高层建筑变形监测数据处理与变形分析(浦江)文献综述

 2021-10-13 08:10

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一变形监测的内容:

1.变形监测的内容

变形监测的内容,应根据变形体的性质和地基情况来定。(1)对水利工程建筑物主要观测水平位移、垂直位移、渗透及裂缝观测,这些内容称为外部观测。(2)为了了解建筑物(如大坝)内部结构的情况,还应对混凝土应力、钢筋应力、温度等进行观测,这些内容常称为内部观测,在进行变形监测数据处理时,特别是对变形原因做物理解释时,必须将内、外观测资料结合起来进行分析。(3)地面沉降需要定期进行观测,掌握其沉降与回升的规律以便采取防护措施。

二变形监测的技术方法

地面监测方法主要是指用高精度测量仪器(如经纬仪、测距仪、水准仪、全站仪等)测量角度、边长和高程的变化来测定变形,它们是目前变形监测的主要手段。常用的地面监测方法主要有两方向(或三方向)前方交会法、双边距离交会法、极坐标法、自由设站法、视准线法、小角法、测距法及几何水准测量法,以及精密三角高程测量法等。常用前方交会法、距离交会法监测变形体的二维(X、Y方向)水平位移;用视准线法、小角法、测距法观测变形体的水平单向位移;用几何水准测量法、精密三角工程测量法观测变形体的垂直(Z方向)位移。

三变形分析的建模

工程建筑物的变形监测分析与预报对确保建筑物的安全极为重要。由于变形体变形机理的错综复杂性和多样性,研究的理论和方法很多,在趋势性变形和小子样监测离散数列方面,灰色理论的数学方法得到了较好应用。

灰色预测模型

灰色预测模型又称GM(GrayModel)模型,GM模型是一个近似的差分微分方程模型,具有微分、差分、指数兼容等性质,模型参数可调,结构随时间而变,突破了一般建模要求数据多,难以得到微分性质的局限。利用GM模型可对所研究系统进行全局观察、分析及预测。根据预测因子的数目可细分为一阶多元预测模型GM(1,N)和一阶一元预测模型GM(1,1),实际中应用的较多的是GM(1,1)模型,下文主要讨论GM(1,1)的建立及其应用。讨论灰色模型之前,我们需要构造序列算子来生成灰色序列。

灰色建模预测是灰色理论的重要组成部分,其应用最广的是邓聚龙教授提出的GM(1,1)模型。由于创建GM(1,1)模型时引入了等时距概念,因而使用GM(1,1)模型的前提条件是建模所用的数据序列必须满足等时距(本文用等距或等间隔)的要求。而在实际工程特别是变形监测领域,一般都存在非等间距的监测数列问题。实际工作中通常是将非等间距数列作等间距处理后再使用GM(1,1)模型,这样处理的结果并不一定符合实际情况,表现出较大的近似性,并且使用不方便。本文将从GM(1,1)模型建模的基本原理出发,对非等间距数列作适当变换处理,从而建立非等间距GM(1,1)模型。由于工程建筑物尤其是高层建筑的沉降监测一般具有趋势性变形和小子样离散数列的特点,所以,文中结合一个高层建筑的沉降监测资料进行分析比较,结果表明,该方法具有较高的预测精度。

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