Xem mẫu

  1. …………..o0o………….. LUẬN V ĂN Đề tài " Khảo sát phương pháp bình sai lới trắc địa tự do v à ứng dụng trong xử lý số liệu lới quan trắc chuyển dịch ngang công trình ”.
  2. Khoa Tr¾c ®Þa §å ¸n tèt nghiÖp môc lôc Trang Môc lôc 1 ........................................................................................................................... ................. Ch­¬ng 1 - tæng quan vÒ c«ng t¸c quan tr¾c chuyÓn dÞch biÕn d¹ng c«ng tr×nh ...................................................... 4 1.1 Kh¸i niÖm chung vÒ chuyÓn dÞch vµ biÕn d¹ng c«ng tr×nh 4 ....................... 1.2 L­íi khèng chÕ dïng trong quan tr¾c chuyÓn dÞch ngang c«ng tr×nh .... 10 1.3 C¸c ph­¬ng ph¸p quan tr¾c chuyÓn dÞch ngang ............................................. 18 1.4 Thùc tr¹ng chuyÓn dÞch vµ biÕn d¹ng c«ng tr×nh ë n­íc ta hiªn nay ...... 27 Ch­¬ng 2 - Kh¶o s¸t ph­¬ng ph¸p b×nh sai l­íi tù do ............ 32 2.1 Kh¸i niÖm vÒ l­íi tr¾c ®Þa tù do .............................................................................. 32 2.2 PhÐp chuyÓn ®æi to¹ ®é Helmert vµ ®Þnh vÞ m¹ng l­íi tr¾c ®Þa tù do ......... 37 2.3 Mét sè tÝnh chÊt vÒ kÕt qu¶ b×nh sai l­íi tù do ............................................... 42 Ch­¬ng 3 - øng dông b×nh sai l­íi tù do trong xö lý l­íi quan tr¾c chuyÓn dÞch ngang c«ng tr×nh ......... 45 3.1 TÝnh to¸n xö lý sè liÖu l­íi quan tr¾c chuyÓn dÞch ngang ....................... 45 3.2 ThuËt to¸n xö lý sè liÖu l­íi quan tr¾c chuyÓn dÞch ngang ..................... 46 3.3 S¬ ®å khèi vµ quy tr×nh xö lý l­íi quan tr¾c chuyÓn dÞch ngang ......... 52 3.4 LËp tr×nh øng dông .......................................................................................................... 55 3.5 TÝnh to¸n thùc nghiÖm .................................................................................................. 69 phô lôc 1.......................................................................................................................................... 72 phô lôc 2.......................................................................................................................................... 81 phô lôc 3.......................................................................................................................................... 83 Tµi liÖu tham kh¶o ............................................................................................................ 88 Phïng Xu©n Thuú Líp Tr¾c ®Þa A-K48 1
  3. Khoa Tr¾c ®Þa §å ¸n tèt nghiÖp Më ®Çu Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, cïng víi sù ph¸t triÓn kinh tÕ, Nhµ n­íc cïng víi c¸c nhµ ®Çu t­ trong vµ ngoµi n­íc ®· vµ ®ang ®Çu t­ x©y dùng rÊt nhiÒu c«ng tr×nh lín cã quy m« hiÖn ®¹i nh­: nhµ m¸y xi m¨ng, c¸c c«ng tr×nh nhµ cao tÇng, nhµ m¸y thuû ®iÖn, c¸c c«ng tr×nh cÇu… §Ó thi c«ng ®­îc c¸c c«ng tr×nh nµy ®Òu ph¶i tiÕn hµnh c«ng t¸c tr¾c ®Þa. Mét trong nh÷ng c«ng t¸c quan träng ®­îc tiÕn hµnh ngay tõ khi ®Æt nÒn mãng c«ng tr×nh vµ ®­îc thùc hiÖn trong suèt qu¸ tr×nh khai th¸c sö dông vµ vËn hµnh c«ng tr×nh ®ã chÝnh lµ c«ng t¸c quan tr¾c chuyÓn dÞch biÕn d¹ng c«ng tr×nh. C¸c kÕt qu¶ quan tr¾c biÕn d¹ng cho phÐp ®¸nh gi¸ møc ®é æn ®Þnh vµ an toµn cña c«ng tr×nh gióp cho ng­êi chñ qu¶n