Файл: Дипломная работа соответствует установленным требованиям и направляется в гэк для защиты.docx
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 490
Скачиваний: 27
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
По методу измерений нестворностей различают оптический метод, струнный метод, струнно-оптический метод и метод лазерного луча.
Таким образом, для определения смещений гидротехнических сооружений используются следующие методы: линейно-угловые, спутниковые, створные, обратные и прямые отвесы.
Метод линейно-угловых сетей применяется в том случае, когда для создания створа нет условий. Например, для наблюдения контрольных марок, устанавливаемых на арочных плотинах со стороны низовой грани на разных ярусах.
В линейно-угловых сетях получается наибольшее количество избыточных измерений, что обеспечивает повышение точности при уравнивании. Если геометрические параметры для создания сети благоприятны, то используются сети трилатерации. Сеть создается при значительных расстояниях и неблагоприятных условиях для угловых измерений.
Для земляных плотин, а также для бетонных плотин могут использоваться ГНСС приемники.
Спутниковые технологии координатных определений имеют существенные преимущества. Им свойственны высокая точность, независимость от погоды и времени суток, оперативность, возможность определения координат при отсутствии взаимной видимости между пунктами.
В створных измерениях определения горизонтальных смещений сооружения прямолинейных плотин есть свои достоинства: быстрота и простота полевых работ, малые затраты на камеральную обработку.
Прямые и обратные отвесы применяются для высоких плотин, в качестве опорных пунктов для определения смещений контрольных точек гребня плотины (крена плотины), поскольку линейно-угловые сети для расстояний 2-3 км не обеспечивают СКО измерений 0.7 мм.
-
Геодезические методы определения вертикальных смещений гидротехнических сооружений
Большие или меньшие вертикальные и горизонтальные смещения претерпевают все возводимые сооружения. Вертикальные смещения сооружений обычно называют осадками.
Осадки возникают в результате уплотнения грунта под воздействием внешних нагрузок и в отдельных случаях собственной массы грунта; просадки, происходящие в результате уплотнения под воздействием как внешних нагрузок и собственной массы грунта, так и дополнительно с ними действующих факторов (замачивание просадочного грунта, оттаивание ледовых прослоек в замерзшем грунте и т.п.); набухания и усадки, связанные с изменением объема некоторых видов глинистых грунтов при изменении их влажности, температуры (морозное пучение) или воздействии химических веществ.
Смещения сооружений могут быть равномерными, но чаще наблюдаются неравномерные смещения, в результате которых могут возникать крены, прогибы, и выгибы фундаментных частей сооружений. К образованию трещин и даже разрушению сооружения приводят неравномерные осадки сооружений, они вызывают в них дополнительные напряжения. Нарушение противофильтрационных устройств вызывают взаимные смещения отдельных блоков гидротехнических сооружений, а крены или прогибы фундаментов нарушить нормальную эксплуатацию установленного на них оборудования. Поэтому при проектировании фундаментных частей сооружений или грунтовых сооружений в качестве одного из основных принимается условие, чтобы все виды смещений не превышали предельных значений, устанавливаемых проектом (вторая группа предельных состоянии). В свою очередь, предельные значения смещений определяются конструкцией сооружения, его прочностью и деформируемостью, а также эксплуатационными требованиями к сооружению и размещаемому оборудованию.
Все смещения сооружений происходят во времени. Развитие самих деформаций грунта во времени определяется как постепенным ростом нагрузки. Медленный процесс ползучести скелета грунта и фильтрационный процесс отжатия воды из пор грунта при уплотнении или разбухании, относятся к физическим величинам деформации скелета, для которых нужно значительное время, исчисляемое месяцами и годами.
«Мгновенной» можно принять если статическая нагрузка от сооружения нарастает весьма быстро по сравнению с развитием смещений сооружения во времени. После ее приложения сразу же возникают некоторые, обычно небольшие, смещения, которые также условно могут быть названы мгновенными смещениями. Определяются они в основном соотношением времени их возникновения и времени развития основных смещений и деформаций грунтового массива.
Величина конечных смещений достигает тогда, когда их нарастание затухает. В результате из мгновенной части, нарастающей во времени, и конечной можно представить весь процесс смещений.
Нивелированием называют комплекс геодезических работ, связанных с измерением превышений и высот точек местности. Данные работы проводятся при решении различных инженерно-геодезических задач в строительстве, при высотной съемке местности, а также научно-технических задач при изучении динамических процессов движения земной коры, исследовании разностей уровня воды в морях и океанах, при изучении деформаций инженерных сооружений и др.
