工程建筑物变形监测技术研究综述

陆艺双

（特变电工沈阳电力勘测设计有限公司，沈阳110026）

工程建筑物变形监测技术研究综述

陆艺双

（特变电工沈阳电力勘测设计有限公司，沈阳110026）

变形监测技术及其方法正在由之前传统的、单一的监测模式向着立体式交叉市场的空间模式发展，自从网络技术、现代化技术的出现，一些高科技的仪器也出现在变形监测中，比如高精度测量仪器、三维激光扫描技术，等等。这些技术手段的引入受到了广大研究人员的关注和重视，现如今已经成为非常普遍的现代变形监测方法。

工程建筑物；变形监测技术；传统大地监测法；现代自动化监测法

现代测量技术的发展以及计算机网络技术的不断更新，这些技术的出现为变形分析以及变形预报提供了更为坚实的技术支持。本文从工程建筑物的变形监测技术入手，分析了现代测量技术在工程建筑物变形监测领域中的应用。

1　变形监测方法

1.1变形监测非大地监测方法

我们在使用变形监测的非大地观测仪器时，需要将其固定在变形的形体上或者是与之接近的区域内，不管怎样安排监测仪器，都要求变形监测仪器要直接接触到观测部位，一部分监测仪器的结果是相邻观测标志或者是位置的一个位移，而另一部分仪器的最终观测结果是可以直接测定物理量，进而间接求算几何量，像后面的这类仪器是比较多的，而且仪器的类型也非常多，一般可以分为机械类、物理类，等等。

1.2变形监测传统大地测量方法

大地测量方法最终获得的观测结果，其几何意义不仅明确，而且还非常的直观，因此从古至今都被广泛的运用在各类的工程建筑物的变形观测中，比如用于沉降观测的几何水准测量，用于位移观测的三角测量，用于挠度观测的精密水准测量，等等。随着科学技术的不断发展，在工程测量领域也出现了很多新的测量技术，但是在绝大多数情况下，传统的大地测量方法始终是变形观测的主要手段之一，而且在一些观测项目上，常规的大地测量方法与现代化的空间定位技术相比还是有着极其显著的优势，比如在建筑物基础沉降等方面。精密水准测量还是当前精度最高且成果最可靠的方法，但是传统的大地测量检测方法也有其弊端存在，传统的大地测量检测方法会受到地形等地质条件的制约，并不适合实现自动化监测。

1.3变形监测现代测量方法

1.3.1基于全站仪的变形监测

全站仪变形监测的技术优势主要在于它的自动化程度高、精度高、三维监测技术，因此它在变形监测中的应用范围非常广泛。随着科学技术的发展以及研究人员的不断研究，现如今全站仪正向着智能化的方向发展，如新研制出的带马达驱动的全站仪在结合了激光技术以及CCD技术之后，可以实现测量过程的全自动化，因此也被业内人士称为测量机器人。测量机器人可以自动搜索观测目标，而且在较短时间内完成目标点的观测，测量机器人与测量数据处理分析软件系统相结合则能够进一步实现变形监测的自动化。

1.3.2基于GPS的变形监测

GPS的使用是测量技术的又一项突破性的变革，GPS具有精度高、实时性、全天候作业等优点，再加上实时动态测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术。GPS与计算机技术、空间分析技术进行集成能够实现变形分析的自动化，这样也能够实现远程在线网络实时监控，因此很多研究人员致力于实用性强、成本低的GPS的变形监测技术，希望可以推动GPS变形监测技术的应用范围；还有一部分研究人员比较重视研究GPS垂直位移监测精度的研究，其研究目的是为了发挥其测定三维位移的优越性。

2　变形监测分析

随着我国变形监测技术的发展，监测数据的采集方法也随着技术手段的更新而不断成熟，但是从监测数据的实际信息情况来看，变形监测技术依旧是变形监测领域所关注的重点。在对变形监测数据进行处理的时候，研究人员希望通过适当的方法来提取出能够真实反映变形体变形规律的有效信息，这也能够为工程设计以及灾害的防治提供强有力的科学依据。

3　变形分析与预报的数学模型

变形分析建模主要是运用数学模型来模拟、揭示变形体的变形规律，其最终目的在于理解和预测变形体的动态变形规律。变形分析模型会根据分析目的的不同，分为几个分析模型和物理分析解释模型。比如FIG变形分析专门委员会就对其进行了变形模型的分类，如图1所示。

图1　变形模型分类Fig.1 Deformationmodelclassification

4　结语

工程变形监测技术的发展是随着我国工程建筑物的发展而发展的，其发展方向主要是通过多传感器的集成系统，对变形体进行一个实时的动态监测，从而进一步实现了内外业的一体化，自动化的数据处理，智能化的监测，再加上数字化的输出结果和可视化的监测信息，使得工程变形监测技术的发展前景越来越好。当前，我国已经开展了工程安全监测等方面的工作，除此之外，利用现代化的系统作为指导标准，对于变形分析与预报来说也是一个非常好的研究方向，这一方向会涉及很多非线性学科的内容，比如信息论、控制论、突变论、分形、混沌理论、系统论，等等。人们在对自然灾害的预测预报研究上，已经开始运用突变理论进行滑坡危险性的预测。

总地来讲，随着现代化测量技术的发展以及计算机网络技术的提高，各种新的理论和方法都为变形分析和变形预报提供了有效的技术支持。

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Research summary on deformation monitoring technology of engineering works

LUYi-shuang
(TBEA Shenyang Electric Power Survey anDDesign Co.,Ltd.,Shenyang110026,China)

The deformation monitoring technology anDmethods are developeDfromtraditional,singlemonitoringmode to three-dimensional crossmarket spacemode,since the emergence of the network technology,some high-tech equipment also appears in the deformation monitoring,such as high-precision measuring instruments,three-dimensional laser scanning technology anDso on.The introduction of these technicalmeanshasattracteDconcern anDattention of themajority of researchers,which noWhasbecome very commonmodernmethodsofdeformationmonitoring.

Engineering works;Deformation monitoring technology;Traditional grounDmonitoring method;Modern automaticmonitringmethod

TU196

A

1674-8646（2016）03-0146-02

2016-01-19