cã kÕ ho¹ch tu t¹o, b¶o d­ìng vµ ng¨n chÆn nh÷ng hËu qu¶ xÊu cã thÓ x¶y ra ®èi víi c«ng tr×nh. Ngµy nay, víi viÖc øng dông khoa häc kü thuËt vµo s¶n xuÊt kÕt hîp víi viÖc tæ chøc vµ ¸p dông c¸c quy tr×nh quan tr¾c hîp lý, ®é chÝnh x¸c cña c¸c trÞ ®o ®· ®­îc n©ng cao ®¸ng kÓ. Nh­ng do l­íi quan tr¾c biÕn d¹ng c«ng tr×nh lµ mét m¹ng l­íi ®Æc thï, ®ßi hái ®é chÝnh x¸c rÊt cao, do ®ã bªn c¹nh ®é chÝnh x¸c c¸c kÕt qu¶ quan tr¾c ®­îc n©ng cao th× viÖc ¸p dông c¸c quy tr×nh vµ ph­¬ng ph¸p xö lý phï hîp víi b¶n chÊt cña cña m¹ng l­íi quan tr¾c biÕn d¹ng lµ rÊt cÇn thiÕt, nh»m n©ng cao chÊt l­îng cña c«ng t¸c xö lý sè liÖu. NhËn thøc ®­îc tÇm quan träng cña ph­¬ng ph¸p xö lý sè liÖu ®èi víi l­íi quan tr¾c biÕn d¹ng c«ng tr×nh nªn khi ®­îc giao ®å ¸n tèt nghiÖp t«i ®· chän ®Ò tµi: “ Kh¶o s¸t ph­¬ng ph¸p b×nh sai l­íi tr¾c ®Þa tù do vµ øng dông trong xö lý sè liÖu l­íi quan tr¾c chuyÓn dÞch ngang c«ng tr×nh”. Néi dung cña ®å ¸n gåm ba ch­¬ng: Ch­¬ng 1: Tæng quan vÒ c«ng t¸c quan tr¾c chuyÓn dÞch biÕn d¹ng c«ng tr×nh Ch­¬ng 2: Kh¶o s¸t ph­¬ng ph¸p b×nh sai l­íi tù do Ch­¬ng 3: øng dông ph­¬ng ph¸p b×nh sai l­íi tù do trong xö lý l­íi quan tr¾c chuyÓn dÞch ngang c«ng tr×nh Phïng Xu©n Thuú Líp Tr¾c ®Þa A-K48 2
  4. Khoa Tr¾c ®Þa §å ¸n tèt nghiÖp Do tr×nh ®é cßn h¹n chÕ vÒ tr×nh ®é nªn cuèn ®å ¸n kh«ng thÓ tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt. T«i rÊt mong nhËn ®­îc nh÷ng ý kiÕn ®ãng gãp cña c¸c ThÇy, C« gi¸o cïng c¸c b¹n ®ång nghiÖp ®Ó cuèn ®å ¸n ®­îc hoµn thiÖn h¬n. T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n sù gióp ®ì cña ThÇy, C« trong khoa Tr¾c ®Þa cïng c¸c b¹n ®ång nghiÖp, ®Æc biÖt lµ sù chØ b¶o tËn t×nh cña ThÇy TS. NguyÔn Quang Phóc trong suèt qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n. Hµ Néi, th¸ng 6 n¨m 2008 Sinh viªn: Phïng Xu©n Thuú Phïng Xu©n Thuú Líp Tr¾c ®Þa A-K48 3
  5. Khoa Tr¾c ®Þa §å ¸n tèt nghiÖp Ch­¬ng 1 Tæng quan vÒ c«ng t¸c quan tr¾c ChuyÓn dÞch biÕn d¹ng c«ng tr×nh 1.1. kh¸i niÖm chung vÒ chuyÓn dÞch vµ biÕn d¹ng c«ng tr×nh 1.1.1. Ph©n lo¹i chuyÓn dÞch biÕn d¹ng c«ng tr×nh 1.1.1.1. ChuyÓn dÞch c«ng tr×nh ChuyÓn dÞch c«ng tr×nh trong kh«ng gian lµ sù thay ®æi vÞ trÝ c«ng tr×nh theo thêi gian vµ ®­îc ph©n biÖt thµnh hai lo¹i: chuyÓn dÞch theo ph­¬ng th¼ng ®øng vµ chuyÓn dÞch trong mÆt ph¼ng ngang. ChuyÓn dÞch theo ph­¬ng th¼ng ®øng ®­îc gäi lµ ®é tråi lón (nÕu chuyÓn dÞch theo h­íng xuèng d­íi th× gäi lµ lón, h­íng lªn trªn gäi lµ tråi). ChuyÓn dÞch c«ng tr×nh trong mÆt ph¼ng n»m ngang gäi lµ chuyÓn dÞch ngang. 1.1.1.2. BiÕn d¹ng c«ng tr×nh BiÕn d¹ng c«ng tr×nh lµ sù thay ®æi mèi t­¬ng quan h×nh häc cña c«ng tr×nh ë quy m« tæng thÓ hoÆc ë c¸c kÕt cÊu thµnh phÇn. BiÕn d¹ng x¶y ra do chuyÓn dÞch kh«ng ®Òu gi÷a c¸c bé phËn c«ng tr×nh, c¸c biÕn d¹ng th­êng gÆp lµ hiÖn t­îng cong, vÆn xo¾n, r¹n nøt cña c«ng tr×nh. NÕu c«ng tr×nh bÞ chuyÓn dÞch, biÕn d¹ng v­ît qu¸ giíi h¹n cho phÐp th× kh«ng nh÷ng g©y trë ng¹i cho qu¸ tr×nh khai th¸c sö dông mµ cã thÓ dÉn ®Õn c¸c sù cè h­ háng, ®æ vì vµ ph¸ huû mét phÇn hoÆc toµn bé c«ng tr×nh. 1.1.2. Nguyªn nh©n g©y ra chuyÓn dÞch biÕn d¹ng c«ng tr×nh C¸c c«ng tr×nh bÞ chuyÓn dÞch biÕn d¹ng lµ do t¸c ®éng cña hai lo¹i yÕu tè chñ yÕu: - YÕu tè tù nhiªn - YÕu tè nh©n t¹o Phïng Xu©n Thuú Líp Tr¾c ®Þa A-K48 4