Существует несколько основных методов нивелирования:
- геометрическое, применяется для измерений контрофорсных и арочных плотин;
- тригонометрическое, при контроле состояния берегов и для определения осадки марок арочных плотин;
- гидростатическое, применяется для определения вертикальных смещений с высокой точностью.
Методом геометрического, тригонометрического, гидростатического нивелирования осуществляется измерения осадок бетонных плотин и их оснований. Простое и недорогое стандартное оборудование, высокая точность и быстрота измерений, возможность в сложных и стесненных условиях выполнять измерения, за это методы геометрического нивелирования получили наибольшее распространение. Методом геометрического нивелирования можно определять разности высот точек, расположенных на расстоянии 5 - 10 м, с ошибкой 0,05 - 0,1 мм, а на несколько сотен метров - с ошибкой до 0,5 мм. Разные классы и разряды нивелирования применяются в зависимости от требуемой точности определения осадок.
Методика установленной государственной инструкцией нивелирования несколько отличается от методики нивелирования, используемая при наблюдении за осадками плотин и прилегающей территории. По постоянно закрепленным связующим точкам выполняется нивелирование. Расстояние между смежными марками ограничена длиной визирного луча. Заранее производится разбивка и закрепление мест установки нивелира и реек. Для бетонных плотин на скальном основании осадка контрольных марок должна определяться со средней квадратической ошибкой ±1 мм, что соответствует нивелированию 1 разряда, на нескальных основаниях ±2 мм, что соответствует нивелированию 2 разряда для гидротехнических сооружений. На каждой плотине создаются внецентренная опорная высотная сеть исходных реперов, расположенных вне зоны влияния воронки оседания, сети из рабочих реперов и осадочных марок.
Передача отметок на гребень плотины и отдельные ее горизонты в основном осуществляется посредством инварных проволок и лент.
Отметки деформационных точек в цикле измерений определяют относительно исходного опорного репера. Отметку исходного репера чаще всего принимают условно, например 100,000 ми остается постоянна на весь период наблюдений. Для передачи отметки от исходного на все деформационные реперы разрабатывают специальную схему. Схема показана на рисунке 5.
В зависимости от класса и разряда нивелирования применяют специальную методику и соответствующие приборы при выполнении измерений. Штриховые инварные или специальные малогабаритные рейки, тщательно выверенные высокоточные нивелиры типа Н-05, используют для измерений с высокой точностью. Отсчеты берут по основной и дополнительной шкалам реек, установив нивелир строго посередине между наблюдаемыми точками.
В прямом и обратном направлениях выполняется нивелирование. Высота над поверхностью пола или земли - не менее 0,5 м, длина визирного луча допускается до 25 м. Нивелирование производится при достаточно отчетливых, спокойных изображениях штрихов реек и благоприятных условиях видимости. Для обеспечения высокой точности работ соблюдают другие меры предосторожности.
Рисунок 5 – Схема нивелирных ходов
Тщательно обрабатывают полученные результаты: оценивают фактическую точность и сравнивают ее с заданной, уравнивают, вычисляют отметки, а по разности их в циклах - осадки, строят графики осадок и т. д.
Для определения осадок точек, расположенных в труднодоступных местах, в основном используют тригонометрическое нивелирование. В последнее время данный метод нашел наибольшее применение с появлением высокоточных тахеометров. Такие случаи возникают при наблюдениях за высокими зданиями, башнями, плотинами, при производстве измерений через препятствия.
Наиболее высокая точность порядка 0,1 мм обеспечивается при коротких (до 100 м) лучах визирования с применением высокоточных теодолитов и специальной методики измерении, позволяющей измерять зенитные расстояния с ошибкой порядка 5’’. Выбор времени и условий наблюдений, строгую вертикальность реек предусматривает методика, однообразная во всех циклах установку теодолита и его тщательное исследование для уменьшения влияния вертикальной рефракции, и ряд других мероприятий, направленных на ослабление действий различных источников ошибок. С ошибкой 3-5 мм должны измеряться расстояния до определяемых точек.
На бетонных плотинах из-за высокой точности, своей простоты и возможности автоматизации применяют метод гидростатического нивелирования. В основном используется метод стационарой гидростатической установки (переносные гидростатические нивелиры не нашли широко применения на гидроузлах), состоящий из труб, укрепленных в горизонтальном положении. Жидкостью заполняют систему. Над трубами в местах измерения осадки закладываются боковые осадочные марки. В продольных и поперечных галереях плотины устанавливаются гидростатические системы, что позволяет существенно ослабить температурную погрешность, вызванную разностью температур жидкости в разных частях гидростатической системы, где колебания температур незначительны.
Относительно горизонтальной плоскости определяются превышения, устанавливающейся в сообщающихся сосудах гидростатического нивелира.
Гидростатический нивелир показан на рисунке 6.
