土木工程测量 精编本PDF电子书下载

1绪论 1

1.1 土木工程测量学的任务 1

1.1.1 概述 1

1.1.2 学科分类 1

1.1.3 发展简史 2

1.1.4 土木工程测量学的任务 4

1.2 地面点位的确定 4

1.2.1 地球的形状和大小 4

1.2.2 地面点位的确定 5

1.3 测绘工作的基本原则 9

1.3.1 测绘的基本工作 9

1.3.2 测绘的基本原则 10

1.4 用水平面代替水准面的限度 11

1.4.1 地球曲率对水平距离的影响 11

1.4.2 地球曲率对高程的影响 12

1.4.3 对水平角测量的影响 12

1.5 测绘科学研究进展 13

1.5.1 大地测量学研究进展 13

1.5.2 摄影测量与遥感学研究进展 13

1.5.3 地图制图学与地理信息工程研究进展 14

1.5.4 工程测量学研究进展 15

1.5.5 海洋测绘学研究进展 15

思考题与习题 16

2水准仪及水准测量 18

2.1 水准测量基本原理 18

2.2 水准仪的基本结构及使用 19

2.2.1 DS3微倾式水准仪的构造 19

2.2.2 自动安平水准仪 21

2.2.3 水准尺和尺垫 23

2.2.4 水准仪的使用 24

2.3 水准测量一般方法及计算 25

2.3.1 水准点 25

2.3.2 水准路线 26

2.3.3 水准测量的实施 26

2.3.4 水准测量的检核 28

2.3.5 水准测量的内业 29

2.4 水准测量误差及仪器检校 31

2.4.1 水准测量误差 31

2.4.2 微倾式水准仪的检验与校正 33

2.4.3 自动安平水准仪的检校 35

2.5 精密水准仪及使用 35

2.5.1 精密光学水准仪 35

2.5.2 电子水准仪 37

思考题与习题 39

3经纬仪及角度测量 40

3.1 角度测量原理 40

3.1.1 水平角测量原理 40

3.1.2 竖直角测量原理 40

3.2 光学经纬仪的基本结构及使用 41

3.2.1 经纬仪的分类 41

3.2.2 DJ6光学经纬仪 41

3.2.3 DJ2光学经纬仪 44

3.2.4 光学经纬仪的使用 46

3.3 电子经纬仪的基本结构及使用 48

3.3.1 电子经纬仪概述 48

3.3.2 电子经纬仪测角原理 48

3.3.3 电子经纬仪的使用 50

3.4 水平角观测 50

3.4.1 测回法 50

3.4.2 方向观测法 50

3.5 竖直角观测 53

3.5.1 竖盘构造 53

3.5.2 竖直角计算公式 53

3.5.3 竖盘指标差 54

3.5.4 竖直角观测 55

3.5.5 竖盘指标自动补偿装置 56

3.6 光学经纬仪的检验与校正 56

3.6.1 经纬仪的主要轴线及应满足的几何条件 56

3.6.2 经纬仪的检验与校正 57

3.7 水平角观测的主要误差来源 60

3.7.1 仪器误差 60

3.7.2 观测误差 61

3.7.3 外界条件的影响 63

思考题与习题 63

4直线定向及距离测量 65

4.1 直线定向 65

4.1.1 直线定向的概念 65

4.1.2 坐标方位角的计算 67

4.1.3 用罗盘仪测定磁方位角 70

4.2 钢尺量距 72

4.2.1 钢尺量距的一般方法 72

4.2.2 钢尺量距的精密方法 74

4.2.3 钢尺量距的误差分析及注意事项 76

4.3 视距测量 76

4.3.1 视距测量概述 76

4.3.2 视距测量的原理 76

4.3.3 视距测量的观测和计算 78

4.3.4 视距测量的误差分析及注意事项 79

4.4 光电测距仪原理及使用 80

4.4.1 电磁波测距概述 80

4.4.2 光电测距仪的基本原理 81

4.4.3 红外测距仪及其使用 84

4.4.4 光电测距成果整理 87

4.4.5 光电测距的误差分析 88

4.5 全站仪测量原理及应用 89

4.5.1 仪器特点 89

4.5.2 发展历史 89

4.5.3 仪器结构 90

4.5.4 仪器分类 91

4.5.5 仪器使用 91

思考题与习题 94

5测量误差的基本知识 95

5.1 测量误差的来源及分类 95

5.1.1 测量误差概述 95

5.1.2 测量误差的来源 95

5.1.3 测量误差的分类 96

5.2 偶然误差的基本特性 97

5.2.1 偶然误差的基本特性 97

5.2.2 正态分布在误差分析中的意义 98

5.2.3 标准差σ对误差扩散的表征作用 98

5.3 衡量观测值精度的指标 99

5.3.1 精度 99

5.3.2 中误差 99

5.3.3 平均误差 100

5.3.4 相对误差 101

5.3.5 极限误差和容许误差 101

5.4 误差传播定律及其应用 102

5.4.1 误差传播定律 102

5.4.2 误差传播定律的应用 103

5.5 等精度直接观测平差 104

5.5.1 算术平均值——真值的最或然值 105

5.5.2 观测值改正数 105

5.5.3 观测值中误差 106

5.5.4 最或然值中误差 106