  6. Khoa Tr¾c ®Þa §å ¸n tèt nghiÖp 1.1.2.1. T¸c ®éng cña c¸c yÕu tè tù nhiªn T¸c ®éng cña c¸c yÕu tè tù nhiªn do c¸c nguyªn nh©n sau: - Kh¶ n¨ng lón, tr­ît cña líp ®Êt ®¸ d­íi nÒn mãng c«ng tr×nh vµ c¸c hiÖn t­îng ®Þa chÊt c«ng tr×nh, ®Þa chÊt thuû v¨n kh¸c. - Sù co gi·n cña ®Êt ®¸ - Sù thay ®æi cña c¸c ®iÒu kiÖn thuû v¨n theo nhiÖt ®é, ®é Èm, vµ mùc n­íc ngÇm 1.1.2.2. T¸c ®éng cña c¸c yÕu tè nh©n t¹o T¸c ®éng cña c¸c yÕu tè nh©n t¹o bao gåm: - ¶nh h­ëng cña träng t¶i b¶n th©n c«ng tr×nh - Sù thay ®æi c¸c tÝnh chÊt c¬ lý ®Êt ®¸ do viÖc quy hoÆch cÊp tho¸t n­íc. - Sù sai lÖch trong kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh, ®Þa chÊt thuû v¨n. - Sù suy yÕu cña nÒn mãng c«ng tr×nh do thi c«ng c¸c c«ng tr×nh ngÇm d­íi c«ng tr×nh. - Sù thay ®æi ¸p lùc ngang lªn nÒn mãng c«ng tr×nh do x©y dùng c¸c c«ng tr×nh kh¸c ë gÇn. - Sù rung ®éng cña nÒn mãng c«ng tr×nh do vËn hµnh m¸y mãc vµ ho¹t ®éng cña c¸c ph­¬ng tiÖn giao th«ng. 1.1.3. C¸c tham sè ®Æc tr­ng cho qu¸ tr×nh chuyÓn dÞch ngang c«ng tr×nh a. ChuyÓn dÞch ngang tuyÖt ®èi cña mét ®iÓm ( qi ) Lµ ®o¹n th¼ng tõ vÞ trÝ ban ®Çu cña ®iÓm ®ã ®Õn vÞ trÝ t¹i thêi ®iÓm quan tr¾c (tÝnh trong mÆt ph¼ng ngang): 2 (1.1) qi  ( xij  xi0 ) 2  ( y ij  y i0 ) Trong ®ã: (xij, yij) lµ to¹ ®é (xÐt trong mÆt ph¼ng ngang) cña ®iÓm thø i trong chu kú quan tr¾c thø j ( xi0 , y i0 ) lµ to¹ ®é ban ®Çu cña ®iÓm thø i Phïng Xu©n Thuú Líp Tr¾c ®Þa A-K48 5
  7. Khoa Tr¾c ®Þa §å ¸n tèt nghiÖp C¸c ®iÓm ë nh÷ng vÞ trÝ kh¸c nhau cña c«ng tr×nh cã møc chuyÓn dÞch ngang b»ng nhau th× qu¸ tr×nh chuyÓn dÞch ngang ®­îc coi lµ chuyÓn dÞch ®Òu. ChuyÓn dÞch (ngang) ®Òu chØ x¶y ra khi ¸p lùc ngang cña c«ng tr×nh vµ møc ®é chÞu nÐn cña ®Êt ®¸ ë c¸c vÞ trÝ kh¸c nhau cña nÒn lµ nh­ nhau. ChuyÓn dÞch ngang kh«ng ®Òu x¶y ra do sù chªnh lÖch ¸p lùc ngang lªn c«ng tr×nh vµ møc ®é chÞu nÐn cña ®Êt ®¸ kh«ng nh­ nhau. ChuyÓn dÞch kh«ng ®Òu lµm cho c«ng tr×nh bÞ nghiªng cong, vÆn, xo¾n vµ biÕn d¹ng kh¸c. BiÕn d¹ng lín sÏ cã thÓ dÉn ®Õn hiÖn t­îng g·y, nøt ë nÒn mãng vµ t­êng c«ng tr×nh. b. ChuyÓn dÞch ngang trung b×nh cña c«ng tr×nh: qtb n q i (1.2) qtb  i 1 n Trong ®ã: qi: chuyÓn dÞch tuyÖt ®èi cña ®iÓm i n: sè l­îng ®iÓm kiÓm tra trªn c«ng tr×nh c. Chªnh lÖch chuyÓn dÞch theo mét trôc: q §Æc tr­ng cho ®é xoay cña c«ng tr×nh (1.3) q  q 3  q1 Trong ®ã: q3, q1 lµ gi¸ trÞ chuyÓn dÞch cña hai ®iÓm ë hai ®Çu trôc d. §é cong tuyÖt ®èi vµ ®é cong t­¬ng ®èi cña c«ng tr×nh theo mét trôc §é cong tuyÖt ®èi: f1 ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau 2q 2  (q1  q3 ) (1.4) f1  2 Trong ®ã: Phïng Xu©n Thuú Líp Tr¾c ®Þa A-K48 6
  8. Khoa Tr¾c ®Þa §å ¸n tèt nghiÖp q1, q3: gi¸ trÞ chuyÓn dÞch cña 2 ®iÓm ë 2 ®Çu trôc q2: gi¸ trÞ chuyÓn dÞch cña ®iÓm kiÓm tra ë gi÷a trôc §é cong t­¬ng ®èi: f2 f1 (1.5) f2  l1,3 l1,3: chiÒu dµi cña trôc c«ng tr×nh e. Tèc ®é chuyÓn dÞch cña tõng ®iÓm vµ tèc ®é chuyÓn dÞch trung b×nh Tèc ®é chuyÓn dÞch cña ®iÓm i: vi qi (1.6) vi  t Trong ®ã t: thêi gian gi÷a hai chu kú quan tr¾c Tèc ®é chuyÓn dÞch trung b×nh cña c«ng tr×nh: vtb n v i (1.7) vtb  i 1 n 1.1.4. Môc ®Ých vµ nhiÖm vô quan tr¾c biÕn d¹ng c«ng tr×nh 1.1.4.1. Môc ®Ých Quan tr¾c chuyÓn dÞch biÕn d¹ng c«ng tr×nh nh»m môc ®Ých x¸c ®Þnh møc ®é chuyÓn dÞch biÕn d¹ng, nghiªn cøu t×m ra nguyªn nh©n chuyÓn dÞch biÕn d¹ng vµ tõ ®ã cã biÖn ph¸p xö lý, ®Ó phßng tai biÕn ®èi víi c«ng tr×nh, cô thÓ lµ: 1. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ chuyÓn dÞch biÕn d¹ng ®Ó ®¸nh gi¸ ®é æn ®Þnh c«ng tr×nh, phßng ngõa c¸c sù cè h­ háng, ®æ vì cã thÓ x¶y ra. 2. KÕt qu¶ quan tr¾c lµ sè liÖu ®èi chøng ®Ó kiÓm tra c¸c tÝnh to¸n trong giai ®o¹n thiÕt kÕ c«ng tr×nh. Phïng Xu©n Thuú Líp Tr¾c ®Þa A-K48 7
