普通高等教育“十三五”规划教材 水工观测技术与实践PDF电子书下载

第1章 水工建筑物基础 1

1.1 概述 1

1.2 重力坝 1

1.2.1 重力坝的特点 1

1.2.2 重力坝的荷载及其组合 3

1.2.3 重力坝的稳定分析 12

1.3 土石坝 18

1.3.1 土石坝简介 18

1.3.2 土石坝的类型 19

1.3.3 土石坝的渗流分析 20

1.3.4 地下水渗流的基本方程 20

1.3.5 平面渗流的控制方程 21

1.3.6 流网的绘制及应用 25

1.4 拱坝 29

1.4.1 拱坝简介 29

1.4.2 拱坝的类型 31

1.4.3 拱坝的荷载及荷载组合 32

1.5 水电站建筑物的典型布置形式 35

1.5.1 水电站的基本布置及组成建筑物 35

1.5.2 水电站枢纽的典型布置形式 36

1.5.3 水电站输水系统 37

1.5.4 水电站厂房建筑物及其设备组成 39

1.6 其他水工建筑物 41

1.6.1 溢洪道 41

1.6.2 水工隧洞 43

思考题与练习 45

第2章 水工观测概论 46

2.1 水工观测工作的目的 46

2.2 观测的内容和项目 47

2.2.1 水工观测工作的内容和要求 47

2.2.2 水工观测项目和测次 47

2.3 观测工作的基本要求 48

2.4 水工观测研究进展 49

思考题与练习 51

第3章 误差基本理论 52

3.1 误差的产生 52

3.2 偶然误差的性质 54

3.3 误差的数学基本概念 55

3.4 避免误差危害的若干原则 56

3.5 最小二乘法原理 61

3.5.1 算术平均值原理 61

3.5.2 最小二乘法原理 62

3.6 衡量观测精度的标准 65

3.6.1 中误差 65

3.6.2 相对误差 65

3.6.3 容许误差 66

3.6.4 观测值函数的中误差 66

3.7 算术平均值的中误差 71

3.8 同精度观测值的中误差 72

3.9 权 74

3.9.1 权的概述 74

3.9.2 权与中误差的关系 75

3.9.3 观测值函数的权 77

3.10 平差和精度的几点讨论 79

3.10.1 单一水准路线的平差和精度讨论 79

3.10.2 具有一个结点的水准路线平差 81

3.11 测量平差及其程序设计 82

3.11.1 水准模型网的间接平差 82

3.11.2 测边网平差程序设计 84

思考题与练习 95

第4章 沉陷和位移观测中的精度分析 96

4.1 沉陷观测中的精度分析 96

4.1.1 水准尺上的读数精度 96

4.1.2 水准测量中测站限差的分析 96

4.1.3 水准测量每千米中误差的计算 98

4.1.4 水准测量中若干闭合差的限差 100

4.2 视准线法观测位移的精度分析 102

4.2.1 活动“觇牌法”的精度分析 102

4.2.2 测微器法（即测小角法）的精度分析 104

4.3 前方交会观测水平位移的方法和精度分析 105

4.3.1 一般原理和方法 105

4.3.2 观测点位移值的计算步骤 107

4.3.3 精度分析 109

4.4 外部因素对观测的影响 110

4.4.1 温度变化的影响 110

4.4.2 地面折光的影响 111

4.4.3 水准观测中尺垫和仪器脚架对观测结果的影响 112

4.5 条件观测平差 113

4.5.1 条件方程式与误差方程式 113

4.5.2 将非线性条件方程式化为误差方程式 114

4.5.3 列出法方程式 115

4.5.4 法方程的求解 118

4.5.5 改正数平方和的计算、精度估算 123

4.5.6 水准网按条件观测平差 125

4.5.7 逐渐趋近平差法 128

思考题与练习 131

第5章 条件平差原理 132

5.1 基础方程和它的解 132

5.2 精度评定 134

5.3 条件平差原理 135

5.4 精度评定 138

5.5 计算单位权方差和中误差的估值 138

5.6 平差值函数的协因数 140

5.7 条件平差的计算步骤 141

思考题与练习 143

第6章 内部变形监测 144

6.1 概述 144

6.2 监测布置 144

6.2.1 测斜仪（计）类 144

6.2.2 多点位移计 146

6.2.3 滑动测微计 147

6.2.4 收敛计 147

6.2.5 基岩变形计 148

6.2.6 沉降仪 148

6.2.7 引张线式水平位移计 149

6.2.8 土体位移计 150

6.2.9 测（裂）缝计 150

6.3 监测仪器设施与方法 150

6.3.1 测斜仪（计）类 150

6.3.2 多点位移计 167

6.3.3 滑动测微计 172

6.3.4 收敛计 175

6.3.5 基岩变形计 181

6.3.6 沉降仪类 183

6.3.7 引张线式水平位移计 190

6.3.8 土体位移计 194

6.3.9 测（裂）缝计 197

思考题与练习 203

第7章 观测资料的采集、处理和应用 204

7.1 引言 204

7.2 观测系统的误差 204

7.3 观测资料的采集和现场质量控制 208

7.4 单支仪器观测资料的误差检验和处理 212

7.4.1 对比检验方法 213

7.4.2 统计检验方法 216

7.5 无应力计资料计算 218

7.6 应变计组的误差检验和处理 220

7.7 应变计组资料检验和处理的新方法 225

