工程测量学实验.doc

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1、工程测量学实验 实验一 标高的放样一 实验目的工程建筑物得高程放样，主要采用几何水准测量的方法，有时也采用卷尺直接丈量竖直距离以及三角高程测量。本实验将利用几何水准测量方法放样高程。熟练掌握高程的放样过程与技巧。二 实验原理 在工程建设中，需要放样由设计指定的高程。高程放样时，地面有已知水准点A（HA）,待定点B的设计高程为HB,要求在实地定出与设计高程相应的水平线或待定点顶面。我们用水准仪放样时，采用水准测量时类似的办法进行，如图： a为已知水准点上水准尺的读数，待放样点上水准尺的读数b=（HA+a）HB。当：b小于0时，表示待定点位于水准仪视线下方，水准仪应该正立； b小于0时，表示待定点

2、位于水准仪视线上方，水准尺应该倒立； b等于0时，表示待定点正好在视线处。三 实验步骤（1） 将水准仪安置在A 点与放样出的 B、P1 、P2 、P3 、P4 四点之间距离大致相等处，整平水准仪；（2）A 点木桩上立水准尺，并读数得a，可求得水准仪视线高为 HA+a，根据放样高程HB 可计算出放样数据 b= H +a-HB；（3）在B 上靠木桩立水准尺，并上下移动水准尺，使水准尺读数刚好为b，沿水准尺下端用铅笔在木桩上画水平线，此线即为需放样的设计地坪标高，按同样的方法依次在P1、P2 、P3 、P4 四点的木桩上放样出设计地坪标高。四 实验数据及处理1.设定H=1800.500m，H低=18

3、00.300a读数为1.124，b读数按公式b=（H+a）-HB=1.324H高=1801.900，b读数按上式计算的b=-0.276就是用倒尺法放样。2.放样坡度，假设HA=1800.400，坡度为10%坡度点各点距离为2mHB=1800.600，HC=1800.800,HD=1801.000根据公式计算：b1=H+a-HA=1.224；b2=H+a-HB=1.024;b3=H+a-HC=0.824;b4=H+a-HD=0.624;由上面数据就可以放样出坡度。 实验二 厂房施工控制网的建立（基线法） 一、实验目的 厂房控制网点的分布较稀，用以放羊建筑物的细部位置是远远不够的。因此对每一个车间

4、、厂房必须要建立厂房控制网。由于一般的厂房都是矩形，称为矩形控制网（或建筑方格网）。厂房控制网是厂房的基本控制，厂房骨架及其内部独立设备的关系尺寸都是根据他放养到实地上去的。因此，作为测绘工程专业的学生，必须熟悉并牢固掌握厂房施工控制网的建立的全过程。二、实验原理厂房控制网常用的建立方法有两种，一种基线法，一种是轴线法，本实验将按基线法测设厂房的控制网（测设一个矩形）。先根据厂区空中网定出它的一边作为基线，再在基线的两端测设直角，设置矩形的两条短边，并岩短边丈量距离，这种布置形式比较简单，测设方便。但由于其余三边都有基线推出，误差集中在最后一边上，这条边的精度比较低，这种形式的矩形控制网址使用

5、一般的中小型厂房。如图1所示： 三、实验内容1、根据厂区控制网（实验时临时假定一起始点A和起始方向aAB），定出矩形的一条边作为基线点1和2。2、在基线的两端测设直角，设置矩形的另外两条边。3、实测角3和角4与设计角度（90）之差小于等于10，实测边长S12和S34与设计边长的相对误差小于等于1/10000。 B 1 35261321283118 S S130.167m S219.258mS14=S2316.000m1、操作步骤：1）在放样场地选一观测点A，将全站仪安置在A点，任意选一点B作为起始方向。2）定向完，开始放样1号点，令S1=31.167m，1= 352613，找到改点，记为1。同

6、时在在极坐标放样界面输入2=1283118，当S2=19.258m，记为2号点。3）将全站仪安置在1号点上，用4号点作为定向点。定完向后，在极坐标放样界面输入900000，S13=16.000m，放样2号点。同理将全站仪安置在4号点放样2号点。4)实测L3、L4是否与设计值900000相符合。实测S12、S34与设计边长的相对误差是否超限。3、测设的误差结果：L3=900001，L4=900003L3、L4与设计值之差小于10，符合要求。实测S12=36.655m、S34=36.656m。通过余弦定理求的S=36.653m。经计算相对误差为：L12=(36.655-36.653)36.653=

