Nghiên cứu, hoàn thiện phương pháp martuszewicz và phương pháp dùng luật phân bố stiuđơn để đánh giá ổn định móc đo lún công trình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN HỮU VIỆT NGHIÊN CỨU, HOÀN THIỆN PHƯƠNG PHÁP MARTUSZEWICZ VÀ PHƯƠNG PHÁP DÙNG LUẬT PHÂN BỐ STIUĐƠN ĐỂ ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH MỐC ĐO LÚN CƠNG TRÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN HỮU VIỆT NGHIÊN CỨU, HOÀN THIỆN PHƯƠNG PHÁP MARTUSZEWICZ VÀ PHƯƠNG PHÁP DÙNG LUẬT PHÂN BỐ STIUĐƠN ĐỂ ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH MỐC ĐO LÚN CƠNG TRÌNH Chun ngành: Kỹ thuật trắc địa Mã số : 60 52 85 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS TRƯƠNG QUANG HIẾU HÀ NỘI - 2013 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 08 tháng 01 năm 2013 Tác giả luận văn Nguyễn Hữu Việt MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu đề tài Đối tượng Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu đề tài 10 Kết nghiên cứu, ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 10 Cấu trúc luận văn: 10 Chương 11 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC ĐO LÚN CƠNG TRÌNH 11 1.1 Độ xác đo lún cơng trình 11 1.2 Xây dựng lưới đo lún cơng trình 14 1.2.1 Xây dựng lưới khống chế sở 15 1.2.2 Xây dựng lưới khống chế quan trắc 24 Chương 25 NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN PHƯƠNG PHÁP MARTUSZEWICZ VÀ PHƯƠNG PHÁP DÙNG LUẬT PHÂN BỐ STIUĐƠN ĐỂ ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH MỐC ĐO LÚN CƠNG TRÌNH 25 2.1 Khái niệm độ lún mốc đo lún 25 2.2 Đánh giá độ ổn định mốc đo lún công trình 26 2.2.1 Nghiên cứu hồn thiện phương pháp Martuszewicz 27 2.2.2 Nghiên cứu hoàn thiện phương pháp dùng luật phân bố Stiuđơn đánh giá độ ổn định mốc đo lún cơng trình 49 Chương 3: 62 THỰC NGHIỆM 62 3.1 Mô tả thực nghiệm 62 3.2 Quy trình tính tốn 62 3.3 Kết tính tốn 64 3.3.1 Thực nghiệm 1: Đánh giá độ ổn định mốc chuẩn lưới sở đo lún cơng trình nhà máy xi măng Quảng Ninh chu kỳ 5, chu kỳ 64 3.3.2 Thực nghiệm 2: Đánh giá độ ổn định mốc chuẩn lưới sở đo lún cơng trình tháp trung tâm Hà Nội ( HÀ NỘI TOWERS CENTER) 70 3.3.3 Thực nghiệm Đánh giá độ ổn định mốc chuẩn lưới sở đo lún cơng trình tháp trung tâm Hà Nội ( HÀ NỘI TOWERS CENTER) 75 3.4 Nhận xét 79 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81 Kết luận 81 Kiến nghị 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 PHỤ LỤC 85 Phụ lục 85 Phụ lục 85 Phụ lục 86 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Độ đo lún theo tiêu chuẩn Việt Nam - 271 14 Bảng 1.2 Quy định tiêu kỹ thuật đo cao hình học tia ngắm ngắn theo tiêu chuẩn Việt Nam -271 17 Bảng 1.3 Tạo dãy hiệu chênh cao đo 22 Bảng 2.1 Hệ phương trình số hiệu chỉnh bình sai lưới theo dãy chênh cao đo 39 Bảng 2.2 Đánh giá độ ổn định mốc theo mốc chuẩn giả định độ cao