Шпаргалка по "Геодезии"

  а) требование к  прочности, устойчивости и трещиностойкости конструкций, включая общую устойчивость сооружения (контролируется крен и его приращения);

  б) технологически  требований к крену сооружений (требование к нормальной работе  оборудования, контролируются приращения  крена).

Исходя из расчетной требуемой точности контроля крена, производят выбор методов и средств геодезических измерений.

После выбора метода и  средства измерений, приступают к проектированию схемы измерений, расчету точности измерений элементов схемы и разработке технологии измерений.

 

 

 

 

16. Выбор методов и средств измерений при контроле осадок и деформаций сооружений.

Метод измерений –  это совокупность приемов использования  принципов и средств измерений. Средство измерений – техническое  средство, имеющее нормированное метрологическое свойство для измерения физических величин. При геодезическом контроле осадок и деформаций используют методы и средства измерений, применяемые как в инженерной геодезии, так и в машиностроении; появляется спец измерительная техника. Классификация методов и средств по способу измерения: Абсолютные перемещения измеряют геодезическими, механическими и совместными методами в частности: вертикальные: геометрическое, геодезическое и гидротехническое нивелирование, и наземная фототеодолитная съемка; горизонтальные: триангуляцией, полигонометрей, створными способами, наземная фототеодолитная съемка; Относительные перемещения измеряют прямыми и обратными отвесами, приборами вертикального проектирования, щелемерами, микрометрами, тензометрами. Выбор методов и средств измерений выполняют в последовательности: 1) Выполняют разработку процессов геодезического контроля объектов промышленного предприятия; Устанавливают категорию контроля; методы и виды контроля по полноте охвата, по характеру воздействия, по временной хар-ке; режимы контроля. Объекты, геометрические параметры, допускаемые величины контроля параметров и основные виды контроля заносят в таблицу. 2) На основании категории геометрического контроля геометрического параметра объекта и вида контроля по хар-ру воздействия на ход производства (активный или пассивный) сначала устанавливают значение коэфф. точности для пассивного контроля С_П, а затем вычисляют значение коэффю точности при активном контроля С_АК, Устанавливают требуемые точности контроля параметров. И заносят их в туже таблицу. 3) По виду геометрического параметра определяют группу методов и измерительных средств. 4) По заданной точности измерения геометрического параметра и размера объекта (расстояние м/у контрольными точками) выбирают подгруппу методов и средств. Если параметр находиться не прямым измерением, а различными построениями измеряемых элементов. То рассчитывается точность измерения элементов - для выбора средств измерений. 6) Исходя, из экономической целесообразности выбирают оптимальное средство измерений (прибор квалификации контролер). Должны создаваться новые методы и средства измерений.

 

17. Прогнозирование осадок и деформаций инженерных сооружений по моделям малого масштаба на основе теории механики грунтов и по данным геодезических измерений.

Прогнозирование – это научно обоснованное предсказание  повторения процесса или явления при определенных идентичных условиях. Метод послойного суммирования: в процессе изысканий на строй площадке берут пробы грунта на различных глубинах, в лабораториях испытывают грунт.  В результате испытаний получают физико-механические св-ва грунтов (объемный и удельный вес, пористость, угол скольжения, коэф-ты фильтрации), затем по формулам механики грунтов находят вторичные показатели и затем их используют для расчета осадок , где В – коэф-т перехода от натуры к физическим испытаниям; р – давление в слоях грунта от нагрузки; Е – модуль деформации грунта; h -  толщена слоев грунта. Сущность по хар-кам физики механических свойств грунта определяют модуль деформации грунта по исследованиям. Затем по формуле вычисляют осадку. Расчетная осадка не должна превышать допустимой. Если же она превышает допуск, то следует сооружение перепроектировать (увеличить площадь, изменить состав грунта под сооружением). Метод моделирования: В лабораториях создают макет будущего сооружения в масштабе 1/10 - 1/50 и испытывают до разрешения на деформацию, а затем переносят данные исследования на будущее сооружение. Макет платины на расстоянии от неё упор с датчиками, по мере нагрузки от заполняемой  воды платина начинает откланяться и задевать датчики на упоре – фиксируется деформация. Метод прогнозирования по данным геодезических измерений: по данным получаем осадку готового сооружения за период. Затем подбираем империческую формулу (кривую) наиболее точно описывающую кривую осадки сооружения, и по параметрам кривой можно определить осадку S_n на будущее t_n.

