岩土工程监测【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

岩土工程监测PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第一部分 引言2

第1章 岩土工程监测概述2

1.1岩土工程监测的概念2

1.2岩土工程监测的目的3

1.3监测人员应具备的素质4

1.4对监测仪器性能的要求4

1.5岩土工程监测的过去4

1.6岩土工程监测的现在11

1.7岩土工程监测的未来11

1.8成功的关键12

第2章 岩土的特性13

2.1土的特性13

2.1.1土的组成13

2.1.2土的基本类型13

2.1.3应力与压力13

2.1.4孔隙水压力13

2.1.5总应力和有效应力14

2.1.6土的固结16

2.1.7剪切强度16

2.1.8正常固结土和超固结土16

2.1.9孔隙水压力和地下水水位的区别16

2.1.10正、负孔隙水压力17

2.1.11孔隙气压18

2.1.12与岩土性态相关的其他因素19

2.1.13控制土的特性的主要机理19

2.2岩石的特性25

2.2.1地质学家眼中的岩石25

2.2.2工程师眼中的岩石26

2.2.3岩石中的水27

2.2.4岩石中的应力28

2.2.5控制岩石特性的主要机制29

第二部分 监测项目规划33

第3章 岩土工程监测的作用33

3.1在设计过程中的作用33

3.1.1确定场地初始条件33

3.1.2验证性试验33

3.1.3在紧急事件下的状况调查33

3.2在施工过程中的作用34

3.2.1保障安全34

3.2.2观测法施工34

3.2.3控制施工影响34

3.2.4提供法律保护35

3.2.5测量填筑工程量35

3.2.6改善公共关系35

3.2.7提高技术水平35

3.3在施工完成后的作用35

3.4总述36

第4章 岩土工程监测项目的系统规划37

4.1确定工程条件37

4.2预测控制岩土力学行为的机制37

4.3确定需要回答的岩土工程问题37

4.4确定监测的目的38

4.5选择需监测的参数38

4.6预测测值的变化范围38

4.7提出补救措施39

4.8明确设计、施工及运行阶段的任务39

4.9选择仪器40

4.10选择仪器的安装位置42

4.11确定需记录的可能影响测值的因素42

4.12建立确保读数正确性的程序43

4.13列出每只仪器的特定的目的43

4.14拟定预算43

4.15 制定仪器采购规格说明43

4.16制定安装计划44

4.17制定定期率定维护计划44

4.18制定监测数据的采集、整理、整编、分析及报告编写计划44

4.19拟定现场实施合同条件44

4.20修订预算44

第5章 仪器采购规格说明45

5.1采购任务分配45

5.2规格说明的具体方法46

5.2.1描述性规格说明，指定品牌和型号46

5.2.2描述性规格说明，不指定品牌和型号47

5.2.3性能指标规格说明47

5.2.4不同仪器规格说明方法的优点和局限性47

5.3确定价格的依据48

5.4仪器采购规格说明的内容49

5.4.1职责划分50

5.4.2文件提交50

5.4.3工作环境50

5.4.4仪器应用业绩50

5.4.5对仪器的总体要求50

5.4.6对推荐仪器的评审50

5.4.7工厂率定和质量保证51

5.4.8保修51

5.4.9使用说明书52

5.4.10装运和交货53

5.4.11仪器工作原理53

5.4.12仪器组件规格说明54

5.4.13与其他仪器的兼容性54

5.4.14物理尺寸限制54

5.4.15 样本提交54

5.4.16安装工具和材料54

5.4.17零配件54

5.4.18计量与支付54

5.4.19规格说明内容检查清单55

第6章 岩土工程现场监测服务的合同条件56

6.1制定合同条件的目标56

6.2术语定义56

6.2.1辅助性工作56

6.2.2可报价的辅助性工作56

6.2.3不可报价的辅助性工作56

6.2.4专业性工作57

6.2.5计日工和备用金57

6.2.6指定分包57

6.3仪器安装的合同条件58

6.3.1方法1：由业主的工作人员承担专业性安装工作58

6.3.2方法2：不进行资格预审的施工合同中的投标项目58

6.3.3方法3：经过资格预审的施工合同中的投标项目58

6.3.4方法4：业主选定监测专业队伍并与其签订合同58

6.3.5方法5：业主和承包商选定监测专业队伍，并作为指定的分包商与承包商签订合同59

6.3.6推荐的仪器安装的合同条件59

6.4日常率定和维护的合同条件60

6.5数据采集、整理、整编、分析和报告编写的合同条件60

6.6现场监测服务规格说明的内容61

6.6.1监测项目的目标62

6.6.2职责划分62

6.6.3规格说明的具体方法62

6.6.4另作说明的有关工作63

6.6.5现场实施专业队伍的资质要求63

6.6.6施工期间的文件提交63

6.6.7施工承包商和业主的现场监测专业队伍的配合64

6.6.8仪器的采购64

6.6.9辅助性工作64

6.6.10仪器的安装位置66

6.6.11仪器的安装66

6.6.12日常率定和维护67

6.6.13监测数据的采集、整理和整编67

6.6.14监测数据的提交67

6.6.15 监测数据的应用68

6.6.16延误施工68

6.6.17仪器损坏68

6.6.18仪器处置68

6.6.19计量与支付69

6.6.20规格说明清单69

第三部分 监测方法71

第7章 测量的不确定度71

7.1适应性71

7.2准确度71

7.3精度71

7.4分辨力72

7.5灵敏度72

7.6线性度72

7.7迟滞性73

7.8噪声73

7.9误差73

第8章 传感器与数据采集系统76

8.1机械式仪器76

8.1.1千分表76

8.1.2螺旋测微计76

8.2液压式仪器77

8.2.1包尔登管压力计77

8.2.2液压计77

8.2.3液压仪器的充液管78

8.2.4液压仪表数据采集系统84

8.3气动仪器85

8.3.1气动式传感器的基本类型85

8.3.2常闭式传感器85

8.3.3常开式传感器85

8.3.4市购系统的特点87

8.3.5读数装置89

8.3.6关于系统选择的建议89

8.3.7关于系统组件的建议90

8.4电测仪器91

8.4.1电阻应变计的基本类型91

8.4.2惠斯通电桥在电阻应变计中的应用93

8.4.3使用电路测试仪检测电阻应变计与电缆97

8.4.4电阻应变计的人工数据采集系统99

8.4.5线性差动变压器（LVDT）99

8.4.6直流差动变压器（DCDT）100

8.4.7电位器100

8.4.8变磁阻式传感器（VRT）101

8.4.9钢弦式传感器102

8.4.10力平衡加速度计106

8.4.11磁簧开关107

8.4.12感应线圈传感器107

8.4.13磁致伸缩传感器108

8.4.14电解质式水平仪109

8.4.15 电测传感器自动数据采集系统109

8.4.16电测传感器的供电和通讯系统113

8.4.17电测传感器和数据采集系统使用一般指南116

第9章 地下水压力监测120

9.1仪器分类及应用120

9.2水位观测孔121

9.3测压管121

9.3.1概述121

9.3.2测压管的读数方法123

9.3.3非饱和或含气土中的测压管127

9.3.4固结土中的测压管127

9.3.5测压管内水的冻结127

9.3.6密封完整性检查127

9.4双管式渗压计127

9.5气压式渗压计130

9.6钢弦式渗压计131

9.7电阻应变式渗压计132

9.8各种单点渗压计134

9.8.1推入式井点型渗压计135

9.8.2推入式Geonor型渗压计135

9.8.3推入式剑桥型渗压计135

9.8.4重质液体渗压计136

9.8.5膜感应渗压计的现场检查结构137

9.8.6 BAT渗压计138

9.8.7可推入钻孔底部的渗压计139

9.8.8土石坝钢弦式渗压计139

9.8.9双传感器渗压计140

9.9多点渗压计141

9.9.1带隔水塞的多点渗压计141

9.9.2周围灌浆的多点渗压计142

9.9.3推入式多点渗压计143

9.9.4移动探头多点渗压计143

9.10渗流时间滞后145

9.11透水石类型146

9.12饱和土和岩石内地下水压力监测147

9.12 1概述147

9.12.2水位观测孔149

9.12.3测压管150

9.12.4短期监测150

9.12.5长期监测150

9.12.6全孔水压力分布监测150

9.12.7对透水石的要求150

9.13非饱和土孔隙水压力监测150