7、5.410-5符合要求；L34=(36.656-36.653)36.653=8.210-5符合要求；4、该方法的优缺点和所用的场合。优点：可根据控制网定出它的一条边作为基线，再在基线的两端测设直角，设置矩形的两条短边，并沿短边丈量距离，布置形式简单，测设方便。缺点：矩形的三边都是有基线推出，误差集中在最后一条边上。适用场合：适用一般的中小型厂房 实验三 厂房施工控制网的建立（轴线法）一、实验目的厂房控制网点的分布较稀，用以放羊建筑物的细部位置是远远不够的。因此对每一个车间、厂房必须要建立厂房控制网。由于一般的厂房都是矩形，称为矩形控制网（或建筑方格网）。厂房控制网是厂房的基本控制，厂房骨架及其

8、内部独立设备的关系尺寸都是根据他放养到实地上去的。因此，作为测绘工程专业的学生，必须熟悉并牢固掌握厂房施工控制网的建立的全过程。二、实验原理：首先根据厂区控制网定出矩形控制网的主轴线，然后根据主轴线在厂房柱基础的挖土范围以外测设出矩形网的四条边，从而形成一个矩形控制网的布网方法比较灵活，标桩容易选择适宜的位置，矩形的四条边都是根据主轴线测设的，其误差分布比较平均。其缺点是测设的工序较多。比较费时，它一般用于大型车间建立控制网。、三、实验内容和要求：第一、根根据厂区控制网（实验的临时假定O点和起始方向AB）定出厂房控制网的主轴线AB。实验时用盘左后视A，倒镜，再合适的地方标志B1，用盘右后视A，

9、倒镜，再合适的地方标志B2，取B1和B2的中间位置作为B。要求AOB与180的差值5。否则应进行改正。第二、以O为测站，用两盘位分别测设短轴CD。当交交不符合直角时赢调整短轴的端点。第三、以A为测站测设N1和S1，与B为测站测设N2和S2。第四、实测角。四。、实验步骤和要求：（一）操作步骤：1开始假定出厂房控制网的主轴线AB，（实验假定O点和起始方位角AB）。2、用左盘后视A点，倒镜，在合适的地方标出B1，用右盘后视A点，倒镜，在B1点附近的地方标志B2点，取B1和B2的中间位置为B点。要求角AOB与180的差小于等于5。3、定出AB点后，假定OA=13.239m，OB=14.648m，AOB

10、达到要求后，开始放样。4、在O点为测站测设短轴CD，定出AOD OD=900000放样出C点，OC=13.554m,同理放样D点，使OD=14.478m。5。、将全站仪安置在A点，B点为定向点，放样N1、S1点。使AN1=OD=14.478m,AS1=OC=13.554m,找出N1和S1点并标记好。6、同理在B点安置全站仪,A点作为定向点，在B点放样N2和S2，使BN1=OD=14.478m，BS2=OC=13.557m。找到N2和S2点并标记好。 （二）长轴线、短轴线的改正值计算及改正方法公式： =1795956 改正值：d=6.7 X m d=9.6 X m（三）闭合差的观测结果和闭合差值

11、将全站仪分别安置在N1、N2、S1、S2测角1、2、3、4.1234895955900005895944895949=1+2+3+4-360=-00027三、实验内容与要求1、在现场选择一个假想弯道，在交点处测量线路偏角；2、根据现场情况，选择曲线半径R与缓和曲线长度lo；3、在假设交点JD里程为DK108+100.00时，计算各主要点的里程；4、在现场定出曲线主要点，并用记号标定出来；5、拥挤坐标法分别测设两个“半曲线”。四、实验与内容和要求1、有关计算：假设R=50m，lo=10m。=213045。m= 4.998 P=0.008m o=5 4346则曲线综合要素为：T= 14.512m

