分析方法學(xué)驗(yàn)證論文

時(shí)間：2024-05-20 02:37:27 法學(xué) 我要投稿

分析方法學(xué)驗(yàn)證論文

　　在本次研究工作中，首先介紹了幾種常用的水平位移監(jiān)測方法，闡明了基本原理和工作背景;接著對兩種方法相互之間做了比較，進(jìn)行了理論精度分析。在此基礎(chǔ)上通過工程實(shí)例驗(yàn)證比較了兩方法的實(shí)測精度，在驗(yàn)證的基礎(chǔ)上得出了在工程應(yīng)用中的優(yōu)劣勢以及范圍分析結(jié)論。以下是分析方法學(xué)驗(yàn)證論文，歡迎閱讀。

分析方法學(xué)驗(yàn)證論文

　　1 概述

　　近年來，隨著城市高層建筑和地鐵工程的建設(shè)發(fā)展，城市地下空間利用越來越多，大量深基坑開挖工作往往在建筑物和地下管線密布的市區(qū)進(jìn)行。基坑開挖過程中土體變形過大，就會對周邊構(gòu)筑物和地下管網(wǎng)線的正常使用狀態(tài)造成影響，甚至破壞其結(jié)構(gòu)或設(shè)施。深基坑施工過程中，為確保工程安全有序，必須全面的掌握基坑周圍土體變形和基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)條件，全方位監(jiān)測相鄰的建構(gòu)筑物、管網(wǎng)線和土體的在基坑開挖中的狀況。

　　由于基坑尤其是深基坑邊緣不僅自身存在位移，還會使得基坑周圍地層、周邊建筑物的地基產(chǎn)生沉降和傾斜。為了監(jiān)視基坑施工的安全，為基坑支護(hù)方案的選取、變更以及調(diào)整提供基礎(chǔ)資料，必須對基坑進(jìn)行位移觀測。尤其在地質(zhì)條件較差的情況下，在深基坑施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對特定方向( 一般與邊坡成垂直方向) 的坡體或支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移進(jìn)行監(jiān)測。

　　2 單站改正法(見圖1)

　　2.1 單站改正法原理

　　受測區(qū)地形和施工環(huán)境的影響，通常基坑水平位移觀測所用的視準(zhǔn)線法往往無法滿足條件，而其他方法無法達(dá)到觀測精度要求。單站改正法的基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)不受地形影響，儀器架設(shè)在位移監(jiān)測點(diǎn)，靈活多變，可通過儀器一次設(shè)站完成數(shù)個(gè)位移測點(diǎn)的監(jiān)測，計(jì)算簡便，大大減少了作業(yè)量。

　　單站改正法觀測如圖1 所示，設(shè)M和N是基坑水平位移觀測的基準(zhǔn)>在基坑開挖前，先在A點(diǎn)架設(shè)儀器，后視M，將其作為初始的零方向，依次觀測A到M，B，C和N的初始方向角度，以及距離SMA，SAB，SAC以及SNA。重復(fù)觀測方向角∠MAN、∠MAB和∠NAC的角度變化值，記為Δβa，Δβb和Δβc。

　　設(shè)站點(diǎn)A的橫向位移為下式：

　　計(jì)算當(dāng)A點(diǎn)移動，隨之引起的 B和C兩點(diǎn)水平位移的改正數(shù)?B和?C，各監(jiān)測點(diǎn)的橫向位移與其改正數(shù)之和即為水平位移量。

　　以求B點(diǎn)改正數(shù)為例，設(shè)ΔA是點(diǎn)A在兩次觀測之間的位移量，a和a`為∠MAB的兩次觀測角，對于ΔABM和ΔA`BM，有：

　　式中ΔA為設(shè)站點(diǎn)的水平位移值，Δi為任一點(diǎn)的水平位移值。

　　2.2 單站改正法的精度分析

　　對于大型基坑的水平位移觀測按照相關(guān)規(guī)范一般都按一級基坑監(jiān)測精度要求來進(jìn)行，為了提高精度，除了選用高精度的儀器之外，還可以設(shè)置具有強(qiáng)制歸心和強(qiáng)制對中裝置的觀測墩和棱鏡臺，將對中誤差和偏心誤差控制在0.1mm以內(nèi)，基本可以忽略不計(jì)。根據(jù)誤差傳播定律，轉(zhuǎn)換成中誤差方式的誤差公式可以表達(dá)為：

　　式中mA，mB為水平位移中誤差，ma，mb為測角中誤差。

　　3 小角法

　　3.1 小角法原理

　　蘇京平(2010)提出小角法是水平位移監(jiān)測中常用的方法，其基本原理是通過測定基準(zhǔn)線方向與觀測點(diǎn)的視線方向之間的微小角度從而計(jì)算觀測點(diǎn)相對于基準(zhǔn)線的偏離值，根據(jù)偏離值在各觀測周期中的變化確定位移量。由于所需測定的位移通常很細(xì)微，因此對位移的觀測精度要求很高，需要采取各種提高觀測精度的措施，觀測過程中需要對各作業(yè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格把握，哪怕僅僅是一個(gè)小環(huán)節(jié)的失誤，都可能導(dǎo)致最終監(jiān)測精度不能滿足要求。所以在使用這個(gè)方法的時(shí)候，監(jiān)測人眼要引起足夠的重視。小角法是目前較為普遍應(yīng)用的一種方法，但也容易在觀測過程中疏忽大意，影響監(jiān)測工作的進(jìn)行，因此，有必要對此方法進(jìn)行詳細(xì)分析和討論。