  9. Khoa Tr¾c ®Þa §å ¸n tèt nghiÖp 3. Nghiªn cøu quy luËt biÕn d¹ng trong nh÷ng ®iÒu kiÖn kh¸c nhau vµ dù ®o¸n biÕn d¹ng cña c«ng tr×nh trong t­¬ng lai. 4. X¸c ®Þnh c¸c lo¹i biÕn d¹ng cã ¶nh h­ëng ®Õn qu¸ tr×nh vËn hµnh c«ng tr×nh, tõ ®ã ®Ò ra chÕ ®é sö dông, khai th¸c c«ng tr×nh mét c¸ch hîp lý. 1.1.4.2. NhiÖm vô §Ó quan tr¾c chuyÓn dÞch biÕn d¹ng mét c«ng tr×nh, tr­íc hÕt cÇn ph¶i thiÕt kÕ ph­¬ng ¸n kinh tÕ - kü thuËt bao gåm: 1. NhiÖm vô kü thuËt 2. Kh¸i qu¸t vÒ c«ng tr×nh, ®iÒu kiÖn tù nhiªn vµ chÕ ®é vËn hµnh. 3. S¬ ®å ph©n bè mèc khèng chÕ vµ mèc kiÓm tra. 4. S¬ ®å quan tr¾c. 5. Yªu cÇu ®é chÝnh x¸c quan tr¾c ë nh÷ng giai ®o¹n kh¸c nhau. 6. Ph­¬ng ph¸p vµ dông cô ®o. 7. Ph­¬ng ph¸p chØnh lý kÕt qu¶ ®o. 8. S¬ ®å lÞch cho c«ng t¸c quan tr¾c. 9. Biªn chÕ nh©n lùc vµ dù to¸n kinh phÝ. 1.1.5. Yªu cÇu ®é chÝnh x¸c vµ chu kú quan tr¾c 1.1.5.1. Yªu cÇu ®é chÝnh x¸c quan tr¾c Yªu cÇu ®é chÝnh x¸c quan tr¾c chuyÓn dÞch chÝnh lµ ®é chÝnh x¸c cÇn thiÕt x¸c ®Þnh chuyÓn dÞch c«ng tr×nh, chØ tiªu ®Þnh l­îng cña ®¹i l­îng nµy phô thuéc chñ yÕu vµo tÝnh chÊt c¬ lý ®Êt ®¸ d­íi nÒn mãng, ®Æc ®iÓm kÕt cÊu vµ vËn hµnh c«ng tr×nh. Cã hai c¸ch x¸c ®Þnh yªu cÇu ®é chÝnh x¸c quan tr¾c chuyÓn dÞch, c¸ch thø nhÊt lµ x¸c ®Þnh theo gi¸ trÞ chuyÓn dÞch dù b¸o ( ®­îc nªu trong b¶n thiÕt kÕ c«ng tr×nh), c¸ch thø hai x¸c ®Þnh theo tiªu chuÈn x©y dùng, vËn hµnh c«ng tr×nh (®­îc quy ®Þnh trong c¸c tiªu chuÈn ngµnh). 1- Theo chuyÓn dÞch dù b¸o, yªu cÇu ®é chÝnh x¸c quan tr¾c ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Phïng Xu©n Thuú Líp Tr¾c ®Þa A-K48 8
  10. Khoa Tr¾c ®Þa §å ¸n tèt nghiÖp Qt (1.8) mQ  2 Trong ®ã: mQt - yªu cÇu ®é chÝnh x¸c quan tr¾c chuyÓn dÞch ë thêi ®iÓm t . Qt - gi¸ trÞ chuyÓn dÞch dù b¸o ®Õn thêi ®iÓm t .  - hÖ sè ®Æc tr­ng cho ®é tin cËy cña kÕt qu¶ quan tr¾c, phô thuéc vµo x¸c xuÊt ®­îc chÊp nhËn. §èi víi c«ng t¸c quan tr¾c biÕn d¹ng th­êng lÊy x¸c xuÊt P = 0.997 (t­¬ng øng víi   3 ) vµ khi ®ã c«ng thøc tÝnh ®é chÝnh x¸c quan tr¾c chuyÓn dÞch lµ: (1.9)  0.17Qt m Qt NÕu chuyÓn dÞch c«ng tr×nh cã gi¸ trÞ dù b¸o lµ nhá th× ®¹i l­îng mQ t tÝnh theo c«ng thøc (1.9) còng nhá, trong mét sè tr­êng hîp sÏ rÊt khã ®¹t ®­îc tiªu chuÈn chÝnh x¸c nh­ vËy. 2- Trong thùc tÕ, yªu cÇu ®é chÝnh x¸c quan tr¾c th­êng ®­îc x¸c ®Þnh dùa vµo ®iÒu kiÖn nÒn mãng, ®Æc ®iÓm kÕt cÊu ®èi víi tõng lo¹i c«ng tr×nh cô thÓ (c¸c tiªu chuÈn nµy do c¬ quan qu¶n lý ngµnh ban hµnh). Yªu cÇu ®é chÝnh x¸c quan tr¾c ®èi víi c¸c c«ng tr×nh d©n dông - c«ng nghiÖp th«ng th­êng ®­îc ®­a ra ë b¶ng 1.1. B¶ng 1.1: Yªu cÇu ®é chÝnh x¸c ®o lón vµ chuyÓn dÞch ngang c«ng tr×nh §é chÝnh x¸c TT Lo¹i c«ng tr×nh, nÒn mãng quan tr¾c  1 mm 1 C«ng tr×nh bª t«ng x©y trªn nÒn ®¸ gèc  3 mm 2 C«ng tr×nh x©y trªn nÒn ®Êt c¸t, sÐt vµ c¸c nÒn chÞu nÐn kh¸c  5 mm 3 C¸c lo¹i ®Ëp ®¸t ®¸ chÞu ¸p lùc cao  10 mm 4 C«ng tr×nh x©y trªn nÒn ®Êt ®¾p, nÒn tr­ît  15 mm 5 C¸c lo¹i c«ng tr×nh b»ng ®Êt ®¾p Phïng Xu©n Thuú Líp Tr¾c ®Þa A-K48 9