5.6 不等精度直接观测平差 107

5.6.1 权 108

5.6.2 加权平均值及其中误差 109

思考题与习题 110

6小区域控制测量 112

6.1 概述 112

6.1.1 平面控制测量 112

6.1.2 高程控制网 114

6.2 导线测量 115

6.2.1 导线布设的基本形式 116

6.2.2 导线测量的外业工作 116

6.2.3 导线测量的内业计算 118

6.3 交会定点 123

6.3.1 前方交会 123

6.3.2 后方交会 125

6.3.3 测边交会 126

6.4 三、四等水准测量 126

6.4.1 三、四等水准测量概述 126

6.4.2 三、四等水准测量的观测顺序 127

6.4.3 测站的计算与检核 127

6.5 三角高程测量 129

6.5.1 三角高程测量的原理 129

6.5.2 地球曲率和大气折光对高差的影响与改正 129

6.5.3 三角高程测量的观测与计算 130

思考题与习题 131

7全球卫星定位系统（GPS）的原理与应用 134

7.1 GPS概述 134

7.2 GPS的组成 135

7.2.1 GPS卫星星座 135

7.2.2 GPS地面监控系统 136

7.2.3 GPS信号接收及信号处理系统 137

7.3 GPS坐标系统 138

7.4 GPS定位原理 139

7.4.1 GPS信号 139

7.4.2 GPS定位基本原理 140

7.4.3 GPS定位误差源 142

7.5 GPS测量的实施 143

7.5.1 技术方案设计 143

7.5.2 外业工作 143

7.5.3 内业工作 145

7.5.4 GPS静态定位与快速静态定位 145

思考题与习题 145

8大比例尺地形图的测绘 146

8.1 地形图的基本知识 146

8.1.1 地形图的比例尺 146

8.1.2 大比例尺地形图图式 149

8.1.3 地貌的表示方法 152

8.1.4 地形图分幅与编号 157

8.2 测图前的准备工作 160

8.2.1 图纸准备 160

8.2.2 绘制坐标方格网 160

8.2.3 展绘控制点 160

8.3 经纬仪测图法 161

8.3.1 地形图测绘的基本要求 161

8.3.2 经纬仪配量角器测图法 162

8.4 地形图的绘制 164

8.4.1 地物的绘制 164

8.4.2 地貌的绘制 164

8.4.3 地形图的拼接 165

8.4.4 地形图的检查 165

8.4.5 地形图的整饰清绘 166

8.5 数字化测图技术 166

8.5.1 数字化测图技术概述 166

8.5.2 内外业一体化数字测图 168

8.5.3 图解地形图的数字化 173

8.6 地籍图测绘 174

8.6.1 地籍测绘概述 174

8.6.2 地籍控制测量 175

8.6.3 地籍调查 175

8.6.4 地籍图测绘 175

8.6.5 面积量算 179

思考题与习题 179

9地形图的应用 180

9.1 地形图的识读 180

9.1.1 地形图的图廓外注记 180

9.1.2 地物与地貌的识别 182

9.1.3 地形图的精度 183

9.2 地形图应用的基本内容 183

9.2.1 点位坐标的量测 183

9.2.2 两点间的水平距离量测 184

9.2.3 直线坐标方位角的量测 184

9.2.4 点的高程和两点间的坡度量测 184

9.2.5 图上面积量算 185

9.3 按设计线路绘制纵断面图 188

9.4 按限制坡度在地形图上选线 189

9.5 确定汇水面积 189

9.6 平整场地中的土方量计算 190

9.6.1 平整为水平场地 190

9.6.2 整理为倾斜面 191

9.7 地形图在土木工程中的应用 192

9.7.1 建筑设计中的地形图应用 192

9.7.2 给排水设计中的地形图应用 193

9.7.3 勘测设计中的地形图应用 193

9.7.4 城市规划用地分析的地形图应用 193

思考题与习题 195

10施工放样基本方法 197

10.1 概述 197

10.1.1 施工测量的目的和内容 197

10.1.2 施工测量的特点 197

10.1.3 施工测量的原则 197

10.2 施工控制网的布设 198

10.2.1 施工控制网的特点 198

10.2.2 平面控制网的建立 199

10.2.3 高程控制网的建立 200

10.2.4 施工控制网的维护 201

10.2.5 工程实例 201

10.3 距离、水平角和高程的放样 202

10.3.1 水平距离的测设（放样） 202

10.3.2 水平角的测设（放样） 203

10.3.3 高程的测设（放样） 204

10.3.4 已知坡度线的测设（放样） 205

10.4 平面位置放样常用方法 207

10.4.1 测角前方交会 207

10.4.2 距离交会法 207

10.4.3 角度后方交会法 208

10.4.4 极坐标法 209

10.4.5 直角坐标法 209

10.4.6 全站仪坐标放样法 210

10.4.7 自由设站放样法 210