ổn định 44 Bảng 2.3 Hệ phương trình số hiệu chỉnh dãy hiệu chênh cao 46 Bảng 2.4 Đánh giá độ ổn định mốc chuẩn theo kết bình sai dãy hiệu chênh cao 48 Bảng 3.1 Số liệu đo chu kỳ 5, 64 P1 Bảng 3.2 Xác định ∑ U zj theo kết bình sai dãy chênh cao đo 65 z =1 Bảng 3.3 kết đánh giá độ ổn định mốc chuẩn lại 67 P1 Bảng 3.4 Xác định ∑ U zj theo kết bình sai dãy hiệu chênh cao đo 68 z =1 Bảng 3.5 Kết đánh giá độ ổn định mốc chuẩn lại 68 Bảng 3.6 Kết đánh giá độ ổn định mốc chuẩn 69 Bảng 3.7 Số liệu đo chu kỳ 2, chu kỳ 70 P1 Bảng 3.8 Xác định ∑ U zj theo kết bình sai dãy chênh cao đo 71 z =1 Bảng 3.9 kết đánh giá độ ổn định mốc chuẩn lại 72 P1 Bảng 3.10 Xác định ∑ U zj theo kết bình sai dãy hiệu chênh cao đo 73 z =1 Bảng 3.11 Kết đánh giá độ ổn định mốc chuẩn lại 74 Bảng 3.12 Kết đánh giá độ ổn định mốc chuẩn 74 Bảng 3.13 Số liệu đo chu kỳ 2, 76 P1 Bảng 3.14 Xác định ∑ U zj theo kết bình sai dãy hiệu chênh cao đo 77 z =1 Bảng 3.15 Kết đánh giá độ ổn định mốc chuẩn lại 77 Bảng: 3.16 Kết đánh giá độ ổn định mốc chuẩn 78 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 2.1 sơ đồ lưới sở thực nghiệm 32 Hình 2.2 Sơ đồ mốc chuẩn lưới 38 Hình 3.1 Sơ đồ lưới sở đo lún cơng trình nhà máy xi măng Quảng Ninh 64 Hình 3.2 Sơ đồ lưới sở đo lún cơng trình tháp trung tâm Hà Nội 70 Hình 3.3 Sơ đồ lưới sở đo lún cơng trình tháp trung tâm Hà Nội 75 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Đánh giá độ ổn định mốc đo lún cơng trình có ý nghĩa quan trọng xử lý số liệu đo lún cơng trình Khi xác định mốc đo lún ổn định hay không cho phép xác định độ ổn định hay không ổn định cơng trình Nghiên cứu phương pháp đánh giá độ ổn định mốc đo lún cơng trình nhiều nhà khoa học công bố nhiều phương pháp khác Qua thời gian nghiên cứu thấy hồn thiện phương pháp Martuszewicz phương pháp dùng luật phân bố Stiuđơn thường dùng Việt Nam để nâng hiệu hai phương pháp Mục tiêu nghiên cứu đề tài Nhằm xây dựng quy trình tính tốn hợp lý hồn thiện phương pháp Martuszewicz theo dãy hiệu chênh cao đo nhằm tăng khả ứng dụng phương pháp thực tiễn Hoàn thiện phương pháp dùng luật phân bố Stiuđơn với giả thiết tất mốc ổn định, đánh giá độ ổn định mốc có trị tuyệt đối lớn đến mốc đạt độ ổn định dừng, mốc có trị tuyệt đối nhỏ đương nhiên ổn định Đối tượng Đối tượng nghiên cứu luận văn phân tích lựa chọn phương pháp đánh giá độ ổn định mốc đo lún cơng trình, qua để hồn thiện phương pháp lựa chọn nhằm nâng cao hiệu sử dụng phương pháp Nội dung nghiên cứu Nội dung nghiên cứu luận văn nhằm: * Phân tích để lựa chọn phương pháp đánh giá độ ổn định mốc đo lún cơng trình hợp lý * Hoàn thiện nội dung phương pháp lựa chọn để nâng cao hiệu Bảng 2.10 Kết độ lún sai số trung phương độ lún: Mốc R1 R2 R3 R4 R8 ∆Ri(mm) 0.03 -0.27 0.26 0.24 -0.26 Q∆∆ 1.501 1.781 3.174 3.396 1.903 σ ∆j 0.16 0.17 0.23 0.24 0.18 Đánh giá độ xác: a Dãy kết đo: σ0 = V T PV = r b Ẩn số: QXX ≡ Q∆∆ = 0.016 = 0.09(mm) 1.501 -0.077 -1.328 -0.935 0.839 -0.077 1.781 -0.488 -1.241 0.025 -1.328 -0.488 3.174 0.094 -1.452 -0.935 -1.241 0.094 3.396 -1.314 0.839 0.025 -1.452 -1.314 1.903 σ ∆ j = σ Q (HH)ii Kết nghi cột 4, bảng (2.10) Bước Đánh giá độ ổn định mốc chuẩn: I Phương pháp Martuszewicz Ia Theo kết bình sai dãy chênh cao đo * Xác định mốc chuẩn giả định độ cao ổn định - Tính đại lượng Uzj theo cơng thức: Uzj = ∆h zj - ∆H zj = ∆z - ∆j Và tính với mốc giả định độ cao ( Z = ÷ P1) ( j = ÷ (P1 – 1)) P1 - Tính đại lượng ∑U zj z =1 với mốc chuẩn giả định độ cao (Z = ÷ P1) Kết ghi bảng 2.11 P1 Bảng 2.11 Xác định ∑ U zj theo kết bình sai dãy chênh cao đo z =1 Mốc ∆j U1j U 2j U 3j U 4j U 8j R1 R2 R3 R4 R8 0.04 -0.24 0.24 0.22 -0.25 0.00 0.28 0.20 0.18 0.28 0.28 0.00 0.48 0.46 0.01 0.20 0.48 0.00 0.02 0.49 0.18 0.46 0.02 0.00 0.47 0.28 0.01 0.49 0.47 0.00 0.95 1.23 1.19 1.13 1.25 P1 ∑U zj z =1 - So sánh tổng Uzj từ xác định mốc chuẩn giả định độ cao ổn định ứng với mốc giả định có: P1 ∑U zj = z =1 Dựa vào bảng (2.11) ta xác định mốc chuẩn giả định độ cao ổn định mốc chuẩn Z = * Đánh giá độ ổn định mốc chuẩn lại theo mốc chuẩn giả định độ cao ổn định mốc chuẩn Z = 1: Để đánh giá độ ổn định mốc chuẩn lại ta sử dụng tiêu chuẩn: U zj δ U zj ≤ tα = ( ÷ 3) với ( j = ÷ (5 – 1)) Cụ thể ứng với mốc chuẩn ổn định Z = tiêu chuẩn có dạng: U1j δ U1j ≤ tα = ( ÷ 3) với ( j = ÷ (5-1)) Q trình đánh giá độ ổn định mốc chuẩn lại lưới theo mốc chuẩn giả định độ cao ổn định trình bày bảng (2.12) Bảng 2.12 kết đánh giá độ ổn định mốc chuẩn lại Chu kỳ Mốc H j σHj ∆hzj R1 0.10 0.05 R2 980.30 0.05 980.21 R3 496.33 0.07 R4 97.77 R8 328.10 Chu kỳ σ ∆h zj H j σHj ∆H zj σ ∆h Uzj σU U zj zj zj σU Đánh giá zj Ổn định 0.13 0.13 0.07 980.06 0.15 979.93 0.20 -0.28 0.21 1.31 Ổn định 496.23 0.08 496.57 0.21 496.44 0.25 0.20 0.26 0.79 Ổn định 0.07 97.67 0.09 97.98 0.20 97.85 0.24 0.18 0.26 0.71 Ổn định 0.05 328.01 0.07 327.85 0.15 327.72 0.20 -0.28 0.22 1.33 Ổn định Lấy tiêu U zj σU ≤ tα để đánh giá độ ổn định mốc chuẩn lại zj lưới theo mốc chuẩn giả định độ cao ổn định mốc Z = - Nếu ta lấy tα = từ kết tính ta thấy lưới mốc lại ổn định Ib Theo kết bình sai dãy hiệu chênh cao đo * Xác định mốc chuẩn giả định độ cao ổn định - Tính đại lượng Uzj theo công thức: Uzj = ∆ Z - ∆ j Và tính với mốc giả định độ cao ( Z = ÷ P1) ( j = ÷ (5 – 1)) P1 - Tính đại lượng ∑U zj z =1 Bảng 2.13 Xác định với mốc chuẩn giả định độ cao (Z = ÷ P1) P1 ∑ U theo kết bình sai dãy hiệu chênh cao đo zj z =1 Mốc R1 R2 R3 R4 R8 ∆j 0.03 -0.27 0.26 0.24 -0.26 P1 ∑U zj U1j U 2j U 3j U 4j U 8j 0.00 0.29 0.23 0.21 0.29 0.29 0.00 0.52 0.51 0.00 0.23 0.52 0.00 0.02 0.52 0.21 0.51 0.02 0.00 0.51 0.29 0.00 0.52 0.51 0.00 1.03 1.33 1.29 1.25 1.32 z =1 - So sánh tổng U zj từ xác định mốc