9.13.1土石坝坝体监测151

9.13.2有机质沉积土监测151

9.14透水石的饱和152

9.14.1让透水石饱和的目的152

9.14.2透水石类型及饱和要求152

9.14.3低进气压透水石饱和方法153

9.14.4高进气压透水石饱和方法153

9.15填土内的渗压计安装154

9.15.1压实的回填黏土154

9.15.2粒状填料154

9.16推入法渗压计安装154

9.16.1密封155

9.16.2堵塞155

9.16.3气体的产生156

9.16.4推入法安装指南156

9.17土质钻孔内的渗压计安装156

9.17.1方法1：推入钻孔底部以下158

9.17.2方法2：膨润土颗粒密封，撤出套管158

9.17.3方法3：AASHTO法：膨润土颗粒密封，套管留在原地159

9.17.4方法4 ： Piezometer方法：膨润土颗粒密封，套管留在原地159

9.17.5方法5：灌浆密封，撤出套管160

9.17.6方法6：膨润土颗粒或灌浆密封，使用空心螺旋钻161

9.17.7方法7：膨润土颗粒或灌浆密封，使用可生物降解的钻孔浆液161

9.17.8土质钻孔单点渗压计安装建议161

9.17.9土中多支渗压计的钻孔安装171

9.18岩石钻孔内渗压计的安装171

9.18.1岩石钻孔内单支渗压计的安装171

9.18.2岩石钻孔内多个渗压计的安装172

9.18.3承压条件下的安装172

第10章 土的总应力监测173

10.1仪器分类及应用173

10.2埋入式土压力计173

10.2.1埋入式土压力计的种类173

10.2.2土体环境的限制176

10.2.3影响监测结果的因素176

10.2.4埋入式土压力计的安装184

10.3接触式土压力计186

10.3.1接触式土压力计的种类186

10.3.2影响监测的因素189

10.3.3接触式土压力计的安装191

第11章 岩石应力监测194

11.1应用概述194

11.2仪器分类194

11.2.1原位地应力的重复监测194

11.2.2地球物理技术194

11.2.3钻孔测量195

11.3软包体仪器195

11.3.1扁平型和圆筒型钻孔压力计195

11.3.2钻孔变形计197

11.3.3双轴和三轴应变计198

11.3.4其他软包体仪器200

11.3.5软包体仪器的比较200

11.4刚性包体仪器201

11.4.1钢弦式应力计201

11.4.2光弹应力计203

11.4.3锥形塞应力计203

11.4.4其他刚性包体仪器204

11.4.5各种刚性包体仪器的比较204

11.5岩石应力变化监测的建议步骤205

11.5.1弹性岩石中的单轴监测206

11.5.2弹性岩石中的双轴监测206

11.5.3弹性岩石中的三轴监测207

11.5.4黏弹性岩石中的监测207

第12章 变形监测208

12.1仪器分类208

12.2大地测量方法209

12.2.1光学水准测量211

12.2.2卷尺测距211

12.2.3采用经纬仪和刻度尺测量距基线的偏移212

12.2.4导线212

12.2.5三角测量212

12.2.6激光束水准和偏移213

12.2.7电子测距（EDM）213

12.2.8三角水准测量214

12.2.9摄影测量214

12.2.10全球定位系统（GPS）215

12.2.11参考基点215

12.2.12表面变形测点217

12.3表面变位计220

12.3.1机械式测缝计220

12.3.2电测式测缝计223

12.3.3收敛计224

12.4倾角计228

12.4.1机械式倾角计228

12.4.2加速度计式倾角计228

12.4.3钢弦式倾角计229

12.4.4电解质式倾角计229

12.5探头式变位计230

12.5.1机械式上抬变位计232

12.5.2横臂式沉降仪233

12.5.3测斜管内使用的机械式探头234

12.5.4滑动测微计234

12.5.5位移电流感应线圈变位计235

12.5.6位移频率感应线圈变位计241

12.5.7磁铁/簧片开关变位计242

12.5.8软管式变位计245

12.5.9磁致收缩变位计245

12.5.10探头式变位计和测斜管的组合247

12.5.11探头式变位计和测压管渗压计的组合247

12.5.12关于探头式变位计选择的建议248

