目錄
前言
第1章 測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)及傳感器原理 1
1.1 測(cè)試系統(tǒng)的組成和特性 1
1.1.1 測(cè)試系統(tǒng)的組成 1
1.1.2 測(cè)試系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) 3
1.1.3 線性系統(tǒng) 4
1.2 測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)傳遞特性 5
1.2.1 靜態(tài)方程和標(biāo)定曲線 5
1.2.2 靜態(tài)傳遞特性 6
1.3 傳感器原理 7
1.3.1 應(yīng)力計(jì)和應(yīng)變計(jì) 8
1.3.2 電阻式傳感器 9
1.3.3 鋼弦式傳感器 16
1.3.4 電容式、壓電式和壓磁式傳感器 18
1.3.5 測(cè)試系統(tǒng)選擇的原則與標(biāo)定 22
第2章 地下工程的特點(diǎn)與監(jiān)測(cè)目的 26
2.1 地下工程的主要特點(diǎn)與施工方法 26
2.1.1 地下工程的主要特點(diǎn) 26
2.1.2 地下工程的主要施工方法 27
2.2 監(jiān)測(cè)的目的及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 32
2.2.1 監(jiān)測(cè)的目的 32
2.2.2 監(jiān)測(cè)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 32
2.2.3 監(jiān)測(cè)中存在的問(wèn)題 33
第3章 地下工程的監(jiān)測(cè)儀器 35
3.1 監(jiān)測(cè)儀器 35
3.1.1 經(jīng)緯儀 35
3.1.2 水準(zhǔn)儀 36
3.1.3 全站儀 36
3.1.4 收斂計(jì) 37
3.1.5 測(cè)斜儀 37
3.1.6 分層沉降儀 38
3.1.7 多點(diǎn)位移計(jì) 39
3.1.8 水位計(jì) 39
3.1.9 電阻應(yīng)變儀 40
3.1.10 鋼弦式頻率接收儀 40
3.1.11 爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀 40
3.2 監(jiān)測(cè)傳感器 41
3.2.1 鋼筋計(jì) 41
3.2.2 土壓力計(jì) 42
3.2.3 孔隙水壓力計(jì) 42
3.2.4 軸力計(jì) 43
3.2.5 混凝土應(yīng)力計(jì) 43
3.2.6 應(yīng)變計(jì) 44
3.2.7 錨桿測(cè)力計(jì) 44
3.2.8 爆破振動(dòng)速度傳感器 45
第4章 地下工程監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及其控制基準(zhǔn) 46
4.1 地下工程主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 46
4.1.1 鉆爆法的主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 46
4.1.2 盾構(gòu)法的主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 48
4.1.3 明挖法的主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目 48
4.2 監(jiān)測(cè)控制基準(zhǔn)的確定 50
4.2.1 控制基準(zhǔn)確定的基本原則 50
4.2.2 地表沉降控制基準(zhǔn)的確定 51
4.2.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)（圍巖)位移控制基準(zhǔn)的確定 54
4.2.4 明挖基坑工程變形控制基準(zhǔn)的確定 58
第5章 地下工程監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)施方法 62
5.1 常規(guī)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)方法 62
5.1.1 地表沉降監(jiān)測(cè) 62
5.1.2 支護(hù)體系水平位移監(jiān)測(cè) 64
5.1.3 支撐軸力監(jiān)測(cè) 66
5.1.4 支護(hù)結(jié)構(gòu)的鋼筋應(yīng)力監(jiān)測(cè) 67
5.1.5 支護(hù)結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)變監(jiān)測(cè) 69
5 1.6 土壓力的監(jiān)測(cè) 69
5.1.7 孔隙水壓力的監(jiān)測(cè) 71
5.1.8 地下水位監(jiān)測(cè) 72
5.1.9 圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移監(jiān)測(cè) 73
5.1.10 深層土體位移監(jiān)測(cè) 76
5.1.11 地下管線變形監(jiān)測(cè) 78
5.1.12 拱頂下沉監(jiān)測(cè) 80
