況，以此判斷工作狀

61、況是否安全。因此，參考基準可以考慮選擇在遠離建筑物及位于受影響基礎(chǔ)地層外的相對穩(wěn)定處。</p><p>　　應考慮監(jiān)測中的使用方便和能夠檢核</p><p>　　參考基準點是為安全監(jiān)測服務的且作為安全監(jiān)測系統(tǒng)的基準，因此在監(jiān)測工</p><p>　　作中應能方便使用。此外參考基準還需要檢核且是十分必要的，在實際工作中不可能永遠保證參考基準點的穩(wěn)固不變，通過檢核才能及

62、時發(fā)現(xiàn)其變動情況，以采取措施，保證安全監(jiān)測工作的正常進行和監(jiān)測資料的正確有效。例如，在高程基準點的設(shè)置中，采用深埋雙金屬標，通過測定不同金屬管的相對高程變化量并對高程修正，克服溫度引起的變形，進行穩(wěn)定性的檢核。</p><p>　　要詳細設(shè)計參考基準與工作基準點聯(lián)系的優(yōu)化方案和實施辦法</p><p>　　一個建筑物的安全監(jiān)測系統(tǒng)應該建立統(tǒng)一的參考基準系統(tǒng)并以此為基準進行監(jiān)測，才能實現(xiàn)監(jiān)測

63、資料的統(tǒng)一性。在實際的工作中布設(shè)的多種監(jiān)測項目，如視準線、引張線等獨立系統(tǒng)的基點，都是工作基準點。為把這些系統(tǒng)的監(jiān)測值統(tǒng)一起來納入到同一個參考基準體系下的變形值，則必須構(gòu)建參考基準與工作基準點間精密聯(lián)測體系。聯(lián)測體系的建立應視具體的工程的實際情況而定，此外必須考慮精度能否滿足要求，因此在方案的選擇時，應進行精度的論證工作。對監(jiān)測控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計就要有明確的優(yōu)化目標，特別在點位的選擇、圖形質(zhì)量以及用于檢測的控制點的精度和誤差橢圓的確定等問

64、題，都必須以能滿足工作基點檢測的要求為目的來優(yōu)化控制網(wǎng)[3]。</p><p>　　3.2基準的穩(wěn)定性分析</p><p>　　由于參考點往往布設(shè)在遠離變形體的穩(wěn)定的地層或基巖上，保證了變形體上的監(jiān)測點測定的位移是絕對位移。但是參考點也可能因為某些因素而發(fā)生移動，這些因素包括埋設(shè)地層的不穩(wěn)定、對變形影響范圍的估計不足以及其他的人為因素等。在變形觀測的過程中，為了能夠發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定的參考點，通常

65、布設(shè)多個參考點，且構(gòu)成一個參考網(wǎng)。通過定期對參考網(wǎng)的復測來檢查參考點是否穩(wěn)定，并將不穩(wěn)定的點剔除。避免使不穩(wěn)定的參考點給變形計算帶來偏差。如果一個參考點發(fā)生了較大的移動，那么發(fā)現(xiàn)和尋找這種不穩(wěn)定的參考點是件很容易的事，無論是從復測資料的坐標平差結(jié)果還是從復測觀測值的比較途徑都可以達到這個目的。但是當參考點的位移不大時，這種情況出現(xiàn)在一些非人為所破壞因素的影響下，如地下水位的升降溫度變化，對變形影響范圍估計不足以及別的變形影響等，直接從復

66、測資料判斷參考點的穩(wěn)定性比較困難，因而需要一種發(fā)現(xiàn)位移較小的參考點的方法。因此本節(jié)主要介紹基于統(tǒng)計檢驗參考點穩(wěn)定性分析的方法——平均間隙法[2]。</p><p>　　3.2.1平均間隙法的基本思想</p><p>　　先進行兩周期圖形一致性檢驗，如果檢驗通過，則確認所有參考點是穩(wěn)定的。否則，就要找出不穩(wěn)定的點。尋找不穩(wěn)定的點的方法是“嘗試法”，依次去掉每一點，計算圖形不一致性減少的程度，