  11. Khoa Tr¾c ®Þa §å ¸n tèt nghiÖp 1.1.5.2. Chu kú quan tr¾c Quan tr¾c chuyÓn dÞch biÕn d¹ng c«ng tr×nh lµ d¹ng c«ng t¸c ®o lÆp, ®­îc thùc hiÖn nhiÒu lÇn víi cïng ®èi t­îng, mçi lÇn ®o ®­îc gäi lµ mét chu kú quan tr¾c. Thêi gian thùc hiÖn c¸c chu kú ®o ®­îc x¸c ®Þnh trong giai ®o¹n thiÕt kÕ kü thuËt quan tr¾c lón hoÆc chuyÓn dÞch ngang c«ng tr×nh. Chu kú quan tr¾c ph¶i ®­îc tÝnh to¸n sao cho kÕt qu¶ quan tr¾c ph¶n ¸nh ®óng thùc chÊt qu¸ tr×nh chuyÓn dÞch cña ®èi t­îng quan tr¾c. NÕu chu kú ®o th­a th× sÏ kh«ng x¸c ®Þnh ®óng quy luËt chuyÓn dÞch, ng­îc l¹i nÕu Ên ®Þnh chu kú quan tr¾c qu¸ dµy sÏ dÉn ®Õn l·ng phÝ nh©n lùc, tµi chÝnh vµ c¸c chi phÝ kh¸c. Cã thÓ ph©n chia c¸c chu kú quan tr¾c chuyÓn dÞch thµnh ba giai ®o¹n: giai ®o¹n thi c«ng, giai ®o¹n ®Çu vËn hµnh vµ giai ®o¹n c«ng tr×nh ®i vµo æn ®Þnh. Trong giai ®o¹n thi c«ng, chu kú quan tr¾c ®­îc thùc hiÖn ngay sau thêi ®iÓm x©y song phÇn mãng, khi ma c«ng tr×nh cßn ch­a chÞu t¸c ®éng cña t¶i träng hoÆc ¸p lùc ngang. C¸c chu kú tiÕp theo ®­îc Ên ®Þnh tuú thuéc tiÕn ®é x©y dùng vµ møc t¨ng t¶i träng c«ng tr×nh. Trong mét sè tr­êng hîp ®Æc biÖt, khi ph¸t sinh yÕu tè ¶nh h­ëng kh«ng cã lîi ®Õn ®é æn ®Þnh cña c«ng tr×nh, cÇn thùc hiÖn c¸c chu kú quan tr¾c bæ xung. Riªng ®èi víi c¸c c«ng tr×nh chÞu ¸p lùc biÕn ®æi theo chu kú(nh­ c¸c c«ng tr×nh chÞu ¸p lùc t¹i nhµ m¸y thuû ®iÖn, ®Ëp n­íc cña hå chøa), c«ng t¸c quan tr¾c biÕn d¹ng ®­îc thùc hiÖn th­êng xuyªn trong suèt qu¸ tr×nh vËn hµnh, khai th¸c c«ng tr×nh. 1.2. l­íi khèng chÕ dïng trong quan tr¾c chuyÓn dÞch ngang c«ng tr×nh 1.2.1. Nguyªn t¾c x©y dùng l­íi quan tr¾c chuyÓn dÞch ngang c«ng tr×nh ChuyÓn dÞch ngang c«ng tr×nh ®­îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së so s¸nh to¹ ®é c¸c ®iÓm quan tr¾c g¾n trªn c«ng tr×nh ë hai chu kú quan tr¾c kh¸c nhau. Phïng Xu©n Thuú Líp Tr¾c ®Þa A-K48 10
  12. Khoa Tr¾c ®Þa §å ¸n tèt nghiÖp Nh­ vËy ®Ó thùc hiÖn quan tr¾c chuyÓn dÞch cÇn ph¶i x©y dùng mét m¹ng l­íi khèng chÕ víi hai lo¹i ®iÓm mèc: - HÖ thèng mèc lo¹i 1 ®­îc x©y dùng t¹i c¸c vÞ trÝ cè ®Þnh bªn ngoµi ph¹m vi ¶nh h­ëng chuyÓn dÞch cña c«ng tr×nh, c¸c mèc nµy cã t¸c dông lµ c¬ së to¹ ®é gèc cho toµn bé c«ng t¸c quan tr¾c vµ ®­îc gäi lµ mèc khèng ch Õ c¬ së. Yªu cÇu ®èi víi ®iÓm mèc khèng chÕ lµ ph¶i cã vÞ trÝ æn ®Þnh trong suèt qu¸ tr×nh quan tr¾c. - HÖ thèng mèc lo¹i hai lµ mèc g¾n trªn c«ng tr×nh, cïng chuyÓn dÞch víi c«ng tr×nh vµ ®­îc gäi lµ mèc quan tr¾c. H×nh thøc mèc trong quan tr¾c chuyÓn d Þch ngang ®­îc thiÕt kÕ phï hîp víi ®Æc ®iÓm cña tõng lo¹i c«ng tr×nh cô thÓ, tuy nhiªn ®iÒu b¾t buéc lµ c¸c mèc ®ã ®Òu ph¶i cã kÕt cÊu thuËn tiÖn cho viÖc ®Æt thiÕt bÞ ®o vµ b¶o ®¶m h¹n chÕ sai sè ®Þnh t©m m¸y còng nh­ b¶ng ng¾m ë giíi h¹n cho phÐp. Trong mçi chu kú quan tr¾c cÇn thùc hiÖn c¸c phÐp ®o ®Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ t­¬ng ®èi gi÷a c¸c ®iÓm mèc khèng chÕ nh»m kiÓm tra vµ ®¸nh gi¸ ®é æn ®Þnh cña c¸c mèc ®ã nh­ vËy sÏ t¹o thµnh mét bËc l­íi, lµ l­íi khèng chÕ. §å h×nh ®o nèi gi÷a hÖ thèng mèc quan tr¾c v íi c¸c mèc khèng chÕ t¹o ra bËc l­íi thø hai, ®­îc gäi lµ bËc l­íi quan tr¾c. Gi÷a hai bËc l­íi nªu trªn cã thÓ x©y thªm mét sè bËc trung gian, t¹o thµnh mét hÖ thèng l­íi nhiÒu bËc. Tuy vËy, víi c¸c thiÕt bÞ ®o ®¹c nh­ hiÖn nay th× ¸p dông l­íi hai bËc lµ phï hîp vµ ®¶m b¶o tÝnh chÆt chÏ so víi l­íi cã sè bËc nhiÒu h¬n. Trong mét sè tr­êng hîp, cã thÓ bá qua viÖc thµnh lËp bËc l­íi khèng chÕ nÕu x©y dùng ®­îc c¸c mèc khèng chÕ ch¾c ch¾n æn ®Þnh. VÝ dô: c¸c mèc ®­îc ch«n trªn nÒn ®¸ gèc vµ cã cÊu tróc theo ph­¬ng ph¸p d©y däi ng­îc, th«ng th­êng c¸c mèc nµy ®­îc ch«n tíi ®é s©u cña tÇng ®¸ gèc, nh­ng do gi¸ thµnh c¸c lo¹i mèc d©y däi ng­îc rÊt cao, viÖc thi c«ng, b¶o qu¶n vµ sö dông còng phøc t¹p nªn mèc d©y däi ng­îc ch­a ®­îc sö dông trong thùc tÕ s¶n xuÊt tr¾c ®Þa ë ViÖt Nam. Phïng Xu©n Thuú Líp Tr¾c ®Þa A-K48 11
  13. Khoa Tr¾c ®Þa §å ¸n tèt nghiÖp Gi¶i ph¸p hîp lý vµ cã hiÖu qu¶ kinh tÕ lµ thµnh lËp m¹ng l­íi khèng chÕ c¬ së víi c¸c ®iÓm mèc ch«n n«ng. ¸p dông c¸c biÖn ph¸p ®o vµ xö lý sè liÖu thÝch hîp ®Ó ®¸nh gi¸ møc ®é chuyÓn dÞch cña c¸c mèc trong l­íi, trªn c¬ së ®ã lùa chän c¸c mèc æn ®Þnh ®Ó lµm c¬ së to¹ ®é gèc cho toµn bé c«ng t¸c quan tr¾c. BËc l­íi quan tr¾c ®­îc x©y dùng nh­ l­íi phô thuéc, trªn c¬ së sè liÖu ®o ®¹c tiÕn hµnh b×nh sai, tÝnh to¸n to¹ ®é c¸c mèc quan tr¾c vµ c¸c tham sè chuyÓn dÞch biÕn d¹ng c«ng tr×nh. 1.2.2. KÕt cÊu vµ ph©n bè mèc quan tr¾c 1.2.2.1. Mèc c¬ së Yªu cÇu c¬ b¶n ®èi víi c¸c mèc c¬ së lµ ph¶i ®¶m b¶o æn ®Þnh, kh«ng bÞ chuyÓn dÞch. V× vËy c¸c mèc c¬ së ph¶i cã kÕt cÊu thÝch hîp ®­îc ®Æt ë ngoµi ph¹m vi ¶nh h­ëng cña chuyÓn dÞch, biÕn d¹ng c«ng tr×nh, ë nh÷ng n¬i cã ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt æn ®Þnh. Trong mçi chu kú quan tr¾c ph¶i kiÓm tra sù æn ®Þnh cña c¸c mèc c¬ së. NÕu ph¸t hiÖn thÊy mèc c¬ së bÞ chuyÓn dÞch th× ph¶i tiÕn hµnh hiÖu chØnh vµo kÕt qu¶ ®o cña c¸c mèc kiÓm tra. Mèc trong quan tr¾c chuyÓn dÞch ngang th­êng sö dông c¸c lo¹i mèc cã kÕt cÊu ®Þnh t©m b¾t buéc, lo¹i mèc nµy cho phÐp ®Þnh t©m m¸y vµ b¶ng ng¾m víi ®é chÝnh x¸c cao. Tuy nhiªn cÇn cã biÖn ph¸p ®Ó gi÷ cét kh«ng bÞ nghiªng do t¸c ®éng cña c¬ häc hoÆc do b¶n th©n cña qu¸ tr×nh chuyÓn dÞch c«ng tr×nh (h×nh 2.1 vµ 2.2) 1- Líp vá c¸ch nhiÖt 2- Líp ®Öm 3- N¾p b¶o vÖ 4- MÆt bÝch 5- Cét bª t«ng 6- §Õ mèc 7- Líp g¹ch lãt ®¸y mèc H×nh 1.1 - Mèc khèng chÕ mÆt b»ng d¹ng cét Phïng Xu©n Thuú Líp Tr¾c ®Þa A-K48 12
  14. Khoa Tr¾c ®Þa §å ¸n tèt nghiÖp H×nh 1.2 - Mèc khèng chÕ c¬ së quan tr¾c chuyÓn dÞch ngang ®Ëp thuû ®iÖn 1.2.2.2. Mèc kiÓm tra Cã hai lo¹i: - Mèc g¾n nÒn - Mèc g¾n t­êng Yªu cÇu chung ®èi víi c¶ hai lo¹i mèc lµ mét ®Çu ph¶i ®­îc g¾n chÆt vµo c«ng tr×nh, cïng chuyÓn dÞch víi c«ng tr×nh ® Çu cßn l¹i ph¶i cã cÊu tróc thuËn tiÖn cho viÖc ®Æt m¸y - ®èi víi ph­¬ng ph¸p tam gi¸c hoÆc ®Æt b¶ng ng¾m - ®èi víi ph­¬ng ph¸p h­íng chuÈn vµ ph¶i cã ®Þnh t©m b¾t buéc. Phïng Xu©n Thuú Líp Tr¾c ®Þa A-K48 13
  15. Khoa Tr¾c ®Þa §å ¸n tèt nghiÖp H×nh 1.3- Mèc quan tr¾c trªn mÆt ®Ëp thuû ®iÖn Hoµ B×nh Mèc kiÓm tra ®­îc ®Æt ë nh÷ng vÞ trÝ ®Æc tr­ng cña c«ng tr×nh. Mèc kiÓm tra th­êng ®­îc ®Æt ë ®é cao cña nÒn c«ng tr×nh ®Ó gi¶m ¶nh h­ëng do nhiÖt ®é vµ ®é nghiªng c«ng tr×nh. §èi víi c«ng tr×nh d©n dông, mèc kiÓm tra ®­îc ®Æt theo chu vi cña c«ng tr×nh, c¸c mèc c¸ch nhau kh«ng qu¸ 20m. ë nh÷ng vÞ trÝ chÞu ¶nh h­ëng lín cña ¸p lùc ngang th× kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c mèc lµ 10m - 15m. §èi víi c«ng tr×nh c«ng nghiÖp, ph©n bè mèc kiÓm tra tuú thuéc vµo lo¹i mãng c«ng tr×nh. Mãng b¨ng liÒn khèi: c¸c mèc ®Æt c¸ch nhau 10 -15m. Phïng Xu©n Thuú Líp Tr¾c ®Þa A-K48 14