При выполнении повторных  циклов измерений необходимо учитывать  действия различных факторов, которые могут оказать влияние на осадку сооружения, а именно: проведение подземных работ, возведение по соседству новых крупных сооружений, изменение температурного режима грунтов основания, искусственное изменение уровня грунтовых вод, изменение динамических нагрузок и т.п. В таких случаях график наблюдения должен предусматривать проведение измерений осадок до, во время, и после воздействия какого либо из указанных факторов, и в зависимости от полученных результатов график наблюдения корректир. Если в результате полного затухания осадок наблюдения были прекращены, то при выполнении инж. –строит работ, которые могут вызвать вторичные осадки, они возобновляются.

 

18. Методы и средства измерения горизонтальных смещений инженерных сооружений. Размещение КИА, точность, цикличность измерений, створные методы, методы угловых и линейных измерений.

Створные  способы и методы измерений применяются для установки частей сооружения и оборудования на одну прямую линию. Под способом понимают технологический процесс измерений, под методом – геометрическое построение створных линий.

Створом называют вертикальную плоскость, проходящую через две закрепленные точки, относительно которой измеряют нестворности наблюдаемых точек сооружения, т.е. их отстояния от этой плоскости. Закрепленные точки створа должны по возможности размещаться вне деформационной зоны и быть   в пределах точности измерений незыблемыми на весь период наблюдений. Створ обычно задается высокоточными оптическими приборами (теодолитом, микротелескопом, алиниометром) или реализуется натянутой струной. Створные измерения применяют для определения смещений прямолинейных плотин, мостовых переходов, подпорных стенок, колонн зданий и других сооружений, где имеется возможность установить наблюдаемые точки в плане на одной прямой и по высоте расположить их примерно на одном уровне.

На рис. приведена наиболее простая схема расположения знаков при створных измерениях, где A₁, A₂ – исходные (опорные)  пункты; I, II – наблюдательные пункты створа;

1, 2, 3… – наблюдаемые (деформационные) точки.

Способы створных измерений:

1. струнный и струнно-оптический;
2. оптический (способ малых углов, способ подвижной марки);
3. коллимационный способ;
4. дифракционный способ;

В струнном способе, прямая задается проволокой или калиброванными струнами диаметром 0,3 – 1 мм, которая натягивается между опорными точками (A₁ A₂) с натяжением 8 – 60 кг. В качестве проектирования используются остроконечные отвесы различной массы (0,2 – 5 кг). Точность измерений зависит в основном от окружающей среды и практически колеблется

от 1 – 3 мм, при створах длиной до 80 метров.

При струнно-оптическом способе струна натягивается над оборудованием  на высоте 2 – 4 м. Проектирование точек  со струны на оборудование осуществляется с помощью оптических проектирующих  приборов. Измерения производятся только в закрытых помещениях, где нет воздушных токов. Применяются комбинированные струны диаметром 0,1 – 0,3 мм, которые натягиваются грузами 8 – 30 кг.

В оптическом способе створ задается оптическими приборами, как правило, теодолитом или алиниометром и неподвижной визирной маркой. Измерение нестворностей осуществляется либо подвижной маркой, либо измерением малого угла, под которым видится нестворность. Центрирование прибора и марок – принудительное с помощью гнездовых центров.