67、使圖形不一致性減少最大的那一點是不穩(wěn)定的點。排除不穩(wěn)定點后再重復上述過程，直到圖形一致性通過檢驗為止[2]。</p><p>　　3.2.2平均間隙法的原理</p><p>　　通過兩期觀測，可分別進行平差，得出各點兩期的坐標值，而且這些點的坐標值對同名點各不相同（這時兩期的近似坐標應相同）。如果各點（包括原來認為不動的基準點和可能動的移動物體上的點）在兩期觀測期間沒有移動，在同名點的坐標

68、差只反映觀測誤差，因此通過這些坐標即可得到觀測值的一個經(jīng)驗方差[9]。</p><p>　　這個方差可由兩期觀測值改正數(shù)得到，即通常使用經(jīng)驗方差進行比較和檢驗。若，，說明平差后，觀測值改正數(shù)與未知數(shù)及觀測值平差值是相互獨立的，因此用這兩個方差的比構(gòu)成的統(tǒng)計量服從分布。用此量進行檢驗，看出這兩個方差是否相等，即是否出自同一統(tǒng)計體，如果是，則表示坐標值的差完全由觀測誤差所引起的，因此判斷點位確實沒有移動，否則點位產(chǎn)生

69、移動。</p><p>　　3.2.3平均間隙法具體的檢驗過程</p><p>　　現(xiàn)考慮用某兩周期的成果進行穩(wěn)定性檢驗。設(shè)這兩周期分別為第1，周期</p><p>　　根據(jù)每一周期觀測的成果，按秩虧自由網(wǎng)平差的方法進行平差，由平差改正數(shù)可以計算單位權(quán)方差的估值</p><p><b>　　（3-1）</b></p

70、><p>　　式（3-1）中分別用上表與下表1，表示不同的兩周期觀測的成果。一般情況下兩個不同周期觀測的精度是相等的?？梢詫⑴c聯(lián)合起來求一個共同的單位權(quán)方差估值，亦即</p><p><b>　　（3-2）</b></p><p><b>　　式中，</b></p><p>　　如果作假設(shè)“兩次觀測周期

71、間點位沒有變動”，則可以從兩個周期所求得的坐標差計算另一方差估值</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中， ; 為獨立的的個數(shù)。</p><p>　　可以證明方差估值與是統(tǒng)計獨立的。</p><p>　　利用檢驗法，我們可以組成統(tǒng)計量</p><p><b&

72、gt;　?。?-4）</b></p><p>　　在原假設(shè)（兩次觀測期間點位沒有變動），統(tǒng)計量服從自由度為、的分布，故可以用下式</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　來檢驗點位是否有變動。置信水平通常取0.05或0.1，有與自由度、可以從（概率論與數(shù)理統(tǒng)計）中查得分位值。</p><

73、;p>　　當統(tǒng)計量小于相應分位值時，接受原假設(shè)，即認為點位是穩(wěn)定的，穩(wěn)定性分析即完成。</p><p>　　當統(tǒng)計量大于相應分位值時，則必須拒絕原假設(shè)，亦即認為點位發(fā)生了變動。在這種情況下，不一定是所有的點位都發(fā)生了變動，為此，必須用平均間隙法進一步搜索不穩(wěn)定的點[9]。</p><p>　　從上述的檢驗的方法看出，整體檢驗利用構(gòu)成檢驗統(tǒng)計量，這個量反映了每周期圖形的整體一致性，若兩

74、周期的圖形的整體一致性好，則就??；反之，就大。所以整體性檢驗又叫 一致性檢驗。</p><p>　　首先將監(jiān)測網(wǎng)的點分成兩組：穩(wěn)定點組（組）和不穩(wěn)定點組（組）。組中可能既有穩(wěn)定點，又有不穩(wěn)定點，通過檢驗來看組的點是否真的都是穩(wěn)定點。對組進行圖形一致性檢驗。</p><p>　　將、按、組排序并分塊為：</p><p><b>　?。?-6）</b&g

75、t;</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　由于、是相關(guān)的，也即，不能反映組圖形一致性，它受組的影響。因此作如下變換：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><p

76、><b>　　由此獲得</b></p><p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　就將分成了兩個獨立項，第一項表達了組點的圖形一致性。</p><p><b>　　令</b></p><p><b>　?。?-11）</b><