5.1.13 凈空收斂監(jiān)測(cè) 81
5.1.14 爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè) 82
5.1.1 5地質(zhì)狀況觀察和素描 8 5
5.2 地下工程的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 85
5.2.1 近景攝影測(cè)量系統(tǒng) 85
5.2.2 多通道無(wú)線遙測(cè)系統(tǒng) 87
5.2.3 光纖監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 88
5.2.4 自動(dòng)全站儀非接觸監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 89
5.2.5 巴賽特(Bassett)結(jié)構(gòu)收斂系統(tǒng) 91
5.2.6 軌道變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 91
5.3 光纖傳感系統(tǒng) 92
5.3.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 92
5.3.2 光纖系統(tǒng)組成 92
5.3.3 工作原理 93
5.3.4 光纖傳感器的埋設(shè) 95
第6章 地下工程中的聲波測(cè)試技術(shù) 98
6.1 聲波的傳播規(guī)律 98
6.2 波動(dòng)方程 98
6.2.1 縱波（primary wave) 98
6.2.2 橫波（secondary wave) 99
6.2.3 表面波（rayleigh wave) 99
6.3 聲波探測(cè)技術(shù) 100
6.3.1 聲波探測(cè)儀器及其使用 100
6.3.2 測(cè)試技術(shù) 101
6.4 聲波測(cè)試在地下工程中的應(yīng)用 103
6.4.1 圍巖松弛帶測(cè)試 103
6.4.2 利用彈性波評(píng)價(jià)巖體強(qiáng)度和完整性程度 104
6.4.3 巖體力學(xué)參數(shù)測(cè)定 105
6.4.4 測(cè)定張開(kāi)裂隙的延伸深度 105
6.4.5 聲波測(cè)井 105
6.5 聲波測(cè)試在混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用 106
6.5.1 結(jié)構(gòu)混凝土厚度檢測(cè) 106
6.5.2 混凝土中空洞的檢測(cè) 107
6.5.3 混凝土裂縫檢測(cè) 107
6.5.4 深孔法檢驗(yàn)混凝土質(zhì)量 108
6.5.5 聲波測(cè)試在樁基完整性檢測(cè)中的應(yīng)用 108
第7章 地下工程的無(wú)損檢測(cè)技術(shù) 111
7.1 概論 111
7.2 回彈法檢測(cè) 111
7.2.1 回彈儀 112
7.2.2 回彈值的量測(cè) 112
7.2.4 混凝土強(qiáng)度評(píng)定 114
7.2.5 評(píng)定報(bào)告和有關(guān)表格 115
7.3 超聲波檢測(cè) 116
7.3.1 超聲波檢測(cè)儀 116
7.3.2 超聲波傳播時(shí)間即聲時(shí)值的測(cè)量 118
7.3.3 測(cè)區(qū)聲速值計(jì)算 118
7.3.4 混凝土強(qiáng)度評(píng)定 118
7.4 超聲回彈綜合檢測(cè) 119
7.4.1 測(cè)試儀器 119
7.4.2 回彈值的測(cè)量與計(jì)算 119
7.4.3 超聲值的測(cè)量與計(jì)算 119
7.4.4 測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度換算值 119
7.4.5 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度推定值 120
7.5 地質(zhì)雷達(dá)監(jiān)測(cè)技術(shù) 120
7.5.1 地質(zhì)雷達(dá)原理及特點(diǎn) 120
7.5.2 地質(zhì)雷達(dá)儀器及其發(fā)展 121
7.5.3 地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)采集的最優(yōu)化分析 122
7.5.4 地質(zhì)雷達(dá)圖像解釋 126
7.6 常見(jiàn)特殊地質(zhì)體的地質(zhì)雷達(dá)圖像特征 128
第8章 地面建筑物的變形監(jiān)測(cè) 133
8.1 工程建筑物變形監(jiān)測(cè) 133
8.1.1 變形監(jiān)測(cè)的含義 133
8.1.2 建筑物變形監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目 134
8.1.3 沉降的原因及種類 134
8.2 變形監(jiān)測(cè)的周期及其精度 135
8.2.1 變形監(jiān)測(cè)的周期 135
8.2.2 變形監(jiān)測(cè)的精度 136
8.2.3 高程控制網(wǎng)的建立及沉降監(jiān)測(cè) 137
8.2.4 變形監(jiān)測(cè)平面控制網(wǎng)的建立 142
8.3 建筑物的傾斜監(jiān)測(cè) 144