12、L=28.773m E=0.979m q=0.251m各主要点里程：ZH=JD-T=K108+100.00-14.512=K108+85.488HY=ZH+lo= K108+85.488+10=K108+95.488QZ=ZH+L/2=K108+85.488+14.3865=K108+99.854YH=ZH+L-lo=K108+104.2610.HZ=ZH= K108+85.488+28.773=K108+11402612、放样数据的计算表格和放样草图(1)偏角法放样缓和曲线（以ZH点为测站点，JD为定向点）li（m）25710（）00435028390560915435其中当li=10m时，

13、此点为HY点，点li=12m时，此点在圆曲线上，因此此应该用切线支距法放样。其放样坐标在坐标系中的坐标为X=11.975，Y=0.740.，然后用极坐标放样。（2）切线支距法测设曲线（以HZ点为测站点，JD为定向点）li（m）XiYi22.0000.00355.0000.04276.9980.114109.9900.3331211.9750.74014.38614.3290.8862、放样结果的检验情况；当放样完以后，找人站在每个放样点上，然后走到圆心处看，曲线是否光滑。实验五 井下水准测量一 实验目的井下高程测量的目的是在井下建立一个与地面统一的高程系统，确定各种采掘巷道，峒室在竖直方向上的

14、位置及相互关系。其任务有：1。确定主要巷道内各水准点与导线点的高程，以建立井下高程基本控制；2。给定巷道在竖直面内的方向；3，测绘主要运输巷道纵剖面图。井下高程测量分三种类型：1.通过立井人高程；2.水准测量；3.三角高程测量。实验在黑暗环境下进行，要求学生掌握在该环境下作业的方法与技巧。本实验井下水准测量。二 实验原理 在进行井下高程测量之前，应在井底车场和主要巷道内预先设置好水准点。水准点每组应不少于两个。两点之间的距离为3080m；各组之间的距离一般为300800m。井下永久导线点可作为水准点用。水准点应编号。井下水准测量的施测方法为：视线长度宜为1540米；前后视距大相等；每站用两次仪

15、高法观测，其高差互差1级为4mm，2级为5mm，取其平均值为一次测量结果。当水准点设在巷道顶板上时，要倒立水准尺，其读数前应加“”号。级水准路线应用两次仪高法沿线路往返测量；级闭，附合水准路线可用两次仪高法进行单程测量。水准测量的高程容许闭合差见下表。 井下水准测量限差表 水准测量等级水准支线往返测量高差不符值闭、附合路线的高程容许闭合差 三 注意事项1.保证仪器安全；2.全组同学精密组织；3.实验前认真复习有关内容。 实验数据处理测站点号后视距离前视距离视距差后视读数前视读数高差两次高差之差高差中数5mm累积高差1S111.2-2.4-0.931-0.782-0.149-1-0.148-0.

16、148S213.6S1-1.035-0.887-0.148S22S110.7+1.3-0.466-0.566+0.1000+0.100-0.048S29.4S1-0.574-0.674+0.100S23S129.5+2.8-0.187-1.344+1.1570+1.157+1.109S226.7S1-1.450-0.293+1.157S24S123.8-1.5-0.611-0.483+0.128+1+0.128+1.237S224.3S1-0.852-0.725+0.127S25S112.7 +0.5-0.829-0.281-0.5480-0.548+0.689S212.2S1-1.026-0

17、.478-0.548S26S118.4-0.7-0.784 -0.805+0.101-2+0.101+0.790S219.1S1-0.924-1.027+0.103S27S113.8-1.4-1.347-1.656+0.309+2+0.308+1.098S215.2S1-1.221-1.528+0.307S2S1S2 实验六 井下角度测量 一 实验目的井下平面控制测量是标定井下巷道掘进方向和测绘各种矿图的基础。井下角度测量是井下导线测量的基础，要求学生在井下特定环境条件下进行角度测量操作。 二 实验原理1. 井下导线的等级根据规定，井下平面控制分为基本控制导线和采区控制导线两级。基本控制导线精

