基本原理,特点,精度,应用选编.ppt

变形监测的方法及其应用;1. 变形监测概述;变形监测方法 传统的方法：常规大地测量方法（测角、测边、水准） 优点：（1）通过组成网的形式可以进行测量结果的校核 和精度的评定 （2）灵活性大，能够适应于不同的精度要求、不 同形式的变形体和不同的外界条件 缺点：耗费大量的人力、物力 新技术： GPS一机多天线技术 激光扫描技术 合成孔径雷达干涉测量技术 三维光学扫描技术（工业领域）;重大工程的变形监测案例 机器人滑坡监测 ; GPS一机多天线技术在变形监测中的应用 小弯电站高边坡变形监测（同时接收） ;北斗一号导航卫星在滑坡自动化监测中的应用;2 激光三维扫描技术在变形监测中的应用;2.2 三维激光扫描测量的精度;2.3三维激光扫描技术的特点 三维激光扫描技术可以大范围，快速全面，高精度，高分辨率的获取被测物体的平面和高程坐标，并可以方便的建立可以量测的三维模型。综合起来，激光测量具有以下特点： 快速性； 实时、动态、主动性； 激光的穿透性； 非接触性； 高密度、高精度特性； 数字化、自动化； 地面三维激光扫描系统对目标环境及工作环境的依赖性很小，其防辐射、防震动、防潮湿的特性，有利于进行各种场景或野外环境的操作。 ;2.4 三维激光扫描技术应用的实例;煤矿地表变形监测;; 大型建筑物变形监测及成果分析;实例：焦炉和烟囱变形监测的扫描数据;3 岩体内部观测系统;测量原理 探头内的感应电路在探头接近感应环时，将引起蜂鸣器报警，并使指示器上指针偏转。当指针达到蜂值，即探头中心正好对准感应环时，利用电缆和标尺上的刻度，便可测得探头中心所在的深度。根据一定时间间隔内前后两次的测量结果，可计算出不同深度（感应环所在位置）岩层的垂直位移以及每一段内岩层的竖向伸长或压缩量。为获得绝对的位移值，至少应有一个感应环（如孔底附近）埋在稳定岩石中，或者有一个感应环（如孔口附近）用其它方法测得绝对位移值。 仪器精度 对于一个熟练的操作员，测深精度可达到1.5mm。 ; 3.2 岩体内部水平移动测量（钻孔测斜仪） 岩体内部水平移动测量系统的安装及原理示意图。 ;3.3 岩体内部观测系统的实际应用 在实际应用中，通常将伸长仪和测斜仪结合起来组成一个三 维的岩体内部的测量系统。这一系统可应用于矿山中的许多方面。 露天矿边坡及山区滑坡的监测 利用这一观测系统对不稳定边坡进行监测，不仅可以及早掌握潜在滑面和弱面的产状及活动情况，同时也能推断出活动边坡破坏所涉及的形状和力学上的情况。对于山区滑坡，可以用于监测岩体内部的薄弱面。 煤矿井筒变形监测 许多矿区由于煤层的开采引起断层的活化或引起含水层失水，导致井筒产生变形破坏。为正确掌握破坏的原因和移动变形的规律，建立一个三维的岩体内部的监测系统，进行长期的监测是十分必要的。目前，淮南矿务局谢二煤矿、孔集煤矿和兖州矿业（集团）有限责任公司鲍店煤矿均建立了钻孔监测系统。 ; 堤坝稳定性监测 堤坝（特别是受采动影响的区域）可用钻孔监测系统监测坝体的移动及其坝体与基础间的相对移动。淮南矿务局在淮堤下采煤中采用了这一监测系统，已经获得了大量的丰富的观测资料。 开采引起的岩体内部移动变形监测 为掌握开采引起的岩体内部的动态移动和变形规律，可以应用这一系统监测。兖州矿业（集团）有限责任公司南屯煤矿在综采放顶煤开采的工作面上方建立一个监测钻孔，也已经取得了非常有用的观测资料。 ; 4 工业领域变形监测系统 4.1 XJTUOM 三维光学面扫描系统 光学白光三维面扫描仪的原理 向被测工件投射白光编码纹（散斑或正弦图案），由一个或两个相机拍摄条纹图像（多次相移图像），根据三角原理，从而解算出工件轮廓的三维点云。从原理上讲，三维光学面扫描设备不是完全意义的工业近景摄影测量，它属于机器视觉学科中的立体视觉测量。 测量精度 单次测量幅面128mm×96mm～2200mm×2000mm，单次测量点云数量为100万～600万，单次扫描时间为5秒。相当于在5秒时间测量一个工件100万～600万个点的三维坐标，每个点的间隔为0.08mm～1mm。通过多次拼接可以测量10毫米～30米的工件，测量精度根据单次幅面大小和相机像素不同为0.01～1mm，一般为0.03mm。 ;;4.2 XJTUDP三维光学点测量系统;坐标解算软件;工业近景摄影测量系统软件界面;4.3 用于变形测量的分析系统; XJTUDA动态变形测量分析系统 通