10.4.8 GPS（RTK）放样法 211

10.5 曲线测设 211

10.5.1 单圆曲线的测设 212

10.5.2 带有缓和曲线的曲线测设 213

10.5.3 任意设站极坐标法测设曲线 214

思考题与习题 215

11工业与民用建筑施工测量 216

11.1 工业厂房施工测量 216

11.1.1 工业厂房矩形控制网测设 216

11.1.2 工业厂房柱列轴线测设 217

11.1.3 工业厂房柱基施工测量 217

11.1.4 工业厂房构件安装测量 218

11.2 民用建筑施工测量 221

11.2.1 施工测量的准备工作 221

11.2.2 多层建筑施工测量 224

11.2.3 高层建筑施工测量 228

11.3 烟囱、水塔施工测量 231

11.3.1 基础施工测量 231

11.3.2 主体施工测量 231

11.4 竣工总平面图编绘 232

11.4.1 竣工总平面图编绘的目的 232

11.4.2 竣工测量的内容 233

11.4.3 竣工总平面图的编绘 233

思考题与习题 234

12交通运输工程施工测量 235

12.1 概述 235

12.1.1 施工测量的基本内容 235

12.1.2 施工测量的基本特点 236

12.2 线路勘测设计测量 236

12.2.1 线路中线测量 236

12.2.2 线路圆曲线测设 239

12.2.3 线路纵横断面测量 244

12.3 道路工程施工测量 250

12.3.1 恢复中线测量 250

12.3.2 施工控制桩测设 250

12.3.3 路基测设 251

12.3.4 竖曲线测设 254

12.4 桥梁工程施工测量 256

12.4.1 桥梁施工控制测量 256

12.4.2 桥梁墩台测设 258

12.4.3 桥梁上部结构测设 259

12.5 隧道工程施工测量 259

12.5.1 洞外控制测量 259

12.5.2 隧道施工测量 261

12.5.3 洞内控制测量 262

12.5.4 隧道断面测量 263

12.5.5 竖井联系测量 263

12.6 管道工程施工测量 266

12.6.1 地下管道施工测量 266

12.6.2 架空管道施工测量 270

12.6.3 管道竣工测量 270

思考题与习题 271

13建筑物变形监测 273

13.1 概述 273

13.1.1 变形监测的目的 273

13.1.2 变形监测的特点 274

13.1.3 变形监测的主要内容 274

13.1.4 变形监测的精度 276

13.1.5 变形监测的周期 277

13.2 变形监测系统设计 278

13.2.1 变形监测系统设计的原则与内容 278

13.2.2 变形监测点的分类 279

13.3 水平位移监测 282

13.3.1 概述 282

13.3.2 测量机器人技术 283

13.3.3 GPS在变形监测中的应用 283

13.3.4 引张线法测量水平位移 284

13.4 垂直位移监测 285

13.4.1 概述 285

13.4.2 几何水准测量法 286

13.4.3 三角高程测量 287

13.4.4 GPS高程测量 287

13.4.5 液体静力水准测量 288

13.5 挠度与裂缝观测 289

13.5.1 挠度观测 289

13.5.2 裂缝观测 290

13.6 深基坑工程监测 291

13.6.1 概述 291

13.6.2 监测内容 291

13.6.3 监测的基本要求 292

13.6.4 监测点的布置 293

13.6.5 常用监测仪器 293

13.6.6 工程实例 295

13.7 建筑物倾斜观测 296

13.7.1 概述 296

13.7.2 观测点位的布设 297

13.7.3 全站仪观测建筑物倾斜 297

13.7.4 水准测量法 298

13.7.5 前方交会法 298

13.7.6 测水平角法 299

13.7.7 倾斜传感器观测法 299

13.8 变形监测数据的整理和分析 301

13.8.1 概述 301

13.8.2 资料整编 301

13.8.3 资料分析 302

13.8.4 小浪底大坝安全监控系统 303

思考题与习题 304

附录1 测量常用的计量单位与换算 305

附录2 测量实验和实习 306

第一部分 测量实验与实习须知 306

第二部分 测量实验项目 308

实验一 水准仪的认识与使用 308

实验二 普通水准测量 310

实验三 微倾式水准仪的检验与校正 311

实验四 DJ6级光学经纬仪的使用 313

实验五 测回法测量水平角 315

实验六 全圆方向观测法测量水平角 316

实验七 竖直角测量与竖盘指标差的检验 317

实验八 经纬仪的检验与校正 318

实验九 电子经纬仪的认识与使用 320

实验十 视距测量 321

实验十一 经纬仪配量角器仪测绘地形图 322

实验十二 测设水平角与水平距离 323

实验十三 测设已知高程和坡度线 324

实验十四 全站仪的认识和使用 325

第三部分 测量教学实习 327

参考文献 331