Файл: Донских, И. Е. Створный метод измерения смещений сооружений.pdf

где nil и nii — средние квадратические ошибки определения нестворности контрольного пункта соответственно в первом и і-ом циклах наблюдений, уИі и Мі — средние квадратические ошибки определения горизонтального смещения контрольного пункта относительно начала координат в первом и і-ом циклах наблюдений *.

При

тх = т1= М, Мх — М; = Му,

где М и.Му — заданные средние квадратические ошибки опре­ деления соответственно нестворности и ординаты контрольного пункта, формулы (1.3) и (1.4) примут вид

здесь Мг и МТу — заданные средние квадратические ошибки определения горизонтального смещения сооружения относи: тельно створа и относительно начала условной системы коор­ динат.

При наблюдении горизонтальных смещений гидротехнических сооружений нестворности контрольных пунктов определяют со средними квадратическими ошибками, приведенными в табл. 1 (составленной по данным А. И. Улитина [56]).

В научно-технической литературе смещения сооружений представляют графически: на одной из осей показывают место-

Таблица 1

ками следует понимать стандарты соответствующих величин, вводя понятие

13

положения контрольных пунктов, на другой откладывают вели­ чины нестворностей каждого контрольного пункта, а полученные точки соединяют плавной кривой. По разностям положения этих кривых, проведенных для каждого цикла наблюдений, судят о величинах смещения сооружения. В тексте указывают макси­ мальные и минимальные значения смещений отдельных кон­ трольных пунктов. Такое представление смещений оказывается весьма наглядным, но по нему нельзя судить о количественном смещении сооружения в целом и отдельных частей его, располо­ женных в однородных инженерно-геологических условиях или получивших примерно одинаковые величины смещений.

Как будет показано в главах II—IV данной работы, опре­ деления нестворностей отдельных контрольных пунктов сопро­ вождаются вычислением средних квадратических ошибок, а по

положены в однородных инженерно-геологических условиях, или величины смещений примерно одинаковы, то по формулам типа (1.7) —(1.9) следует вычислить ДL или Ду и М0 для этих частей, сооружений.

Имея численные значения смещений отдельных контрольных пунктов, частей сооружения, сооружения в целом, графическое изображение этих величин и средние квадратические ошибки определения их, можно получить полное представление о гори­ зонтальных сдвигах сооружения и надежности определения их.

Если в формуле (1.7) величины ДЕ,- заменить величинами осадок марок ДА,, то она может быть применена для вычисле­ ния ДА — осадок сооружения в целом и отдельных частей его и ошибок определения этих осадок.

14

§ 2. Методы и способы определения смещений сооружений

Методы определения горизонтальных смещений сооружений подразделяются на полигонометрический, триангуляционный, стереофотограмметрический и створный.

В полигонометрический метод определения смещений соору­ жений можно включить способы с приближенным и высокоточ­ ным измерением длин сторон хода. На сооружениях, имеющих криволинейное очертание в плане, возможно применение только способа с высокоточным измерением длин сторон хода. В этом случае величины смещений получают по направлениям двух осей координат. На сооружениях, имеющих прямолинейное очер­ тание в плане, можно применять оба способа, т. е. с прибли­ женным и высокоточным измерением длин сторон хода, хотя более точные результаты и с меньшей затратой сил и средств обеспечивает применение створного метода. При применении способа с приближенным измерением длин сторон величины сме­ щений получают только по нормали к оси сооружения, т. е. по одной из осей координат.

Триангуляционный метод включает способы собственно три­ ангуляции, трилатерации, направлений, прямых и обратных угловых, комбинированных и линейных засечек. Область при­ менения этого метода — сооружения, имеющие криволинейные очертания в плане, когда нельзя применить более точный створ­ ный метод. Смещения получают по двум осям координат. В СССР этот метод не получил широкого распространения по­ тому, что исследуемые сооружения, например гидротехнические, как правило, имеют прямолинейное очертание в плане, а строя­ щиеся гидроузлы с арочными плотинами (Токтогульский и др.) по размерам велики, что исключает возможность получения смещений с достаточной степенью точности. Он нашел широкое применение в странах, где предпочитают строить небольшие высоконапорные арочные плотины.

Стереофотограмметрический метод, основанный на примене­ нии результатов обработки снимков фототеодолитной съемки, позволяет получать смещения по трем осям координат. Наличие фотографических изображений исследуемого объекта обеспечи­ вает получение смещений любой изобразившейся точки сооруже­ ния со сколь угодно большим разрывом во времени производства съемки и обработки снимков. Потенциальные возможности этого метода велики, но они не реализуются полностью по причине малой длины фокусного расстояния выпускаемых фототеодоли­ тов, что не обеспечивает достаточной точности определения смещений. Поэтому он применим только при исследовании со­ оружений небольших размеров.

Створный метод подразделяется на группы способов прямого (непосредственного) и косвенного (посредственного) измерения нестворностей. К прямым относятся способы бокового нивели­

15

фиксирования (ЛИСТ), коллиматорный, измерения малых углов, наблюдения обратных биполярных засечек и др. Способ изме­ рения малых углов рассмотрен в главах II—IV, наблюдения обратных биполярных засечек, подвижных марок и ЛИСТ — в главе V. Краткое изложение сущности остальных способов дано ниже.

С п о с о б б о к о в о г о н и в е л и р о в а н и я состоит в сле­ дующем. На одном конце створа устанавливают теодолит, на другом — визирную марку, а в контрольном пункте — шашечную реечку в горизонтальном положении перпендикулярно к створу. Если визирную плоскость трубы теодолита ориентировать вдоль створа, то по реечке можно будет произвести отсчет. Зная отсчет по реечке и место нуля ее, можно вычислить величину нестворкости. Точность этого способа значительно повышается, если теодолит снабдить плоскопараллельной пластинкой, отклоняю­ щей визирный луч в горизонтальной плоскости, а обычную реечку заменить штриховой реечкой [22]. Способ бокового нивелирования с горизонтально установленными шашечными рейками применялся автором в производственных условиях при испытаниях на сдвиг сооружений, находящихся под непрерыв­ ным воздействием горизонтально направленных и дискретно действующих вертикально направленных сил. Смещения соору­ жения были велики, а простота способа позволяла производить фиксацию через весьма короткие промежутки времени.

В с т р у н н о м с п о с о б е створных наблюдений вместо визирного луча теодолита используется струна, натянутая между пунктами закрепления створа. Измерению подлежат расстояния от струны до контрольных пунктов. Результаты измерений сво­ бодны от влияния горизонтальной рефракции. Для гашения колебаний струны ее располагают на поплавках, опущенных в ванночки с водой. Имеется пять новых разновидностей этого способа, подвергшихся испытанию при исследовании сооружений Красноярской гидроэлектростанции и получивших названия струнно-оптических способов с применением: оптического центрира фирмы К. Цейсса; прибора «Лотметр»; теодолита ОТ-02 с плоскопараллельной пластинкой; ломаного профиля струны по вертикали и стационарного способа с изолированием струны от влияния внешних факторов [67].

Струнный способ в сочетании с индуктивными датчиками применялся МИИГАиК в работах на Большом серпуховском ускорителе, а позже под названием механцко-электрического способа — в Германской Демократической Республике. [79].

Д и ф р а к ц и о н н ы й с п о с о б определения нестворностей основан на интерференционном опыте Юнга с дифракцией света от двух щелей. Комплект прибора состоит из источников света Q, однощелевой AK и двухщелевой Мі марок и приемника

16