12.6固定式土坝变位计248

12.6.1沉降架248

12.6.2预埋板249

12.6.3采用引张线的机械式仪器249

12.6.4采用电测线性位移计的仪器250

12.6.5土应变计251

12.7固定式钻孔变位计252

12.7.1测杆或引张钢丝的选择253

12.7.2孔内锚头的选择254

12.7.3单点或多点变位计的选择256

12.7.4传感器和变位计测头的选择257

12.7.5固定式钻孔变位计的安装264

12.7.6内部沉降测点265

12.7.7杆式沉降仪268

12.8测斜仪268

12.8.1测斜仪的分类270

12.8.2影响测斜仪精度的因素273

12.8.3测斜管的种类276

12.8.4测斜管的安装278

12.8.5关于测斜仪使用的一般性指南281

12.8.6测斜仪的率定281

12.8.7测斜仪的维护282

12.8.8测斜仪的数据采集283

12.8.9测斜仪的数据处理284

12.8.10测斜仪的数据解释285

12.8.11利用测斜仪数据估算弯矩285

12.9横向变形测量仪器286

12.9.1剪切面指示器287

12.9.2正倒垂线289

12.9.3固定测斜仪和多点挠度计290

12.9.4便携式钻孔挠度计293

12.9.5光纤传感器294

12.9.6钻孔方向测量仪器294

12.10静力水准仪295

12.10.1单点式静力水准仪——两端齐平299

12.10.2单点式静力水准仪一读数装置高于测头302

12.10.3单点式静力水准仪-读数装置低于测头304

12.10.4多点式静力水准仪306

12.10.5全断面静力水准仪307

12.10.6充液管的注液和冲洗312

12.10.7关于静力水准仪选择的建议313

12.10.8静力水准仪的安装313

12.11其他变形测量仪器313

12.11.1位置指示器313

12.11.2泥浆槽收敛计313

12.11.3时域反射计315

12.11.4光纤传感器316

12.11.5声发射监测317

第13章 结构构件中的荷载和应变监测318

13.1仪器分类及其应用318

13.2压力盒318

13.2.1机械式压力盒318

13.2.2液压式压力盒320

13.2.3电阻式压力盒321

13.2.4钢弦式压力盒322

13.2.5光弹性压力盒323

13.2.6率定的液压千斤顶324

13.2.7锚索拉力计325

13.2.8压力盒的使用指南326

13.3表面安装式应变计328

13.3.1表面安装的机械式应变计328

13.3.2表面安装的钢弦式应变计332

13.3.3表面安装电阻应变计334

13.3.4其他种类的表面安装应变计337

13.3.5应变计长度、电缆及连接端子的选择338

13.3.6表面安装应变计的定位338

13.3.7表面安装式应变计的安装339

13.3.8初始读数340

13.3.9应变与应力的关系340

13.4埋入式应变计344

13.4.1埋入式应变计：机械式344

13.4.2埋入式应变计：钢弦式344

13.4.3埋入式应变计：电阻式345

13.4.4其他埋入式应变计348

13.4.5埋入式应变计的使用指南348

13.4.6埋入式应变计的安装348

13.4.7应变与应力的关系349

13.5已有应力的确定349

13.6混凝土应力计350

13.6.1卡尔逊应力计351

13.6.2 Glotzl仪器352

13.6.3其他混凝土应力计353

第14章 温度测量354

14.1应用范围354

14.1.1温度是主要关心的物理量354

14.1.2温度引起的变形或应力354

14.1.3传感器的温度修正355

14.2水银温度计355

14.3双金属温度计356

14.4热敏电阻356

14.5热电偶356

14.6电阻温度计358

14.7冻深计358

14.8其他温度测量传感器360

14.9遥测传感器的比较360

14.9.1读数仪360

14.9.2灵敏度、线性度、精度和稳定性361

14.9.3导线361

14.9.4温度范围和快速响应361

14.9.5仪器的温度修正361

14.9.6自动化数据采集的适应性362

14.10温度测量传感器的安装362

第四部分 监测项目实施指南364