8.3.1 直接測(cè)定建筑物傾斜的方法 144
8.3.2 測(cè)定建筑物基礎(chǔ)相對(duì)沉降的方法 146
8.3.3 液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量方法 146
8.4 建筑物裂縫與撓度監(jiān)測(cè) 147
8.4.1 裂縫監(jiān)測(cè) 147
8.4.2 撓度監(jiān)測(cè) 148
第9章 地下工程監(jiān)測(cè)實(shí)例 150
9.1 南京地鐵1號(hào)線某盾構(gòu)區(qū)間隧道工程監(jiān)控 150
9.1.1 工程概況 150
9.1.2 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及控制標(biāo)準(zhǔn) 150
9.1.3 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析 151
9.1.4 監(jiān)測(cè)信息反饋 159
9.2 廣州地鐵1號(hào)線某區(qū)間隧道工程監(jiān)測(cè) 160
9.2.1 工程概況 160
9.2.2 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及控制基準(zhǔn) 160
9.2.3 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析 161
9.2.4 監(jiān)測(cè)信息反饋 167
第10章 地下工程監(jiān)測(cè)的信息反饋技術(shù) 170
10.1 信息反饋的目的及內(nèi)容 170
10.1.1 信息反饋的目的 170
10.1.2 信息反饋的內(nèi)容 170
10.2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理方法 171
10.2.1 散點(diǎn)圖與回歸分析法 171
10.2.2 位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析中常用的回歸函數(shù) 174
10.3 信息反饋 175
10.3.1 監(jiān)測(cè)反饋的程序 175
10.3.2 收斂約束法 176
10.3.3 參數(shù)控制法 176
10.3.4 工程類比法 178
10.3.5 有限元法 180
10.3.6 反分析法 183
10.4 穩(wěn)定圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的技術(shù)措施 185
10.4.1 鉆爆法施工的圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定技術(shù)措施 186
10.4.2 盾構(gòu)法施工時(shí)圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定措施 193
10.4.3 明挖法施工時(shí)地層與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定措施 196
第11章 地下工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的組織與實(shí)施 199
11.1 監(jiān)測(cè)方案的編制 199
11.1.1 監(jiān)測(cè)方案的設(shè)計(jì)原則 199
11.1.2 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的確定 199
11.1.3 監(jiān)測(cè)方案的編制 200
11.1.4 監(jiān)測(cè)方案的主要內(nèi)容 200
11.1.5 編制監(jiān)測(cè)方案的基礎(chǔ)資料 200
11.2 監(jiān)測(cè)的組織與實(shí)施 201
11.2.1 監(jiān)測(cè)的前期準(zhǔn)備 201
11.2.2 監(jiān)測(cè)工作的實(shí)施 202
11.3 監(jiān)測(cè)資料的整理與分析 205
11.3.1 監(jiān)測(cè)資料的種類 205
11.3.2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的整理 206
11.3.3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析與反饋 206
第12章 測(cè)量誤差分析與數(shù)據(jù)處理 207
12.1 概述 207
12.2 測(cè)量誤差及其分類 207
12.2.1 誤差分類 208
12.2.2 精密度、準(zhǔn)確度和精度 208
12.3 單隨機(jī)變量的數(shù)據(jù)處理 209
12.3.1 誤差估計(jì) 209
12.3.2 誤差的分布規(guī)律 210
12.3.3 可疑數(shù)據(jù)的舍棄 211
12.3.4 處理結(jié)果的表示 212
12.4 多變量數(shù)據(jù)的處理 214
附錄A 側(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度值換算表 217
附錄B 泵送混凝土測(cè)區(qū)混凝土強(qiáng)度值換算表 227
主要參考文獻(xiàn) 236