  16. Khoa Tr¾c ®Þa §å ¸n tèt nghiÖp Mãng cäc hoÆc khèi: trªn mçi khèi ®­îc ®Æt kh«ng Ýt h¬n 3 mèc. §èi víi c¸c ®Ëp thuû lîi, thuû ®iÖn, mèc kiÓm tra ®­îc bè trÝ däc ®­êng hÇm th©n ®Ëp vµ däc theo ®Ønh ®Ëp. NÕu lµ ®Ëp ®¸ th× kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c mèc 15 - 20m. NÕu lµ ®Ëp bª t«ng th× t¹i mçi khèi bè trÝ hai mèc trë lªn. 1.2.2.3. B¶ng ng¾m ph¼ng Ph­¬ng ph¸p dïng b¶ng ng¾m ph¼ng ®­îc øng dông réng r·i trong quan tr¾c chuyÓn dÞch ngang c¸c c«ng tr×nh cã d¹ng th¼ng (nh­ c¸c tuyÕn ®Ëp th¼ng, cÇu v­ît) khi c«ng nghÖ ®iÖn tö ch­a ph¸t triÓn. §é chÝnh x¸c cña ph­¬ng ph¸p phô thuéc rÊt nhiÒu vµo ®é chÝnh x¸c cña b¶ng ng¾m, ®Ó ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c quan tr¾c th× b¶ng ng¾m ph¼ng ph¶i tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn sau: §­êng v¹ch trªn b¶ng ng¾m cã mÇu s¾c t­¬ng ph¶n. H×nh d¹ng ®­êng v¹ch lµ nh÷ng h×nh trßn ®ång t©m, v¹ch ®øng hoÆc h×nh tam gi¸c. NÕu lµ v¹ch ®øng th× chiÒu réng vµ chiÒu cao v¹ch kh¾c trªn b¶ng ng¾m ph¶i ®­îc tÝnh to¸n sao cho phï hîp víi kho¶ng c¸ch ®o ng¾m. ChiÒu réng v¹ch b: v '' l (1.10) b 3  Trong ®ã: v'' - Gi¸ trÞ gãc nh×n gi÷a hai d©y (chØ khÐp) cña mµng d©y ch÷ thËp cña èng ng¾m ChiÒu cao cña v¹ch kh¾c: h h  3b (1.11) Cã hai lo¹i b¶ng ng¾m: b¶ng ng¾m di ®éng vµ b¶ng ng¾m cè ®Þnh ( H×nh 1.4 vµ H×nh 1.5 ) Phïng Xu©n Thuú Líp Tr¾c ®Þa A-K48 15
  17. Khoa Tr¾c ®Þa §å ¸n tèt nghiÖp H×nh 1.4 - B¶ng ng¾m di ®éng H×nh 1.5 - B¶ng ng¾m cè ®Þnh 1.2.3. Yªu cÇu ®é chÝnh x¸c c¸c bËc l­íi C¬ së ®Ó tÝnh to¸n ®é chÝnh x¸c c¸c bËc l­íi trong quan tr¾c chuyÓn dÞch c«ng tr×nh lµ yªu cÇu ®é chÝnh x¸c x¸c ®Þnh chuyÓn dÞch ngang (mQ), th«ng th­êng gi¸ trÞ mQ phô thuéc vµo mét sè yÕu tè nh­ ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt nÒn mãng, ®Æc ®iÓm kÕt cÊu, chÕ ®é vËn hµnh c«ng tr×nh. Dùa vµo yªu cÇu ®é chÝnh x¸c x¸c ®Þnh chuyÓn dÞch ®Ó x¸c ®Þnh yªu cÇu ®é chÝnh x¸c ®èi víi c¸c bËc l­íi theo tr×nh tù sau: 1.2.3.1. X¸c ®Þnh ®é chÝnh x¸c cÇn thiÕt vÞ trÝ c¸c ®iÓm quan tr¾c trong mçi chu kú Gi¶ xö i1 vµ i2 lµ hai vÞ trÝ cña ®iÓm i øng víi hai thêi ®iÓm quan tr¾c lµ t1 vµ t2 (h×nh 1.6) [5]. Kho¶ng c¸ch Qi gi÷a hai ®iÓm i1 vµ i2 chÝnh lµ l­îng chuyÓn dÞch cña ®iÓm i trong kho¶ng thêi gian nµy. Tõ h×nh vÏ ta cã: (1.12) Qi2  ( x 2  x1 ) 2  ( y 2  y1 ) 2 Trong ®ã: x1, y1 vµ x2, y2 lÇn l­ît lµ to¹ ®é cña ®iÓm i1 vµ i2. X i2 Qi i1 Y O H×nh 1.6 - L­îng chuyÓn dÞch cña ®iÓm i gi÷a hai thêi ®iÓm quan tr¾c Phïng Xu©n Thuú Líp Tr¾c ®Þa A-K48 16
  18. Khoa Tr¾c ®Þa §å ¸n tèt nghiÖp LÊy vi ph©n 2 vÕ cña c«ng thøc (1.12) theo c¸c biÕn lµ thµnh phÇn to¹ ®é, ta cã: 2Qi dQi  2( x2  x1 )dx2  2( x2  x1 )dx1  2( y 2  y1 )dy 2  2( y 2  y1 )dy1 ChuyÓn qua sai sè trung ph­¬ng: Q 2 mQi  ( x2  x1 ) 2 mx2  ( x2  x1 ) 2 mx1  ( y2  y1 ) 2 m y2  ( y2  y1 ) 2 m y1 2 2 2 2 2 Gi¶ thiÕt: m x  m x  m y  m y  mk 1 2 1 2   Qi2 mQi  2m k ( x 2  x1 ) 2  ( y 2  y1 ) 2 SÏ cã: (1.13) 2 2 Tõ (1.12) vµ (1.13), ta cã: mQi  m k 2 (1.14) V× m k lµ sai sè trung ph­¬ng cña mét thµnh phÇn to¹ ®é, cho nªn mk 2 