第15章 监测可靠性的构成要素364

15.1仪器特性364

15.1.1简单364

15.1.2自校验364

15.1.3耐久性364

15.2人员素质365

15.2.1全面设计365

15.2.2初始校准和检查365

15.2.3关注安装365

15.2.4定期维护和校准365

15.2.5关注数据采集、处理和分析365

第16章 仪器校准和维护366

16.1仪器校准366

16.1.1工厂校准366

16.1.2到货测试366

16.1.3运行期校准367

16.2仪器维护367

16.2.1读数仪368

16.2.2现场端子368

16.2.3嵌入式组件368

第17章 仪器安装369

17.1安装工具的合同安排369

17.2仪器的位置369

17.3详细的安装步骤369

17.4地面安装370

17.5钻孔安装370

17.5.1一致性370

17.5.2钻孔要求371

17.5.3钻孔方法371

17.5.4孔下部件的安装375

17.5.5回填材料的选择377

17.5.6灌浆回填钻孔377

17.5.7砂或卵石回填钻孔379

17.5.8膨润土颗粒回填钻孔379

17.6填土内安装380

17.6.1水平管安装381

17.6.2垂直管安装382

17.6.3水平管和电缆安装382

17.7地下开挖中安装385

17.8仪器保护免受损害385

17.9验收测试386

17.10安装记录386

17.11安装进度表387

17.12安装计划的协调387

17.13现场工作388

17.14安装报告388

第18章 监测数据的采集、整理、整编、分析和报告编写389

18.1监测数据采集389

18.1.1人员素质和职责389

18.1.2自动化数据采集系统的作用390

18.1.3数据采集的书面程序391

18.1.4现场数据记录392

18.1.5初始读数394

18.1.6数据采集频次395

18.2监测数据的整理和整编395

18.2.1人员资质396

18.2.2自动化数据整理和整编的作用396

18.2.3数据整理和整编的书面程序398

18.2.4数据甄别398

18.2.5数据计算399

18.2.6数据图形绘制400

18.3监测数据的分析405

18.3.1人员素质405

18.3.2数据分析的一般性指南405

18.4结论报告406

18.4.1中期监测报告407

18.4.2监测项目的最终报告407

18.4.3论文发表408

第五部分 岩土工程监测应用实例410

第19章 基坑开挖的支护结构410

19.1监测的作用411

19.2主要的岩土工程问题411

19.2.1场地初始条件是什么？411

19.2.2进行一个完整的开挖及支护系统的原型试验可以得到什么信息？412

19.2.3如何进行锚杆设计？412

19.2.4如何设计合适的连续墙开挖？412

19.2.5支护结构安装是否正确？414

19.2.6如何控制泥浆沟槽的施工？415

19.2.7地面移动对开挖稳定和邻近结构有何影响？415

19.2.8独立支护是否超载？417

19.2.9支护系统中荷载的大小和分布如何？418

19.2.10地下水位是否降低？419

19.2.11是否发生过度底部隆起？420

19.2.12支护结构长期性能如何？420

19.3常规监测和特殊应用422

19.4工程案例423

第20章 软基上的堤坝428

20.1监测的作用428

20.2主要的岩土工程问题429

20.2.1场地初始条件是什么？429

20.2.2试验性土堤坝监测可以提供什么信息？429

20.2.3固结过程如何？429

20.2.4土基上的堤坝稳定性如何？431

20.2.5材料回填量是多少？431

20.3常规监测和特殊应用432

20.4工程案例432

第21章 土石坝437

21.1监测的作用437

21.1.1特殊地基条件或非常规设计大坝437

21.1.2一般地基条件或常规设计大坝437

21.1.3可能造成问题的监测仪器438

21.1.4监测仪器的作用综述438

21.2主要的岩土工程问题438

21.2.1场地初始条件如何？438

21.2.2大坝施工时性态如何？439

21.2.3初次蓄水大坝工作性态是否正常？440

21.2.4水位下降时大坝工作性态是否正常？441