7.8 混凝土实际应力的计算方法和步骤 227

7.9 观测成果的计算、分析和应用 230

思考题与练习 232

第8章 外部观测 233

8.1 水平位移观测 233

8.1.1 活动觇标法观测水平位移 233

8.1.2 小角度法观测水平位移 237

8.1.3 激光准直法观测水平位移 238

8.1.4 引张线法观测水平位移 241

8.1.5 倒垂法观测水平位移 244

8.2 垂直位移观测 247

8.2.1 起测基点的校测 248

8.2.2 垂直位移标点的观测 250

8.2.3 误差来源 251

8.2.4 观测精度要求 252

8.3 倾斜观测方法 253

8.3.1 观测计算 254

8.3.2 倾斜观测仪器 254

8.4 基线丈量 256

8.4.1 基线丈量方法 256

8.4.2 基线尺的维护 258

8.4.3 其他基线丈量方法 259

8.4.4 基线长度计算 260

8.4.5 基线丈量的精度分析 262

8.4.6 基线丈量的精度计算 262

8.5 渗流及扬压力观测 263

8.5.1 绕坝渗流观测 263

8.5.2 扬压力观测 265

8.6 温度观测 266

8.6.1 气温观测 266

8.6.2 水温观测 267

8.7 水流流态观测 267

8.7.1 进口流态观测 267

8.7.2 水面轨迹观测 267

8.7.3 下游流态观测 269

8.8 接缝观测和裂缝观测 269

8.8.1 接缝观测 269

8.8.2 裂缝观测 271

8.8.3 遥测测缝计 271

8.9 土壤固结和孔隙水压力观测 271

8.9.1 土坝固结观测 271

8.9.2 孔隙水压力观测 272

8.10 超声波检验技术 276

8.10.1 超声非金属检测仪 276

8.10.2 超声波声速的测定 277

8.10.3 用超声波法测量混凝土的抗压强度和动弹性模量 277

8.10.4 检测混凝土的裂缝 278

8.11 水质及泥沙分析 279

8.11.1 水质分析 279

8.11.2 泥沙分析 279

思考题与练习 281

第9章 观测资料分析 282

9.1 绪论 282

9.1.1 观测资料分析的目的及意义 282

9.1.2 观测资料分析的内容和方法 284

9.1.3 观测资料分析的基础工作 287

9.2 水位及气温资料整理分析 293

9.2.1 水库水位及下游水位资料整理分析 293

9.2.2 气温资料整理分析 297

9.2.3 气温成果整理 301

9.3 水温资料的整理分析 301

9.3.1 实测成果表的编列和特征值的统计 302

9.3.2 水温过程线的绘制和分析 302

9.3.3 垂线水温分布图的绘制和分析 303

9.3.4 断面水温分布图的绘制和分析 304

9.3.5 水温变化的影响因素 305

9.3.6 水温成果整理 305

9.4 坝体混凝土温度资料整理分析 305

9.4.1 混凝土温度过程线的绘制和分析 306

9.4.2 混凝土温度分布图的绘制和分析 306

9.4.3 平均温度和温度梯度的计算 308

9.4.4 影响混凝土温度的因素分析 309

9.4.5 坝体混凝土温度的理论计算 310

9.4.6 混凝土温度成果整理 314

9.5 渗透观测资料的整理分析 314

9.5.1 坝基扬压力资料的整理分析 314

9.5.2 坝体孔隙压力资料的整理分析 323

9.5.3 坝体及坝基漏水资料的整理分析 325

9.5.4 水化验资料的整理分析 328

9.6 变形观测资料的整理分析 331

9.6.1 引起变形的原因 331

9.6.2 变形的变化规律 333

9.6.3 变形资料整理分析的一般方法 334

9.6.4 建立变形的回归分析的函数关系式 335

9.6.5 变形回归分析计算的步骤 338

9.6.6 变形回归分析的实例 339

思考题与练习 343

第10章 水工观测工程实践案例 345

10.1 观测设计概述与工程概况 345

10.1.1 水工观测设计概述 345

10.1.2 工程概况 346

10.1.3 监测设施概况 348

10.2 环境量监测资料分析 370

10.2.1 水位监测资料分析 370

10.2.2 气温监测资料分析 371

10.3 外部观测资料分析 371

10.3.1 坝顶水平位移监测 371

10.3.2 基础沉陷位移监测 372

10.4 坝体接缝开合度监测资料分析 372

10.4.1 3号闸墩测缝计监测分析 372

10.4.2 2号机纵缝、宽槽测缝计监测分析 375

10.4.3 比较2号和4号机宽槽测缝计监测分析 381

10.5 坝体应力应变监测资料分析 382

10.5.1 3号闸墩应力应变监测分析 382

10.5.2 2号机应力应变监测分析 382

10.5.3 4号机应力应变监测分析 382

10.6 坝体钢筋应力监测资料分析 386

10.6.1 3号闸墩钢筋计应力分析 386

10.6.2 2号机钢筋计应力分析 386

10.6.3 4号机钢筋计应力分析 388

10.7 坝体温度场监测资料分析 389

10.8 渗流监测资料分析 389

10.8.1 基础扬压力分析 389

10.8.2 渗透压力分析 389

10.8.3 两岸绕渗分析 393

10.9 结论与说明 394

思考题与练习 395

参考文献 396