chuẩn giả định độ cao ổn định ứng với mốc giả định có: P1 ∑U zj = z =1 Dựa vào bảng 2.13 ta xác định mốc chuẩn giả định độ cao ổn định mốc chuẩn Z = * Đánh giá độ ổn định mốc chuẩn lại theo mốc chuẩn giả định độ cao ổn định mốc chuẩn Z = 1: Để đánh giá độ ổn định mốc chuẩn lại ta sử dụng tiêu chuẩn: U zj σU ≤ tα = ( ÷ 3) với ( j = ÷ (5 – 1)) zj Cụ thể ứng với mốc chuẩn ổn định Z = tiêu chuẩn có dạng: U1j σU ≤ tα = ( ÷ 3) với ( j = 2, 3, 4, 8) 1j Kết đánh giá độ ổn định mốc chuẩn cịn lại trình bày bảng 2.14: Bảng 2.14 Kết đánh giá độ ổn định mốc chuẩn lại Mốc ∆j σ ∆j R1 R2 R3 R4 R8 0.03 -0.27 0.26 0.24 -0.26 0.11 0.12 0.16 0.17 0.13 Uzj 0.29 0.23 0.21 0.29 σ Uzj 0.17 0.20 0.20 0.17 U zj σ Uzj 1.78 1.17 1.06 1.74 Đánh giá Ổn định Ổn định Ổn định Ổn định Ổn định Kết luận: - Nếu ta lấy tα = từ kết tính bảng (2.14) ta thấy lưới mốc lại ổn định II Phương pháp Stiuđơn phương pháp Stiuđơn hoàn thiện: IIa Phương pháp dung luật phân bố stiuđơn Đánh giá độ ổn định mốc chuẩn lưới sở phương pháp dung luật phân bố Stiuđơn phương pháp hoàn thiện phương pháp Ta nhận α = 0.05, nên trị giới hạn t0.05, (2+2) = 2.776 IIa phương pháp dung luật phân bố Stiuđơn có kết đánh giá độ ổn định mốc chuẩn ghi bảng: (2.15) Bảng 2.15 Kết đánh giá độ ổn định mốc chuẩn Mốc ∆Rj(mm) Q∆∆ σ ∆j R1 R2 R3 R4 R8 0.03 -0.27 0.26 0.24 -0.26 1.501 1.781 3.174 3.396 1.903 0.16 0.17 0.23 0.24 0.18 ∆j σ ∆j 0.18 1.54 1.12 1.02 1.48 Đánh giá Ổn định Ổn định Ổn định Ổn định Ổn định IIb Phương pháp dung luật phân bố stiuđơn hoàn thiện Đầu tiên ta giả thiết tất mốc chuẩn ổn định dựa việc kiểm tra tiêu chuẩn: σ 0∆ = ∆T P∆ ∆ t ≤ α , ( ri + rk ) P1 σ 0∆ = 0.03 = 0.08 (mm) σ 0l Ta có: Và t0.05, 2σ 0l Nên σ 0∆ Từ rút kết luận mốc chuẩn Rj (j = 1÷8) ổn định * Tìm mốc không ổn định Để xác định mốc chuẩn không ổn định ta dựa vào điều kiện : ∆j > ∆max = t α , ( ri + rk ) σ l P1 p1 ∑Q j =1 ∆j Nghĩa thỏa mãn điều kiện ta nói mốc đo lún (j) khơng ổn định Ta có: ∆max = t α , ( ri + rk ) σ l P1 p1 ∑Q ∆j = 0.353 j =1 So sánh với kết độ lún ghi cột (2) bảng (3.7) ta thấy mốc 3, mốc ổn định lại mốc 1, 2, 5, 6, 7, không ổn định ... 25 NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN PHƯƠNG PHÁP MARTUSZEWICZ VÀ PHƯƠNG PHÁP DÙNG LUẬT PHÂN BỐ STIUĐƠN ĐỂ ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH MỐC ĐO LÚN CƠNG TRÌNH 25 2.1 Khái niệm độ lún mốc đo lún 25 2.2 Đánh. .. Đánh giá độ ổn định mốc đo lún cơng trình 26 2.2.1 Nghiên cứu hoàn thiện phương pháp Martuszewicz 27 2.2.2 Nghiên cứu hoàn thiện phương pháp dùng luật phân bố Stiuđơn đánh giá độ ổn định. .. 25 Chương NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN PHƯƠNG PHÁP MARTUSZEWICZ VÀ PHƯƠNG PHÁP DÙNG LUẬT PHÂN BỐ STIUĐƠN ĐỂ ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH MỐC ĐO LÚN CƠNG TRÌNH 2.1 Khái niệm độ lún mốc đo lún Độ lún mốc hiệu