 

 

 

 

 

 

 

 

Отсчет по подвижной  марке, в положении, когда ось  визирной цели по вертикали совпадает  с осью гнездового центра, называется местом нуля подвижной марки (МО на рис. 2) способе подвижной марки измеряют непосредственно величину нестворности. Для этого подвижная марка снабжена микрометренным винтом. Отсчет по шкале этого винта, когда ось симметрии визирной цели проходит через центр знака, называется местом нуля марки и определяется с помощью теодолита вращением марки вокруг основной оси на 180°. При наблюдениях подвижную марку устанавливают на створном знаке и по сигналу наблюдателя или при помощи автоматического дистанционного управления ее визирную цель наводящим винтом передвигают до полного совмещения вертикальной оси этой цели с коллимационной плоскостью теодолита, ориентированного по створу I–II (Рис. 1).

            q = МО – а  –– прямой ход

q = а – МО  ––  обратный ход

Взяв при этом отсчет по шкале наводящего винта и, отняв  от него место нуля, находят величину нестворности наблюдаемой точки. Такие наблюдения производят по 2 – 3 раза на каждом круге и из них образуют среднее, при этом рекомендуется для получения более или менее независимых измерений вводить марку в створ один раз при ее перемещении вправо, второй раз – влево.

Малый угол – это угол меньше наименьшего деления лимба и, следовательно, измеряется окулярным или оптическим микрометром на одних и тех же штрихах лимба.

Сущность способа заключается  в том, что, установив створный прибор на пункте I и ориентировав его по створу I – II, измеряют оптическим или окулярным микрометром несколькими приемами угловое отклонение от  створа каждой из наблюдаемых точек 1, 2, 3, … (Рис.1). По вычисленным угловым отклонениям и расстояния до этих точек определяют линейные величины поперечных смещений. При существующей организации наблюдений можно считать, что способ малых углов и способ подвижной марки примерно равноточны. В производственных условиях большее распространение получил способ подвижной марки, как более простой, требующий меньшего объема вычислений и поддающийся автоматизации по несложным схемам. Величина горизонтального смещения определяется как разность нестворностей y_i и y₀, измеренных в текущем и начальном циклах

или между смежными циклами

При равноточных измерениях в циклах и достаточной устойчивости плановой основы:

Тогда будем иметь

 для способа малых  углов:

   

  для способа подвижной  марки: 

Из этих формул видно, что ошибки определения смещений возрастают пропорционально расстоянию от прибора до наблюдаемых точек.

Схемы и программы  створных измерений:

1) Схема полного створа:

Эта наиболее простая  схема створных измерений, в которой  нестворность всех точек наблюдаемых  точек измеряют непосредственно с общего створа I – II (Рис. 1).

Прибор устанавливают  в начальном пункте I, ориентируют по неподвижной визирной марке в конечном пункте II и последовательно способом подвижной марки или малых углов определяют отклонение от створа точек 1, 2, 3, … .

Программа наблюдений состоит  в измерении нестворности в каждой точке при круге право и  лево в ходах прямого и обратного  направлений. Наблюдения при двух кругах производится с целью исключения возможного эксцентриситета в положении визирной оси створного прибора относительно его основной оси вращения и уменьшения влияния ошибки фокусирования зрительной трубы.

В схеме полного створа нестворность у каждой наблюдаемой  точки определяется с разной точностью в зависимости от расстояния до створного прибора.

В прямом ходе с наивысшей  точностью определяются нестворности первых точек, с более низкой – последних. В обратном ходе наоборот. Вес измерений в обратном ходе:

В схеме полного створа точность определения средних точек примерно в 3 раза меньше, чем крайних. В этом и состоит ее основной недостаток, ограничивающий ее применение на створах большой длины. Еще один недостаток: очень большая ошибка взаимного положения соседних контрольных пунктов.

В методе полустворов  сначала как можно точнее определяют нестворность какого-то центрального пункта и, таким образом, полный створ разбивается на 2 части.

Измерение отклонений по полустворам выполняется по программе полного створа, а затем результаты измерений математически приводятся к полному створу.

В методе четвертей створа полный створ разбивается на 4 части. Сначала определяется отклонение центральной точки (С) относительно створа (АВ) затем отклонение точек (Д) и (Е) относительно полустворов АС и ВС, а отклонение всех промежуточных точек (i, k, r, m) определяются относительно четвертей створов. Результаты всех измерений математически приводятся к полному створу.

В Схеме последовательных створов использовано положение, что  точность ориентирование линий повышается при визировании на дальние опорные  пункты, а линейная величина нестворности с высокой точностью измеряется на коротких расстояниях