18、度较高，是井下的首级平面控制。采区控制导线的精度较低，是井下的加密控制。2. 井下导线的类型 井下导线布设在巷道中，收到巷道掘进和开拓方式的限制，大多成支导线形式。但当已掘巷道增多时，也可以形成闭合导线或导线网。由于井下测量的某些特点，还可形成交叉闭合导线，无定向导线，方向附和导线。3. 井下导线点的设置 井下导线点按其使用的时间长短分为永久点和临时点。临时点通常要保存13年；永久点则保存时间更长些。井下与地面不同的是，大多数测点设在巷道顶板上。这是因为测点在顶板上具有易寻找、不易被人员和车辆破坏等优点。永久点应以坚固耐用和使用方便为原则。导线点应该统一编号。 4. 测量角度 本次实验采用侧回

19、法测角，其测量步骤是：A 正镜瞄准后视点A，度盘配0附近，取读书a1；B 顺时针方向旋转照准部瞄准前视点B并取读书b1,，得上半侧回角值l=bl al；C 倒镜先瞄准前视点B取读数br；D 逆时针旋转照准部瞄准后视点并取读书ar，得下半测回角值r=br ar。 表06-01 井下测水平角的各项限差仪器级别同一侧回中半测回互差检查角与最终角之差两侧回间互差两次对中侧回间互差J220秒-12秒30秒J640秒40秒30秒60秒J1575秒75秒-表06-02 井下经纬仪导线 水平角观测仪器和作业要求导线类型仪器使用观测方法按导线（水平）边长分15米以下1530米30米以上对中次数侧回数对中次数侧回

20、数对中次数测回数7秒J2侧回法33221215秒J6侧回法或复测法22121230秒J15同上11111145秒J15同上一次对中；侧回（复测）数按使用的仪器精度确定三 注意事项 1.保证仪器安全；2.全组同学精密组织；3.实验前认真复习有关内容。 【实验数据】第一测回：盘 左竖直角盘 右竖直角目标A水平度盘00 00 00180 00 04竖直度盘85 32 244 27 36274 27 454 27 45 目标B水平度盘90 12 18 270 12 3竖直度盘86 42 203 17 40273 17 433 17 43水平角90 12 1890 12 33第二测回：盘 左竖直角盘 右

21、竖直角目标A水平度盘 60 00 00240 00 03 竖直度盘83 32 15 4 27 45274 27 284 27 28目标B水平度盘150 12 27 330 12 21竖直度盘86 42 153 17 45273 17 483 17 48水平角90 12 2790 12 18第三测回：盘 左竖直角盘 右竖直角目标A水平度盘120 00 01300 00 13竖直度盘85 32 014 27 59274 28 044 28 04目标B水平度盘210 12 1630 12 19竖直度盘86 42 203 17 40273 17 463 17 46水平角90 12 1590 12 06

22、 实验七 一井定向一、 实验目的 在竖井开拓的矿山中，井下的平面控制和高程控制通常是由一井定向来与地面实现的，中段与中段之间的联系也是如此。用联系三角形法进行方位和坐标的井上、井下传递，在科技发展到今天仍是难以替代的。二、 实验原理 通过一个竖井进行几何定向，就是在井筒内挂两根钢丝，钢丝的一段固定在地面，另一端系有定向专用的垂球自由悬挂于定向水平。按地面坐标系统求出两垂线的平面坐标及其连线的坐标方位角：在定向水平上把垂球线与井下永久点连接起来，这样将地面的坐标方位角和坐标导入井下，达到定向的目的。1、 用连接三角形定向在井筒内挂两根垂球线A和B进行投点，由于不能在A、B点安置仪器，因此选定井上

23、和井下的连接点C和C，从而在井上和井下形成以AB为公用边的三角形ABC和ABC ，一般把这样的三角形称为连接三角形。当已知D点的坐标及DE边的方位角和地面三角形各内角及边长时，可用普通导线测量计算的方法，算出A、B在地面坐标系中的坐标及其连线的坐标方位角。同样，已知A、B的坐标及其连线的方位角和井下三角形各要素时就能计算出井下导线起始边DE的坐标方位角及D的坐标。在选择井上下连接点C和C时，应满足下列要求：（1） C与D 和C与D应彼此通视，且其变长应尽量大于20m；（2） C和C应尽可能在AB延长线上；（3） C和C应适当地靠近最近的垂球线。2、 连接三角形的现场测量（1） 在连接点C上用测