77、;/p><p>　　即可構(gòu)成組點的穩(wěn)定性檢驗統(tǒng)計量</p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　若統(tǒng)計量小于相應分位值時，即認為組點位是穩(wěn)定的</p><p>　　若統(tǒng)計量大于相應分位值時，即認為組中含有不穩(wěn)定點。</p><p>　　若整體檢驗發(fā)現(xiàn)網(wǎng)中有不穩(wěn)定點，到底有多少

78、不穩(wěn)定的點，我們需要一個一個的搜索，我們首先搜索出一個不穩(wěn)定的點，然后檢驗剩下的點是否還有不穩(wěn)定點，如果還有不穩(wěn)定的點，在搜索下一個，依次類推，直到剩下的點中沒有不穩(wěn)定的點止。</p><p>　　若要考查第是否為穩(wěn)定點的，我們把監(jiān)測點分為兩組</p><p>　　組：1，2，…，-1，+1，…，</p><p><b>　　組：</b><

79、;/p><p>　　然后計算，將其作為判斷是否是穩(wěn)定的指標。對于每一個點，都這樣進行分組和計算，相應的得到個指標，選擇指標最大的點作為可能的不穩(wěn)定點，即選擇這個指標最大的點作為可能的不穩(wěn)定點，即選擇</p><p><b>　　（3-13）</b></p><p>　　所相應的點作為可能不穩(wěn)定的點。</p><p>　　在搜

80、索到點這個可能不穩(wěn)定的點后，再對其余的點的圖形一致性進行檢驗，如果經(jīng)檢驗這些點是穩(wěn)定的，那么穩(wěn)定性分析即可結(jié)束。否則，繼續(xù)搜索第二個可能不穩(wěn)定的點，搜索的方法與搜索第一可能不穩(wěn)定點類似，從其余的個點中找一個點與已經(jīng)找出的不穩(wěn)定點構(gòu)成不穩(wěn)定點組，其余的構(gòu)成穩(wěn)定點組，即</p><p>　　組：1，2，…，，，…，，…，</p><p><b>　　組：，</b><

81、/p><p><b>　　相應的計算。</b></p><p>　　如此重復，直到剩下的點經(jīng)檢驗是穩(wěn)定的[2]。</p><p>　　3.3平均間隙法的計算流程圖 </p><p>　　圖3-1 平均間隙法的計算流程圖 </p><p>　　第4章 變形數(shù)據(jù)

82、的處理與檢核</p><p>　　4.1變形數(shù)據(jù)的處理</p><p>　　變形的數(shù)據(jù)主要分兩大類：監(jiān)測網(wǎng)的數(shù)據(jù)和觀測點的觀測數(shù)據(jù)。觀測點的數(shù)據(jù)在工程變形監(jiān)測主要包括水平位移、垂直位移，偏距、土體的深層位移、撓度、彎曲、扭轉(zhuǎn)、震動、裂縫等的測量，還包括與變形的物理量的監(jiān)測，如應力、應變、溫度、氣壓、水位等的變形監(jiān)測數(shù)據(jù)。通常的變形監(jiān)測主要就是水平位移和垂直位移，基坑和大壩變形還會增加土體的

83、深層位移（在工程測量中通常稱測斜）。</p><p>　　不同的觀測數(shù)據(jù)和不同的觀測方法數(shù)據(jù)的處理方法也會不同。本節(jié)主要討論一下水平位移、垂直位移、土體的深層位移的數(shù)據(jù)處理。</p><p>　　4.1.1水平位移觀測方法及數(shù)據(jù)的處理</p><p>　　水平位移采用測小角法，角度觀測n（依觀測的精度?。y回，距離按1/2000的精度測量，測小角法是利用精密經(jīng)緯儀精

84、確地測出基準線與置鏡點到觀測點視線之間所夾的微小角度 (如圖4-1所示)，并按下式計算偏移值：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中為端點A到觀測點P的距離，ρ=206265；</p><p>　　每次變化量很小可以忽略不計第一次觀測后認為是不變量。</p><p>　　圖4-1 測小