21.2.5大坝长期工作性态是否正常？442

21.2.6能否提升技术水平？443

21.3土石坝的长期性能监测444

21.3.1定期人工巡视检查445

21.3.2渗漏监测445

21.3.3地震活动监测445

21.3.4孔隙水压力监测447

21.3.5远程测读渗压计类型选择的多样性447

21.3.6长期监测仪器推荐448

21.3.7长期沉降监测推荐使用的仪器451

21.3.8长期侧向变形监测推荐的仪器451

21.3.9长期监测的其他方法451

21.3.10操作和维修人员的指导规程452

21.4土石坝监测实施指南452

21.4.1保护管、管道和电缆的安装452

21.4.2观测站房建设455

21.4.3心墙沉降分析455

21.4.4数据采集频次456

21.5工程案例456

第22章 开挖边坡和自然边坡463

22.1监测的作用463

22.2主要的岩土工程问题464

22.2.1场地初始条件如何？464

22.2.2边坡在开挖过程中的稳定性如何？464

22.2.3地表变形有多大？466

22.2.4边坡的长期稳定性如何？467

22.3常规监测和特殊应用468

22.4工程案例469

第23章 地下开挖473

23.1监测的作用473

23.2主要的工程问题475

23.2.1场地初始条件如何？475

23.2.2试验性开挖的现场监测对原型设计有何帮助？475

23.2.3原型试验的监测数据能提供什么信息？476

23.2.4开挖稳定性如何？478

23.2.5不利地表变动的性质和来源481

23.3常规监测和特殊应用481

23.4工程案例482

第24章 打入桩488

24.1监测的作用488

24.2主要的岩土工程问题488

24.2.1桩的荷载-变形的关系（由静载试验测定的关系）如何？488

24.2.2桩的荷载-位移关系（动态测试确定的关系）如何？494

24.2.3下拉荷载497

24.2.4打入过程中造成的缺陷对桩承载力的影响如何？498

24.2.5打桩对地面侧向变形的影响如何？501

24.3常规监测和特殊应用501

24.4工程案例502

第25章 钻孔桩507

25.1监测的作用507

25.2主要的岩土工程问题507

25.2.1钻孔桩的荷载-移动关系如何？507

25.2.2下拉荷载是否过大？512

25.2.3什么是混凝土的完整性？512

25.3常规监测和特殊应用513

25.4工程案例514

第六部分 成功的关键518

第26章 成功的关键：25个环节518

26.1环节1：预测控制岩土力学行为的机制518

26.2环节2：确定需要回答的岩土工程问题518

26.3环节3：确定监测的目的518

26.4环节4：选择需监测的参数518

26.5环节5：预测测值的变化范围518

26.6环节6：提出补救措施519

26.7环节7：明确设计、施工及运行阶段的任务519

26.8环节8：选择仪器519

26.9环节9：选择仪器的埋设位置519

26.10环节10：确定需记录的可能影响测值的因素519

26.11环节11：建立确保读数正确的程序520

26.12环节12：拟定预算520

26.13环节13：制定仪器采购规格说明520

26.14环节14：制定安装计划520

26.15 环节15：制定定期率定维护计划520

26.16环节16：制定监测数据的采集、整理整编、分析及报告编写计划521

26.17环节17：拟定现场实施合同条件521

26.18环节18：采购仪器521

26.19环节19：安装仪器521

26.20环节20：定期率定和维护仪器522

26.21环节21：采集数据522

26.22环节22：整理和整编数据522

26.23环节23：分析数据522

26.24环节24：报告有关结论522

26.25环节25：应用数据523

26.26关于成功的关键的结束语523

第七部分 附录525

附录A 规划步骤检查表525

附录B 采购设备规格说明内容清单530

附录C 监测实施现场服务规格说明内容清单533

附录D 可市购的岩土工程监测仪器538

附录E 双管式渗压计547

附录F 钻杆、无接箍套管、金刚石钻头、空心钻杆和美制管尺寸555

附录G 测斜管安装实例及所用的材料和设备清单560

附录H 换算系数567

参考文献571