数字近景摄影测量在基坑变形监测中的应用研究

摘要

基坑工程是一个内容丰富并且十分复杂的地下工程课题，是土木工程中最为复杂的技术领域之一。近年来，由于基坑工程的日益增多，由基坑开挖引发的事故也越来越多，给社会和人们的生命财产安全带来很大的损失，因此，如何有效地监测基坑变形，是一个重要且意义重大的课题。
　　目前，近景摄影测量技术在变形监测中发挥着越来越重要的作用，特别是单反数码相机的出现，为近景摄影测量提供了新的方法。本论文重点研究了数码相机的莫尔效应在基坑变形监测中应用，证实了利用莫尔条纹的位移放大作用和误差平均作用，对于微小、精密位移监测可以获得很高的观测精度。另外，作为一种非接触性的测量方式，用数码相机监测基坑变形，可以大大减轻作业强度，并且摄影资料便于长期保存。
　　论文首先总结归纳了莫尔条纹的形成原理以及各种莫尔条纹的公式推导。然后根据数码相机的成像原理，分析了数码相机莫尔效应的生成机理，并介绍了莫尔条纹图像的处理程序以及数码相机生成清晰莫尔条纹的条件。根据基坑变形监测的要求，设计实验方案，论述了将莫尔测量技术应用到基坑的变形监测中具体的工作流程，并详细分析和测定了其中的误差来源。最后，设计了仿真实验，用可移动式光栅固定装置模拟基坑的变形，并用数码相机和TCA2003两种测量方法对位移量进行测定。通过对测量结果的分析，得到了莫尔测量技术相对于常规测量方法的优越性，证实了应用莫尔测量技术进行基坑变形的可行性，得出了有益的结论。为莫尔测量技术应用于基坑变形提供了实验基础和理论支持。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题来源

1．2 研究意义

1．3 研究内容及结构安排

2 基于非量测相机的近景摄影技术

2．1 近景摄影测量技术

2．2 非量测数码相机

2．3 数码相机的检校

3 人工标志和莫尔测量技术

3．1 人工标志

3．2 莫尔条纹的概述

3．3 莫尔条纹的生成原理

3．4 数码相机的莫尔效应

4 莫尔测量技术在基坑变形监测中的应用研究

4．1 基坑的变形机理

4．2 基坑监测的内容

4．3 莫尔测量技术在基坑变形监测中的方案设计

5 仿真实验与分析

5．1 实验设备

5．2 前期实验准备

5．3 数码相机与TCA2003水平位移测量精度对比分析

5．4 总结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读研究生期间主要研究成果