85、角原理圖</p><p>　　數(shù)據(jù)處理時由（4-1）式可以計算出第次偏移值，第次偏移值</p><p><b>　　變化量</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　　累計偏移量</b></p><p><b

86、>　?。?-3）</b></p><p>　　以此類推直到計算到結(jié)束時。</p><p>　　4.1.2垂直位移觀測方法及數(shù)據(jù)的處理</p><p>　　沉降觀測的儀器設(shè)備根據(jù)沉降觀測精度要求的特點，為能夠精確地反映出建（構(gòu)）筑物在不斷加荷載的情況下或基坑開挖對建筑的影響沉降情況，一般規(guī)定測量的誤差應小于變形值的1/10～1/20，為此要求沉降觀測

87、應使用精密水準儀(S1或S05級)，水準尺也應使用受環(huán)境及溫差變化影響小的銦瓦尺。在首次觀測前要對所用儀器的各項指標進行檢測校正，必要時經(jīng)計量單位予以鑒定。連續(xù)使用3～6個月后重新對所用儀器、設(shè)備進行檢校</p><p>　　沉降觀測的時間要求首次觀測必須按時進行，其他各階段的復測，根據(jù)工程進展情況必須定時進行，不得漏測或補測。這樣，才能得到準確的沉降情況或規(guī)律。相鄰的兩次時間間隔稱為一個觀測周期，一般高層建筑物

88、的沉降觀測按一定的時間段為一觀測周期(如：30天/次)或按建筑物的加荷情況每升高一層(或數(shù)層)為一觀測周期，無論采取何種方式都必須按施測方案中規(guī)定的觀測周期準時進行。</p><p>　　觀測點位的布設(shè)為了能夠反映出建（構(gòu)）筑物的準確沉降情況，沉降觀測點要埋設(shè)在最能反映沉降特征且便于觀測的位置。一般要求建筑物上設(shè)置的沉降觀測點縱橫向要對稱，且相鄰點之間間距以15～30米為宜，均勻地分布在建筑物的周圍。通常情況下，

89、建筑物設(shè)計圖紙上有專門的沉降觀測點布置圖。此外，埋設(shè)的沉降觀測點要符合各施工階段的觀測要求，特別要考慮到裝修裝飾階段，是否會因墻或柱飾面施工而破壞或掩蓋住觀測點，不能連續(xù)觀測而失去觀測意義?！?lt;/p><p>　　沉降觀測自始至終要按基準點、工作基點和被觀測物的沉降觀測點，點位要穩(wěn)定；所用儀器、設(shè)備要穩(wěn)定；觀測人員要穩(wěn)定；觀測時的環(huán)境條件基本一致；觀測路線、鏡位、程序和方法要用固定的方法觀測。</p>

90、<p>　　沉降觀測精度的要求：根據(jù)建筑物的特性和建設(shè)、設(shè)計單位的要求選擇沉降觀測精度的等級。在無特殊要求情況下，一般高層建（構(gòu)）筑物采用二等水準測量的觀測方法就能滿足沉降觀測的要求?！　?lt;/p><p>　　沉降觀測成果整理及計算要求：原始數(shù)據(jù)要真實可靠，記錄計算要符合施工測量規(guī)范的要求，按照依據(jù)正確、嚴謹有序、步步校核、結(jié)果有效的原則進行成果整理及計算。　</p><p>

91、;　　建立水準控制網(wǎng)：根據(jù)工程的特點布局、現(xiàn)場的環(huán)境條件制訂測量施測方案，由建設(shè)單位提供的水準控制點(或城市精密導線點)根據(jù)工程的測量施測方案和布網(wǎng)原則的要求建立水準控制網(wǎng)。要求：a.一般高層建筑物周圍要布置3個以上水準點，其間距不大于100米；b.在場區(qū)內(nèi)任何地方架設(shè)儀器至少后視到2個水準點，并且場區(qū)內(nèi)各水準點構(gòu)成閉合圖形，以便閉合檢校；c.各水準點要設(shè)在建筑物開挖、地面沉降和震動區(qū)范圍之外，水準點的埋深要符合二等水準測量的要求(大于