24、回法测量角度ABC()和DCA()。井下连接点C上的测角方法及要求相同。（2） 丈量连接三角形的三个边长BC（a）、AC（b）、AB（c）。同样的方法丈量井下连接三角形的边长a、b、c。角度观测方法见下表：仪器级别水平角观测方法测回或复测数测回中误差 限差半测回归零差各测回互差检验角与最终角之差重新对中测回（复测）间互差J2全员方向观测法3 6 12 12 60J6全员方向观测法或复测发66 3030 40 72边长观测方法如下： 量边时应用检验过的钢尺并施加比长时的拉力，记录测量时的温度。在垂线稳定的情况下，用钢尺的不同起点丈量六次。读数到0.5mm。同一边各次观测值的互差不得大于2mm，取

25、平均值作为丈量的结果。井上井下量得的两垂球线间距离的互差，一般不应超过2mm。测量数据：楼下角度记录数据测站目标盘左（）盘右（)盘左归零方向()盘右归零方向()一测站归零方向()各测回平均值()CD 0 00 00 (-02)180 00 01 (02)0 00 000 00 000 00 00 0 00 00A109 26 38289 26 41 109 26 40109 26 39109 26 40109 26 36B138 08 15318 08 13 138 08 17 138 08 13138 08 15138 08 18D359 59 57180 00 02CD60 00 00（0

26、0）240 00 00（00）0 00 000 00 000 00 00B169 26 29349 26 40109 26 29109 26 40109 26 34A198 08 1718 08 20138 08 17138 08 20138 08 18D60 00 00240 00 00CD120 00 00(01)300 00 02(00)0 00 000 00 000 00 00A229 26 3849 26 30109 26 37109 26 30109 26 34B258 08 2078 08 25138 08 19138 08 25138 08 22D120 00 02259 59

27、 59楼上角度记录数据测站目标盘左（）盘右（)盘左归零方向()盘右归零方向()一测站归零方向()各测回平均值()CD0 00 00（00）180 00 02（00）0 00 000 00 000 00 000 00 00A237 19 3057 19 34237 19 30 237 19 34237 19 32 237 19 31B275 42 1495 42 12275 42 14275 42 12275 42 13275 42 14D0 00 01179 59 58CD60 00 01（02）240 00 02（00）0 00 000 00 000 00 00A297 19 27117 1

28、9 36237 19 25237 19 36237 19 30B335 42 17155 42 13275 42 15275 42 13275 42 14D60 00 02239 59 59CD120 00 02（01）300 00 03（00）0 00 000 00 000 00 00A357 19 28177 19 36237 19 27237 19 36237 19 32B395 42 20215 42 10275 42 19 275 42 10275 42 14D120 00 00259 59 58楼下钢尺量距测站目标距离平均值CD29.97829.97829.97829.97729.

29、978测站目标往测起点终点距离平均值往返测平均值CA0.0116.0035.9925.9925.9920.1016.0925.9910.4996.4915.992返测6.2060.2155.9915.9926.4160.4235.9936.3030.3115.992CB往测起点终点斜距平距平均值往返测平均值竖直角8103410.4819.0468.5658.4618.4628.460.7789.3478.5698.4650.9929.4868.5648.46返测9.0620.4998.5638.4588.4579.7761.2158.5618.45610.3271.7658.5628.457A

30、B往测起点终点距离平均值往返测平均值0.0494.3664.3174.3194.3190.7915.1124.3211.3325.6514.319返测4.3710.0524.3194.3195.1230.8024.3215.7291.4114.318楼上钢尺量距测站目标距离平均值CD24.84924.84924.84924.84824.849测站目标往测起点终点距离平均值往返测平均值CA5.6320.6265.0065.0095.0076.0331.0215.0126.331.3215.009返测0.4215.4275.0065.0050.6575.6645.0071.0356.0375.00

31、2CB往测起点终点斜距平距平均值往返测平均值竖直角1000010.7589.1058.3478.228.2198.2180.4868.8338.3478.220.5368.8818.3458.218返测9.7681.4248.3448.2178.2179.6671.3228.3458.2189.4210.9878.3438.216AB往测起点终点距离平均值往返测平均值0.5224.7954.2734.2714.2721.0845.3544.274.7450.4764.269返测5.0540.7814.2734.2734.8170.5434.2745.7031.4324.2713.连接三角形的计