　　3.2 小角法的精度分析

　　小角法中，首先要進(jìn)行基準(zhǔn)線的設(shè)置。小角法需要穩(wěn)定不變的基準(zhǔn)線作為測量平面位移的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)點(diǎn)發(fā)生位移將直接導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)偏差。理想的基準(zhǔn)線穩(wěn)定性的檢驗(yàn)圖形是在基準(zhǔn)線兩端的延長線上設(shè)立校核基準(zhǔn)點(diǎn)，限于現(xiàn)場條件，可采用各種行之有效的方法，如后方交會法(反演小角法屬于此類)、三角測量法等。

　　如圖2為小角法監(jiān)測示意圖，A、B為基準(zhǔn)點(diǎn)。

　　計(jì)算公式為：d=α/ρ×D，式中為常數(shù)206265;d為工作基點(diǎn)到監(jiān)測點(diǎn)的距離;α為監(jiān)測點(diǎn)相對于工作基線間的夾角(也稱為方位角);

　　觀測中誤差

　　依據(jù)這一原理，在監(jiān)測工作中采用在監(jiān)測主體邊坡的延長線上，建立一個(gè)工作基點(diǎn)，選定另一工作基點(diǎn)作為零方向。取得水平位移點(diǎn)相對于工作基線的偏移角度Β，再根據(jù)觀測點(diǎn)和工作基點(diǎn)之間的距離D，換算出偏移量d即可。再將歷次計(jì)算所得d值加以比對即可得各監(jiān)測點(diǎn)的水平位移情況。為了提高觀測精度，初測一般要多測幾個(gè)測回。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于：布點(diǎn)簡單、快速; 觀測方法簡捷、快速，降低了觀測誤差; 觀測時(shí)間短、處理數(shù)據(jù)速度快，提高了監(jiān)測效率。

　　從圖2中可以看出，小角法測定的水平位移(偏離值d的變化量)具有單一方向性，并且此方向?yàn)榛鶞?zhǔn)線的垂直方向。其他方向的位移無法測出。由此可見，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)線的方向必須垂直于可預(yù)見的水平位移方向，否則，所測定的位移量將失真。通常基準(zhǔn)線按臨近而平行于待測建筑邊線布置，而觀測點(diǎn)則應(yīng)布設(shè)在基準(zhǔn)線方向上，各測點(diǎn)偏離基準(zhǔn)線的角度不應(yīng)超過30" 。上述規(guī)定目的在于有效發(fā)揮小角度法測量的優(yōu)勢：即在觀測時(shí)不轉(zhuǎn)動儀器照準(zhǔn)部，而只用全站儀(經(jīng)緯儀)的微動機(jī)構(gòu)照準(zhǔn)讀數(shù)。實(shí)踐證明，這樣可以有效提高測角精度。

　　4 單站改正法與小角法的精度比較

　　單站改正法是在小角法的基礎(chǔ)上的改進(jìn)，在現(xiàn)場條件較差的情況下使用此方法也能保證精度。為了做對比，首先比較這兩個(gè)方法的設(shè)站精度，為了便于比較，將測站點(diǎn)定在兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)連線的中點(diǎn)，為了便于計(jì)算，令X=D，同時(shí)將兩者的中誤差公式相減得出：

　　因此，測小角法測量的站點(diǎn)的精度較低。當(dāng)XSP-A/3，測小角法的精度低于單站測站法的精度。由分析可知，單站改正法特別適用于觀測點(diǎn)多，點(diǎn)距遠(yuǎn)，變形方向一致的位移變形測量。

　　5 觀測方法的應(yīng)用與驗(yàn)證

　　為了驗(yàn)證上述幾種觀測方法的精度，選取某大型基坑作為實(shí)驗(yàn)場地，分別采用單站改正法，小角法和自由設(shè)站法進(jìn)行設(shè)站觀測，并對這幾種方法的精度進(jìn)行了分析和驗(yàn)證。

　　從兩種測量方法得出的計(jì)算結(jié)果中可知，室內(nèi)檢驗(yàn)測量的結(jié)果與理論分析一致：單站改正法的優(yōu)勢比較明顯，水平位移量小，監(jiān)測精度高;小角法其次，如果考慮成本、工期等，單站改正法不如測小角法簡單方便;前方交會法不僅操作繁瑣，精度也不如測小角法高。

　　結(jié)語

　　通過上述實(shí)驗(yàn)，可以對基坑水平位移監(jiān)測方法做以下小結(jié)：

　　1 如果儀器的測角角度不高，在環(huán)境允許的情況下，用單站改正法代替測小角法，可以獲得比較良好的成果。

　　2 單站改正法可以看作是對測角法的改進(jìn)，比小角法更能保證精度，且單站改正法收現(xiàn)場環(huán)境影響也較小，可適用于較復(fù)雜的場地情況。

　　總的說來，在進(jìn)行基坑水平位移監(jiān)測工作中，要根據(jù)施工現(xiàn)場和測量設(shè)備的情況進(jìn)行觀測方法的選擇，以提高精度為首要目標(biāo)，靈活選擇和應(yīng)用各種觀測手段。使得觀測結(jié)果可信，精度達(dá)到要求，在基坑施工過程中起到切實(shí)的保障作用。

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