92、1.5米)?！　?lt;/p><p>　　如圖4-2為某大學的一教學樓的沉降觀測觀測點布置圖和觀測路線圖。1，2，3，4，5，6為觀測點，z1，z2，z3，z4，z5，z6為轉(zhuǎn)點。觀測數(shù)據(jù)的平差計算時只把閉合路線z1 z2 z3 z4 z5 z6上的觀測數(shù)據(jù)參加閉合差的分配計算。支線上的1，2，…，6點觀測數(shù)據(jù)不參加閉合差的分配計算。把第次的高程值減去 第次的高程值即為沉降量。表達

93、式為：</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　圖4-2 沉降觀測示意圖</p><p>　　4.1.3測斜的方法以及數(shù)據(jù)的處理</p><p>　　深層水平位移監(jiān)測是觀測支護結(jié)構(gòu)各深度的水平位移量，用以監(jiān)測支樁或土體的變形。當測出支護結(jié)構(gòu)在沒有外界荷載作用下位移急劇增大則表示土體臨近破壞。其

94、量測方法是：</p><p>　　1）首先在預定位置埋設(shè)足夠深（以達到不動點為止）鉛直的測斜管，管內(nèi)有互成90°的四個導槽，使其中一對互成180°的導槽與土體變形方向一致（與基坑邊垂直）。</p><p>　　2）放入帶有導輪的測斜儀沿導槽滑動，由于測斜儀能反應出測管與重力線之間的傾角，因而能測出測斜儀所在位置測管在土體作用下的傾斜度，換算成該位置測斜儀上下導輪間（或分

95、段長度）的位置偏差Δd: </p><p><b>　　Δd=Lsin</b></p><p>　　式中，L為量測點的分段長度。自下而上累加可知各點處的水平位置：</p><p><b>　　（4-5）</b></p><p>　　與初次位置測值相減既為各點本次量測的

96、水平位移。</p><p>　　深層土體位移一般采用BC-1型應變式測斜儀施測。BC-1型應變式測斜儀的性能指標見下表：</p><p>　　BC-1型應變式測斜儀的主要性能指標：</p><p><b>　　圖4-3測斜原理圖</b></p><p>　　4.2變形數(shù)據(jù)的檢核</p><p>　

97、　4.2.1變形數(shù)據(jù)檢核的意義</p><p>　　受觀測條件的影響，任何變形監(jiān)測資料可能存在誤差，只是誤差的大小和性質(zhì)不同而已。在測量中我們一般把誤差分為三類：粗差、偶然誤差、系統(tǒng)誤差。在變形監(jiān)測中觀測中的誤差是不允許存在的，系統(tǒng)誤差可以通過一定的觀測程序得到消除或減弱。如果在監(jiān)測資料中存在粗差或系統(tǒng)誤差，就會對后續(xù)的變形分析和解釋帶來困難，甚至得出錯誤的結(jié)論。同時，在變形監(jiān)測中，由于變形量本身較小，臨近于測量

98、誤差的邊緣，為了變形與誤差，提取變形特征，必須消除較大的誤差，提高測量精度，從而盡可能的減少觀測誤差對變形分析的影響。所以對監(jiān)測資料的檢核就非常重要了[2]。</p><p>　　4.2.2變形數(shù)據(jù)檢核的方法</p><p>　　監(jiān)測資料檢核的方法很多，要依據(jù)實際的情況而定。一般來說，任一觀測元素（如高差、方向值、偏移值等）在野外觀測中都均有本身的觀測檢核方法，如水準線路的閉合差、兩次讀數(shù)

99、差都要滿足規(guī)范的限差。</p><p>　　室內(nèi)的檢核業(yè)很重要，具體有：</p><p>　　1）校核各項原始記錄，檢查各次變形值的計算是否有誤?？赏ㄟ^不同的方法的驗算，不同的人員的重復計算來消除監(jiān)測中可能帶有的誤差。</p><p>　　2）原始資料的統(tǒng)計分析。對監(jiān)測網(wǎng)觀測資料按第三章的方法進行檢驗。</p><p>　　3）原始實測值的邏