32、算楼上数据：a=5.077 b=6.863 c=4.272 =3823 43sin=0.621083187sin=0.738117823 =473416.78 sin=0.997774792 =934922.77f=179 47 22.5-180=-001237.5的平差值=474035.5 的平差值=935541.5、的平差值之和=1800000.0C计的平方=18.25996148 C计=4.2732d=-0.0012 Va=-d/3=+0.0004 Vb=-d/3=-0.0004 Vc=-d/3=+0.0004 a的平差值=5.0774 b 的平差值=6.8634 c 的平差值=4.27

33、24楼下数据：a=8.460 b=5.992 c=4.319 =284142sin=0.48014695sin=0.940505487 =1095148sin=0.666135801 =414610f=1801940-180=+001940 的平差值=1094158 的平差值=413620、的平差值之和=1800000.0C计的平方=18.54226754 C计=4.3061d=+0.0129 Va=-d/3=-0.0043 Vb=+d/3=+0.0043 Vc=-d/3=-0.0043 a的平差值=8.4557 b 的平差值=5.9963 c 的平差值=4.3147 连接三角形井上下坐标计算

34、取AB=AB=（C+C）/2=4.2949m如图按D、C、A、B、C、D的顺序按一般导线计算方法计算各点坐标点方位角()水平边长坐标增量坐标测站视准点XYXYDC100 00 0010001000DC100 00 0029.97829.522-2.2061029.522997.794CA29 26 365.9925.2222.9481034.7441000.742AB161 46 0.54.2949-4.0981.351030.6461002.092BC23 22 20.54.2724.6612.0141035.3071004.106CD119 05 34.524.849-12.08221.7

35、141023.2251025.82三 注意事项3、 保证仪器安全；4、 全组同学精密组织；5、 实验前认真复习有关内容。 实验八 断面图的测绘一 实验目的 断面图的测绘是测绘工程专业的一项基本技能，要求现场测量线路的纵断面和横断面，并绘出纵断面图和横断面图。二 实验原理1纵断面图的测绘 沿线路中心线方向的断面叫做纵断面。纵断面图是表示线路中线上地面起伏变化的断面图。纵断面图包括：里程桩位置、沿路线中心线的地面起伏、地质变化以及与其他线路相交的情况。纵断面图的绘制，横向（即水平方向）表示沿路线的中心线的长度，纵向（即竖直方向）表示高程。为了明显的表示地面的起伏，水平方向的比例尺通常取1:1000

36、0，高程方向的比例尺通常取1：1000，即地面起伏被夸大10倍。 2横断面图测绘 沿垂直于路线中心线方向的断面图叫做横断面图。线路的横断面图是表示垂直于线路中心方向地面起伏变化的断面图。在定测阶段，一般在曲线控制点、公里桩、百米桩和线路纵、横向地形明显变化处均应测绘横断面图。横断面图测绘应满足设计路基、取土、弃土和排水的需要。三 实验步骤 1纵断面的测量在选定点架设仪器，进行对中置平，沿路线中心测出地面起伏的点。在路线中心线两旁地面起伏变化大的地方设定断面点A、B、C。 2.横断面的测量在设定的A点上架设仪器，沿路线中心线的垂直方向测出地面起伏的点。以此在B、C点重复A点测量方法。四 实验数据

37、及纵、横断面图1实验数据点号XY高程H1，,34800000.000,1900000.074,1800.1362,34799996.026,1900000.000,1799.9513,34799992.390,1900000.092,1799.9274,34800003.138,1899999.969,1800.2965,34800008.033,1899999.918,1803.2876,34800010.928,1899999.809,1803.3558,34799999.621,1900038.954,1799.9019,34799997.404,1900020.275,1800.13610,34799989.840,1900019.137,1799.9511,34800004.299,1900020.817,1801.37512,34800010.812,1900022.174,1803.18913,34799988.744,1900038.941,1799.40514,34799993.425,1900038.76