在我们生活的世界里,无论是高耸入云的摩天大楼,还是横跨江河的雄伟桥梁;无论是绵延千里的高铁线路,还是蓄水防洪的水库大坝,它们的安全都离不开一项至关重要的技术 —— 变形测量。今天,就让我们一起深入了解什么是变形测量。
一、变形测量究竟是什么?
变形测量,英文名为 “deformation measurement” ,从专业角度来讲,它指的是对建筑物、构筑物和地表相对位置变化所进行的测量,是测绘学中工程测量学的重要内容。简单来说,变形测量就像是给各种建筑和地表装上了 “透视眼”,能够精准捕捉它们极其细微的位置变化。
变形测量又被称为变形观测、变形监测。它通过测量变形体相对位置的变化,来掌握变形的大小、在空间中的分布情况,以及随时间的发展态势,并对这些数据进行分析和预测。变形体的范围非常广泛,大到整个地球,小到一个区域或者某一座工程建筑都涵盖其中。根据变形体的不同,变形测量可以分为全球性变形测量、区域性变形测量和工程变形测量。
变形还分为外部变形和内部变形。外部变形很好理解,像建筑物倾斜、墙体出现裂缝、垂直方向的沉降,以及水平方向的位移等都属于外部变形;而内部变形则涉及变形体内部应力、温度、水位、渗流、渗压等不易察觉的变化。
二、变形测量有哪些重要作用?
变形测量在多个领域都有着不可替代的作用。在工程安全监测方面,它就像一个忠诚的 “安全卫士”。以高楼大厦和桥梁为例,通过变形测量,能及时发现潜在的安全隐患,让我们提前采取措施,保障人们的生命和财产安全。
在验证设计理论上,变形测量也功不可没。将实际测量得到的变形数据与理论计算结果进行对比,就可以发现设计中存在的不足,从而进一步完善设计理论,为未来类似工程的设计提供更精准的依据。
而且,通过长期对不同变形体进行测量,还能分析出全球、板块、地表区域以及工程的变形规律,探究地质灾害和工程建设安全隐患的发生机制,预测安全隐患发生的可能性和时间,为安全灾害的防治提供有力的数据支持。
三、变形测量的方法有哪些?
变形测量所用到的方法丰富多样,涵盖了大地测量技术、非接触测量技术以及各类传感器技术。
水准测量是沉降观测的主要手段之一;全站仪和卫星定位测量能够精确测量三维坐标的变化。摄影测量、三维激光扫描、微波雷达等非接触测量技术,不需要与被监测的建筑物直接接触,就能获取大量信息,并且信息利用率高,在变形测量领域有着广阔的应用前景。传感器技术则主要用于测量内部变形,它最大的优势是可以实现自动化、实时化监测,大大提高了监测的效率和精度。
四、变形测量有什么独特之处?
和其他工程测量相比,变形测量有着鲜明的特点。首先是周期性重复测量,因为变形体的变形是一个持续的过程,只有定期测量,才能掌握其变化趋势。
其次,它对测量精度要求极高。国际测量师联合会(FIG)提出:若观测目的是确保建筑物安全,使变形值不超过允许数值,观测的中误差应小于允许变形值的 1/10 - 1/20;若目的是研究变形过程,中误差要求更小。
另外,变形测量对实时性和自动化要求也很高。为了保证测量精度,减少误差,通常遵循 “五固定” 原则进行测量,即固定基准点和工作基点、固定人员、固定仪器设备、固定监测环境条件、固定测量路线和方法。
变形测量在保障工程安全、推动工程设计进步、预防灾害等方面都扮演着关键角色。希望通过今天的介绍,大家能对变形测量有更深入的了解。
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