100、輯分析。根據(jù)監(jiān)測點的內(nèi)在的物理意義來分析原始實測資料的可靠性。一般主要是下面了兩種分析：一致性分析和相關(guān)性分析。</p><p>　　4.2.3利用數(shù)學模型—線性回歸模型進行資料的檢核</p><p>　　一元回歸處理的是兩個變量之間的關(guān)系，即兩個變量和間若存在一定的關(guān)系，則通過試驗，分析所得數(shù)據(jù)，找出兩者之間的關(guān)系的經(jīng)驗公式。如果兩個變量的關(guān)系是線性的，那就是一元線性回歸分析研究的對象。

101、</p><p>　　一元線性回歸的數(shù)學模型為</p><p>　　=1，2，…， （4-6）</p><p>　　式中，，，…，是隨機誤差，一般滿足是獨立的，且服從同一正態(tài)分布。</p><p>　　為了估計（4-6）式中的參數(shù)，，用最小二乘法求得他們的估值分別為，，則可以得一元線性回歸方程</p><

102、;p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　，叫做回歸方程的回歸系數(shù)。</p><p><b>　　若記</b></p><p><b>　　（4-8）</b></p><p><b>　?。?-9）</b></p>&l

103、t;p>　　求回歸直線的前提是變量和必須存在線性相關(guān)，否則所配直線就無實際意義，線性相關(guān)的指標是相關(guān)系數(shù)，它可以用下式計算</p><p><b>　?。?-10）</b></p><p><b>　　其估值為</b></p><p><b>　?。?-11）</b></p>&l

104、t;p>　　式中，為自變量的平均值；為因變量的平均值。當愈接近時，表明隨機變量與相關(guān)愈密切。表4-1為相關(guān)系數(shù)檢驗的臨界表。當按（4-11）式計算的估值大于表中的相應值時，即可認為隨機變量之間線性相關(guān)密切，此時配置回歸直線才有價值</p><p><b>　　由最小二乘估計得</b></p><p>　　， （4-12

105、）</p><p><b>　　式中， </b></p><p>　　于是求得回歸直線方程（4-7）式[10]。</p><p>　　然后由回歸方程計算出理論值，再和實際值相比較看相差較大的可以立即進行復測，以免以后產(chǎn)生疑問。</p><p>　　表4-1 相關(guān)系數(shù)檢驗法的臨界值</p><p>

106、　　第5章 變形數(shù)據(jù)處理與檢驗方法在工程實例中的應用</p><p>　　工業(yè)與民用建筑的變形，主要包括基礎(chǔ)的沉降變形和建筑物本身的變形。而沉降變形又有均勻沉降與不均勻沉降，對于均勻沉降則要預知沉降速率以及最終沉降量；對于不均勻沉降則要預知沉降差異量以及最終沉降狀態(tài)?；谏厦嫠撌龅淖冃畏治龇椒ú⒔Y(jié)合具體的沉降變形特征，可以對沉降變形作出具體分析研究。因本課題的實用性比較強和實際監(jiān)測過程中的情況較復雜所以以工程實

107、例來更加直接的來闡述數(shù)據(jù)的處理和檢驗方法的應用。</p><p><b>　　5.1工程的概況</b></p><p>　　宜興市人民醫(yī)院擬建病房南樓位于宜興市通貞觀路，主樓高二十二層，總建筑面積67600多平方米。由江蘇省建筑設(shè)計院有限公司設(shè)計，江蘇省建苑巖土工程勘測有限公司勘察，并作基坑的變形監(jiān)測。 基坑挖深約6.0米，在西南角有電梯井挖深直12m左右。</

108、p><p>　　5.2監(jiān)測依據(jù)、方法、觀測周期</p><p>　　監(jiān)測依據(jù)：1）監(jiān)測技術(shù)要求；2）相關(guān)設(shè)計圖紙；3）國家相關(guān)規(guī)范、規(guī)程、標準或地方規(guī)程：</p><p>　　表5-1國家相關(guān)規(guī)范、規(guī)程、標準或地方規(guī)程</p><p>　　本工程的監(jiān)測方法：水平位移采用測小角法，沉降按二等水準測量，土體的深層位移采用ZW2000型(編號CCX00

