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变形监测

系统概述

随着现代城市建设的发展,变形监测越来越引起各个部门的重视。在管理上,我国于1998年由建设部颁布了变形测量规程;在理论上,国内外也有大量的论文、论著进行变形观测研究。

变形观测数据处理软件EpsDS 1.0是基于清华山维EPS平台开发的一套集变形数据分析与数据管理于一体的应用软件。它的前端数据采集软件是运行于WindowCE操作系统中的掌上机软件ElerCE 3.0,以及相应的内业数据处理软件EpsEler 3.0,与相应的控制网严密平差软件EPSNas,构成了清华山维变形监测一体化系统,实现了从数据采集到数据分析与管理一体化的作业流程。

变形观测数据处理软件EPSDS 1.0总结了现有变形观测的理论知识和实践经验,借鉴其它软件的优点,能系统化、规范化地进行变形分析。它可以对沉降、挠度、位移、测斜数据进行分析,使用清华山维EPS平台的信息映射与模板机制,自定义方便,扩展能力强。

一般的变形观测任务包括:测定变形体的变形量、不均匀变形(变形差)及变形速度、计算周期变形量、周期变形速度、地基倾斜、局部倾斜、相对弯曲和构件倾斜等。

变形观测结束后,应提交:变形观测成果表、变形点位分布图、各周期变形展开图、变形量--时间曲线图、变形速度--时间曲线、变形差--时间曲线图、变形体等变形曲线图、变形体等变形速度曲线图、变形过程的回归分析、预测和变形观测分析报告等。

在变形(沉降、位移、挠度、测斜)观测中,应用变形观测数据处理软件EpsDS 1.0,可以按要求自动生成多种变形观测成果表、绘制复杂的曲线图、动态查询变形数据,有利于系统化、规范化变形分析工作。特别是系统的变形过程回归分析及预测功能,为变形过程的稳定性分析提供了科学依据。

软件组成

数据采集以及预处理软件:

ElerCE 3.0(基于PDA的观测电子记簿软件)以及相应的内业数据处理软件EpsEler 3.0、EPSNAS控制网严密平差软件;

变形观测数据处理软件:

EPSDS (EPS平台+ SSDeformation 模块)。

基本概念

工程项目

介绍工程项目前先介绍一下“变形体”,变形体是变形分析时划分的基本单元,如:建筑群里的一栋建筑物,桥梁的上游部分,大坝的一侧,变形体的确立是根据变形观测与分析的需要自由划分的。

现代变形观测已不仅仅局限于独立的个别变形体,而是涉及由若干变形体组成的变形体群(如建筑物组成的建筑群,整个居民小区等)。变形分析也随之扩展为区域变形分析。为便于变形观测数据管理,引入“工程项目”概念,工程项目由若干变形体、变形点、工作基点和基准网点组成。一个MDB数据文件可以包括若干个工程项目,但建议一个MDB文件只包含一个工程项目

基准网点

基准网点是离变形区相对较远,理论上可以认为稳定的点,一般要求在国家二等精度以上。在变形区四周的多个基准网点构成观测网,在进行变形观测前,要先对基准网进行观测检核,确保基准网稳定。然后从基准网点引出工作基点到变形体附近。

工作基点

工作基点是从基准网点引过来的控制点,在变形区域附近,相对变形点稳定,多个工作基点也构成网,每次观测前一般先对工作基点网进行稳定性观测,然后在工作基点上架设仪器观测变形体上的变形点。

变形点

变形点是固定在变形体上,与变形体一起变化(如沉降、位移)的点,变形观测时观测变形点的点位变化。

工程名

如居民小区名。

变形体名

如居民小区里的一栋楼名或者编号。

工程属性

工程地点、建设单位、设计单位、监理单位、测量单位、作业人、首次监测时间、观测仪器和仪器型号等。

沉降点名

工程中某变形体上布设的变形点名或编号。

工程数据管理

工程数据采用树状结构存储管理。第一级为工程,第二级为该工程所属的变形体,第三级为工程所属变形体的变形点。工作基点、基准网点与变形体并列。图1为系统工程结构图。

图1:工程结构图

主要功能

  • 预处理

预处理是对野外采集的数据进行初步的整理与平差,输出野外数据报表,进行数据检核。

图 2:EPSEler数据处理界面

图 3:EPSNAS数据处理界面

  • 项目数据管理

图 4:项目数据管理

  • 各类变形点观测数据导入

图 5:数据导入

  • 参数配置

进行数据处理及成果图表输出之前,一些基本的处理参数需要配置。

参数配置之工程设置:

图 6:参数配置之工程设置

参数配置之分组设置:

图 7:参数配置之分组设置

参数配置之图廓设置:

图 8:参数配置之图廓设置

参数配置之回归分析设置:

图 9:参数配置之回归分析设置

参数配置之自动标注设置:

图 10:参数配置之自动标注设置

参数配置之图表输出设置:

图 11:参数配置之图表输出设置

  • 沉降分析

沉降量统计:

图 12:沉降量统计

沉降过程线:

图 13:沉降过程线

沉降过程线组合:

图 14:沉降过程线组合

平均沉降过程线:

图 15:平均沉降过程线


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