1，變形監(jiān)測的基本概念
變形是自然界普遍存在的現(xiàn)象,它是指變形體在各種荷載作用下,其形狀、大小及位置在時間域和空間坡中的變化,變形體的變形在一定范圍內(nèi)被認為是允許的,如果超出允許值,則可能引發(fā)災害。自然界的變形危害現(xiàn)象很普遍、如地震、滑坡、巖崩、地表沉陷、火山爆發(fā)、潰壩、橋梁與建筑物的倒塌等。
所謂變形監(jiān)測,就是利用測量與專用儀器和方法對變形體的變形現(xiàn)象進行監(jiān)視觀測的工作。其任務是確定在各種荷載和外力作用下,變形體的形狀、大小及位置變化的空間狀態(tài)和時間待征。變形監(jiān)測工作是人們通過變形現(xiàn)象獲得科學認識.檢驗理論和假慢的必要手段,變形體的范疇可以大到整個地球,小到一個工程建(構)筑物的塊體,它包括自然和人工的構筑物。根據(jù)變形體的研究范圍,可將變形監(jiān)測研究對象劃分為這樣 3類:
(1)全球性變形研究、如監(jiān)測全球板塊運動、地極移動、地球白轉速率變化、地潮等;
(2)區(qū)域性變形研究,如地殼形變監(jiān)監(jiān)測、城市地面沉降等;
(3)工程和局部性變形研究、如監(jiān)測工程建筑物的三維變形、滑域體的滑功、地下開采使引起的地表移動和下沉等。
在精密工程測量中,最具有代表性的變形體有大壩、橋梁、礦區(qū)、高層(聳)建筑物、防護堤、邊坡、隧道、地鐵、地表沉降等
2，變形監(jiān)測的內(nèi)容
變形監(jiān)測的內(nèi)容,應根據(jù)變形體的性質與地基情況來定。要求有明確的針對性,既要有重點,又要作全面考慮,以便能正確地反映出變形體的變化情況,達到監(jiān)視變形體的安全、了解其變形規(guī)律的目的。例如:
(1)工業(yè)與民用建筑物:主要包括基礎的沉陷觀測與建筑物本身的變形觀測,就其基礎而言、主要觀測內(nèi)容是建筑物的均勻沉陷與不均勻沉陷。對于建筑物本身來說,則主要是觀測傾斜與裂縫。對于高層和高聳建筑物,還應對其動態(tài)變形(主要為振動的幅值、頻率和扭轉)進行觀測,對于工業(yè)企業(yè)、科學試驗設施與軍事設施中的各種工藝設備、導軌等,其主要觀測內(nèi)容是水平位移和垂直位移。
(2)水工建筑物:對于土壩,其觀測項目主要為水平位移、垂直位移、滲透以及裂縫觀測;對于混凝土,以混凝土重力壩為例由于水壓力、外界溫度變化、壩體自重等因素的作用,其主要觀測項目主要為垂直位移(從而可以求得基礎與壩體的轉動)、水平位移(從而可以求得壩體的扭曲)以及伸縮縫的觀測,這些內(nèi)容通常稱為外部變形觀測。此外。為了了解混凝土壩結構內(nèi)部的情況,還應對混凝土應力、鋼筋應力、溫度等進行觀測,這些內(nèi)容通常稱為內(nèi)部觀測。雖然內(nèi)部觀測一般不由測量人員進行,但在進行變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理時,特別是對變形原因作物理解釋時,則必須將內(nèi)、外部觀測的資料結合起來進行分析。
(3)地面沉降:對于建立在江河下游沖積層上的城市,由于工業(yè)用水需要大量地開采地下水,而影響地下土層的結構.將使地面發(fā)生沉降現(xiàn)象。對于地下采礦地區(qū),由于大量的采掘,也會使地表發(fā)生沉降現(xiàn)象。在這種沉降現(xiàn)象嚴重的城市地區(qū),暴雨以后將發(fā)生大面積的積水,影響倉庫的使用與居民的生活。有時甚至造成地下管線的破壞,危及建筑物的安全。因此必須定期進行觀測,掌握其沉降與回升的規(guī)律,以便采取防護措施。對于這些地區(qū)主要應進行地表沉降觀測。
