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大坝形变监测数据分析中若干理论问题的研究

作　者: 赵一晗
导　师: 伍吉仓
学　校: 同济大学
专　业: 大地测量学与测量工程
关键词: 形变监测自由网平差基准形变模型
分类号: TV698.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 297次
引　用: 2次
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内容摘要

形变监测是保证工程建筑物安伞的一个重要手段。其主要目的是通过监测设备对所监测的物理量进行观测，以便及时了解对象的工作性态，及时发现问题，并进行相应的处理。形变监测具有实时性、事前性、可靠性三个基本属性。在测量工作的实践和科学研究活动中，形变监测都占有重要的位置。在工程建筑物的兴建中，从工程施工开始到竣工，以及建成后整个工程的运营期间都要不断的对工程建筑物进行监测，以便掌握工程建筑物形变的情况，及时发现问题，保证工程建筑物的安全。本文首先介绍形变监测的概况，并分析大坝形变监测的研究情况。然后围绕基准与坐标系之间的关系和如何正确发现位移场这两个核心问题展开研究，具体包括以下几方面：研究自由网平差理论：证明最小范数原则与内部约束条件之间的等价关系。探讨重心基准的数学、测量意义，内部约束阵G的中心化、标准化问题等，并给出详细的推导过程。研究自由网参考基准的变换方法：微分相似变换，斜投影变换。在这两种变换方法的基础上推导基准解变换法，并综合分析三种方法的优劣。在研究各种平差基准的基础上，推导出法方程的一种通解形式，并由此引入广义基准的概念，进而推导出基准与坐标系之间的关系式。研究基准点稳定性问题：以线性假设检验法原理为基础推导出平均间隙法的基本公式，给出一套经典的形变分析方案，进而结合某大坝实测数据进行稳定性分析。研究形变模型：由最小二乘条件和附加约束条件推导出一种广义形变模型。不断的改变模型参数，得到三种形变模型，包括重心基准解，方向拟稳解以及模型坐标解。分别采用三种模型处理大坝数据，得出结论：重心基准解与方向拟稳解对位移量的估计均不够准确。虽然选取的先验值较粗略，但模型坐标解仍能正确的发现位移场。在实际计算中，如果有较准确的先验信息或是以物理模型计算出的位移场为先验值，将会取得更好的估计结果。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
第1章绪论  11-18
  1.1 形变监测的目的和意义  11-12
  1.2 大坝形变监测的概况  12-16
    1.2.1 形变信息的获取  13
    1.2.2 形变信息的分析  13-15
    1.2.3 形变分析的基本流程  15-16
  1.3 木文研究内容  16-17
  1.4 论文的组织结构  17-18
第2章自由网平差基础  18-28
  2.1 概述  18-19
  2.2 秩亏自由网平差  19-21
    2.2.1 最小二乘解  19
    2.2.2 秩亏自由网平差的解法  19-21
  2.3 基准(参考系)  21-27
    2.3.1 最小范数条件  21-23
    2.3.2 重心基准  23-26
    2.3.3 其他常用的基准  26-27
  本章小结  27-28
第3章基准、基准解及坐标系  28-43
  3.1 参考基准的变换  28-34
    3.1.1 基于微分相似变换的基准变换  28-30
    3.1.2 基于斜投影理论的基准变换  30-32
    3.1.3 基于基准解的基准变换  32-33
    3.1.4 三种方法的分析比较  33-34
  3.2 基准与坐标系之间的关系  34-39
    3.2.1 法方程的通解  34-36
    3.2.2 C值的选取  36-37
    3.2.3 基准和坐标系之间的关系  37-39
  3.3 算例  39-42
  本章小结  42-43
第4章基准点稳定性分析  43-50
  4.1 线性假设检验法  43-44
  4.2 两周期位移总体显著性检验  44-46
  4.3 相对稳定点组的选择和检验  46-47
    4.3.1 分块检验法  46-47
    4.3.2 单点检验法  47
  4.4 位移分析方案  47-49
  本章小结  49-50
第5章几种形变模型  50-57
  5.1 广义形变模型  50-52
  5.2 三种特殊的形变模型  52-54
    5.2.1 重心基准解  52-53
    5.2.2 方向拟稳基准解  53
    5.2.3 模型坐标解  53-54
  5.3 三种模型公式汇编  54-56
  本章小结  56-57
第6章实例分析  57-71
  6.1 工程概况  57-58
  6.2 数据处理过程中的几个问题  58-63
    6.2.1 大坝数据处理流程  58-59
    6.2.2 消去定向角未知数  59-61
    6.2.3 数据准备  61-63
  6.3 位移分析的结果  63-67
  6.4 三种形变模型的计算结果  67-70
    6.4.1 重心基准解位移场示意图  67-68
    6.4.2 方向拟稳基准解位移场示意图  68-69
    6.4.3 模型坐标解位移场示意图  69
    6.4.4 结论  69-70
  本章小结  70-71
第7章结论与展望  71-73
  7.1 本文所做的工作  71-72
  7.2 未来的工作  72-73
致谢  73-74
参考文献  74-76
附录  76-80
个人简历在读期间发表的学术论文  80

大坝形变监测数据分析中若干理论问题的研究

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