109、1)位移計采集。</p><p>　　監(jiān)測周期：第一階段為基坑土方開挖～底板澆筑完成期間。這期間的監(jiān)測是整個監(jiān)測過程的重點及關(guān)鍵，監(jiān)測頻率為每天一次；第二階段為地下主體工程施工期間，監(jiān)測頻率為每四天觀測一次；后期依據(jù)工程需要。</p><p>　　5.3監(jiān)測的數(shù)據(jù)及處理方法</p><p>　　在遠離本基坑（40m外）的地方設(shè)置基本水準點BM1～BM4；基本方位控制

110、點，設(shè)置PG1～PG6（一般以遠處的較尖的穩(wěn)定的天線等）。由附圖可以看出觀測點一般布設(shè)在建筑的轉(zhuǎn)交處，比較危險的地方加密觀測點。</p><p>　　由于本工程的數(shù)據(jù)較多，我們?nèi)∑渲械膬善谶M行分析計算:把測量的沉降數(shù)據(jù)按第四章的平差方法進行平差計算把高程值輸入Excel表格，如圖5-1。</p><p>　　再由Excel生成沉降變化量圖，能更加直接形象的反映沉降變化情況。水平位移、土體的

111、深層位移業(yè)可以類似的生成相應的圖表。</p><p>　　圖5-1 沉降曲線圖</p><p>　　5.4監(jiān)測數(shù)據(jù)—沉降數(shù)據(jù)的檢核</p><p>　　表5-2 沉降記錄表格</p><p>　　表5-2鶴樓上的三個沉降點C18 、C19、 C20其中的一段時間的監(jiān)測數(shù)據(jù)為了分析他們之間互相進行檢核的可能性，首先計算他們的相關(guān)度。利用（4-1

112、1）式計算他們之間相關(guān)系數(shù)的估值。 </p><p>　　圖5-2 線性回歸計算示例圖</p><p>　　我采用了Excel進行的計算其過程為：以圖5-2來進行說明，在C34中輸入=AVERAGE（C9︰C33）得到值，同理得到的值。在F9中輸入=C9-（-0.16），回車，用鼠標拖住下拉就計算了。在G9中輸入=G9-（-0.25），回車，用鼠標拖住下拉就計算了，依次類推，在H9中輸入=

113、H9-（-0.22），在I9中輸入=F9*G9，得到的值，在J9中輸入=F9*F9的到，在K9中輸入=G9*G9得到。在I35中輸入=SUM（I9︰I33）得到，同理的到、。</p><p>　　最后由（4-11）式得到：C18點與C19的相關(guān)系數(shù)估值：=0.577</p><p>　　同理得到C20與C19的相關(guān)系數(shù)估值：=0.612</p><p>　　由表4-

114、1查得，自由度n-2=23時置信水平5%、1%相應的相關(guān)系數(shù)臨界值為0.396、0.505.因為，均大于臨界值，故C18、C19、C20三點聯(lián)系密切。</p><p>　　由(4-12)和(4-7)式得到回歸方程：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　表5-3是由回歸方程（5-1）計算值與實際測量值的比較<

115、/p><p>　　表5-3 點位C19的計算值和觀測值比較</p><p>　　由表5-3知絕大多數(shù)差值均在精度要求范圍之內(nèi)，個別值（差值0.2）有些大但是滿足精度要求。我們算出以后有去現(xiàn)場復測了一遍，觀測值是-0.38，經(jīng)過分析，可能是因為當天基坑開挖的速度較快。</p><p><b>　　第6章 總結(jié)及展望</b></p>&

116、lt;p><b>　　6.1對本文的總結(jié)</b></p><p>　　工程建筑物的變形分析與預測是保證工程建筑物安全建設(shè)與運營的一項重要內(nèi)容。工程建筑物在建設(shè)過程中和建成后一般都需要進行變形監(jiān)測，在變形監(jiān)測過程中需要記錄大量的變形以及相關(guān)因素等方面的數(shù)據(jù)。利用變形監(jiān)測所得到的數(shù)據(jù)進行變形模型的分析以及變形預測是變形監(jiān)測的重要組成部分，變形分析以及預測的科學性和準確性將直接影響到工程建筑