t­¬ng øng víi sai sè m P cña vÞ trÝ ®iÓm i1 (hoÆc i2 ), hay: mQi  m P (1.15) VÝ dô: nÕu yªu cÇu sai sè x¸c ®Þnh ®é chuyÓn dÞch c«ng tr×nh lµ 5mm th× ®é chÝnh x¸c to¹ ®é mèc quan tr¾c (mo) n»m ë vÞ trÝ yÕu nhÊt cña l­íi kh«ng ®­îc v­ît qu¸ gi¸ trÞ 5mm. 1.2.3.2. X¸c ®Þnh sai sè c¸c bËc l­íi Trong hÖ thèng l­íi cã n bËc víi hÖ sè gi¶m ®é chÝnh x¸c gi÷a c¸c bËc l­íi lµ k, sai sè tæng hîp c¸c bËc l­íi lµ mp th× sai sè bËc thø i ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: m p .k i 1 mi  (1.16) 1  k 2  ...  k 2( n 1) Trong tr­êng hîp hÖ thèng l­íi gåm hai cÊp ta sÏ cã: mQ K .mQ vµ (1.17) mI  mII  1 K 2 1 K 2 Phïng Xu©n Thuú Líp Tr¾c ®Þa A-K48 17
  19. Khoa Tr¾c ®Þa §å ¸n tèt nghiÖp Trong (1.17) K lµ hÖ sè t¨ng, gi¶m ®é chÝnh x¸c th«ng th­êng chän K=2. VÝ dô: Víi sè liÖu ®­a ra trong b¶ng(1.1 ), tÝnh sai sè c¸c cÊp l­íi nh­ trong b¶ng 1.2. B¶ng 1.2: Yªu cÇu ®é chÝnh x¸c c¸c cÊp l­íi Yªu cÇu Sai sè trung ph­¬ng ®é chÝnh vÞ trÝ ®iÓm (mm) H¹ng môc quan tr¾c x¸c TT quan tr¾c Khèng Quan (mm) chÕ tr¾c C«ng tr×nh bª t«ng x©y trªn nÒn ®¸ gèc 1 1  0.4  0.8 C«ng tr×nh x©y trªn nÒn ®Êt c¸t, sÐt vµ 3  1.3  2.6 2 c¸c nÒn chÞu nÐn kh¸c 3 5  2.2  4.4 C¸c lo¹i ®Ëp ®¸t ®¸ chÞu ¸p lùc cao 4  10  4.5  9.0 C«ng tr×nh x©y trªn nÒn ®Êt ®¾p, nÒn tr­ît 5  15  6.7  13.4 C¸c lo¹i c«ng tr×nh b»ng ®Êt ®¾p 1.3. c¸c ph­¬ng ph¸p quan tr¾c chuyÓn dÞch ngang Cã rÊt nhiÒu ph­¬ng ph¸p quan tr¾c ®­îc dïng trong quan tr¾c chuyÓn dÞch ngang. Tuú thuéc vµo tÝnh chÊt cña tõng c«ng tr×nh mµ ta cã thÓ ¸p dông c¸c ph­¬ng cho hîp lý nh»m ®¶m b¶o tÝnh kinh tÕ vµ tÝnh kü thuËn. Sau ®©y lµ mét sè ph­¬ng ph¸p quan tr¾c chuyÓn dÞch ngang th­êng gÆp 1.3.1. Quan tr¾c chuyÓn dÞch ngang b»ng l­íi ®o gãc-c¹nh 1.3.1.1. Ph­¬ng ph¸p tam gi¸c Ph­¬ng ph¸p tam gi¸c (víi c¸c ®å h×nh ®o gãc, ®o c¹nh hoÆc ®o gãc- c¹nh) th­êng ®­îc øng dông ®Ó quan tr¾c chuyÓn dÞch ngang cña c¸c c«ng tr×nh x©y dùng ë vïng ®åi nói nh­ c¸c ®Ëp thuû lîi- thuû ®iÖn, c«ng tr×nh cÇu, ®­êng…. C¸c mèc quan tr¾c ®­îc bè trÝ ë nh÷ng vÞ trÝ ®Æc tr­ng cña c«ng tr×nh, cã kÕt cÊu thuËn tiÖn cho viÖc ®Æt m¸y, g­¬ng hoÆc b¶ng ng¾m. §Ó ®o c¸c yÕu tè (gãc, c¹nh) trong l­íi cã thÓ sö dông m¸y kinh vÜ hoÆc toµn ®¹c Phïng Xu©n Thuú Líp Tr¾c ®Þa A-K48 18
  20. Khoa Tr¾c ®Þa §å ¸n tèt nghiÖp ®iÖn tö chÝnh x¸c cao. L­íi quan tr¾c ®­îc tÝnh to¸n b×nh sai theo ph­¬ng ph¸p chÆt chÏ ®Ó ®¶m b¶o ®é tin cËy cña kÕt qu¶. L­íi quan tr¾c chuyÓn dÞch ngang ®­îc x©y dùng theo h×nh thøc tam gi¸c, th­êng lµ m¹ng l­íi dµy ®Æc víi ®å h×nh rÊt chÆt chÏ, cho phÐp x¸c ®Þnh to¹ ®é c¸c ®iÓm trong l­íi víi ®é chÝnh x¸c cao. Tuy nhiªn, do sè l­îng trÞ ®o trong l­íi trong l­íi tam gi¸c th­êng lµ lín nªn viÖc ®o ®¹c trong m¹ng l­íi còng tèn nhiÒu thêi gian, c«ng søc vµ c¸c chi phÝ kh¸c. A B 1 3 2 C D H×nh 1.7 - L­íi tam gi¸c trong quan tr¾c chuyÓn dÞch ngang A, B, C, D - lµ c¸c ®iÓm khèng chÕ c¬ së ®Æt ngoµi c«ng tr×nh. 1, 2, 3 - lµ c¸c ®iÓm quan tr¾c g¾n trªn c«ng tr×nh. Dùa vµo to¹ ®é cña c¸c ®iÓm quan tr¾c ë hai chu kú quan tr¾c kh¸c nhau ®Ó tÝnh gi¸ trÞ vµ h­íng chuyÓn dÞch.  q xi  xi , j  xi ,( j 1)   (1.18) q yi  y i , j  y i ,( j 1)   qi  q xi  q yi 2 2   Trong ®ã: xi.j, xi,(j-1) - täa ®é x cña ®iÓm i tÝnh ®­îc ë hai chu kú j vµ (j-1). Phïng Xu©n Thuú Líp Tr¾c ®Þa A-K48 19
nguon tai.lieu . vn