Czynniki wpływające na obniżenie konstrukcji budowli: 1Niedostateczne rozpoznanie podłoża, jego nieregularna struktura. 2Błędy budowlano montażowe. 3Ukryte wady materiału. 4Zmiany warunków hydrologicznych podłoża. 5Działanie długo i krótkoterminowych obciążeń. 6Rychy endo (działanie tektoniczne) i egzogenne (działalność wody, wiatru i słońca) Przemieszczenie względne punktu -zmiana położenia punktu zaistniała w rozpatrywanym okresie czasu, w niestałym układzie odniesienia. Przemieszczenie bezwzględne punktu -zmiana położenia punktu zaistniała w rozpatrywanym okresie czasu, w stałym układzie odniesienia.

Stały układ odniesienia -układ współrzędnych w którym wyrażone są przemieszczenia punktów i obiektów, wyznaczony przez trwale zastabilizowane punkty sieci kontrolno pomiarowej i zidentyfikowany jako stały.

Przemieszczenie pionowe punktu - to pionowa składowa wektora przemieszczenia pkt.

Przemieszczenie poziome punktu - to pozioma składowa wektora przemieszczenia pkt.

Wyznaczone przemieszczenie punktu - wielkość przemieszczenia wyznaczona w wyniku pomiarów i obliczeń

Przemieszczenie obiektu -zmiana położenia obiektu polegająca na przesunięciu lub obrocie albo na przesunięciu i obrocie, przy którym wzajemne położenie punktów nie ulega zmianie.

Odkształcenie obiektu -zmiana kształtu lub objętości albo kształtu i objętości obiektu powodująca zmiany wzajemnych odległości punktów tego obiektu. Deformacja obiektu -zmiana położenia obiektu polegająca na przemieszczeniu lub odkształceniu albo przemieszczeniu i odkształceniu. Deformacja trwała - deformacja obiektu, która po ustąpieniu przyczyny, która ja spowodowała pozostaje.

Deformacja nietrwała - deformacja obiektu, która po ustąpieniu przyczyny, która ja spowodowała ustepuje.

Odchyłka usytuowania -rozbieżność pomiędzy stanem faktycznym obiektu a jego modelem teoretycznym (projektem), do wyznaczenia odchyłki wystarczy jeden pomiar -obiekty wysmukłe.

Sieć kontrolno pomiarowa -zespół punktów odniesienia i punktów kontrolnych połączonych ze sobą okresowo mierzonymi wielkościami w sposób umożliwiający wyznaczenie deformacji obiektu.

Punkty odniesienia -punkty sieci kontr pom umożliwiające wyznaczenie przemieszczeń punktów kontrolowanych w układzie odniesienia oraz wyznaczające usytuowanie tego układu.

Punkty stałe -punkty odniesienia s.k.p. które nie zmieniają wzajemnego położenia w rozpatrywanym okresie czasu.

Punkty kontrolowane -punkty s.k.p. zasygnalizowane na pow obiektu, których przemieszczenia są wyznaczane okresowo w celu wyznaczenia deformacji obiektu (punkty kontrolowane powinny tak być umieszczone na obiekcie, aby ruszały się razem z obiektem).

Zadaniem kontrolnej sieci pomiarowej jest wzajemne powiązanie punktów utrwalonych

na badanym obiekcie (zwanych punktami kontrolowanymi ) z punktami odniesienia założonymi poza strefą oddziaływania

Zadaniem punktów kontrolowanych jest zasygnalizowanie tych elementów obiektu ,

w którym zostały osadzone oraz uczestniczenie w ich ruchu w celu określenia zmian położenia tych elementów

Zadaniem punktów odniesienia jest utrwalenie położenia układu , w którym wykonywane sa pomiary przemieszczeń od momentu wykonania pomiaru wyjściowego począwszy przez możliwie cały czas trwania badań obiektu. Ocenę stałości tych punktów dokonuje się w oparciu o tzw. identyfikację punktów stałych (wykonuje się ją przed wyrównaniem sieci lub po jej wyrównaniu wstępnym ).

Pomiar okresowy - pomiar tych samych wielkości wykonywany co pewien okres czasu w celu wyznaczenia zmian tych wielkości

Pomiar wyjściowy (zerowy) -pierwszy pomiar okresowy, z którego wynikami porównuje się wyniki następujących po nim pomiarów okresowych.

Pomiar przejściowy -zespół dwóch pomiarów okresowych z których pierwszy wykonuje się przed przewidywanym uszkodzeniem, wznowieniem lub przeniesieniem znaków pomiarowych sieci k.p., a drugi po naruszeniu lub przeniesieniu tych znaków w celu zredukowania wszystkich obserwacji o zmianę wynikającą z uszkodzenia i wznowienia (stosujemy wtedy, gdy następuje świadome zniszczenie części punktów i ich ponowna budowa). ***Jeżeli nastąpi deformacja jednego z punktów sieci, to stabilizujemy 2 nowe punkty i sieć przyjmuje nowy kształt. Mierzymy stare i nowe obserwacje. Wtedy obliczmy 2 rozwiązania starej i nowej sieci i otrzymujemy wsp punktów kontrolowanych, które będą się różnić. Różnice to uzyskane odchyłki punktów kontrolowanych.

Badanie deformacji -całokształt procesów uzyskiwania wielkości i kierunków zmian położenia obserwowanych punktów obiektu. Proces ten obejmuje następujące czynności: -prace projektowe związane z opracowaniem konstrukcji sieci kontrolno pomiarowej -stabilizacja punktów sieci oraz urządzeń kontrolnych -pomiar geodezyjny -ocena dokładności tych pomiarów -identyfikacja stałych punktów odniesienia -obliczenie wartości przemieszczeń -ocena dokładności wyznaczenia przemieszczeń. ZASTOSOWANIE POMIARÓW DEFORMACJI DLA:

1. oceny przebiegu reakcji badanego obiektu na z góry

nieuniknione wpływy czynników zew. i wew.

1. na reakcję murów zakładów przemysłowych na drganie maszyn (zew)

2. na reakcję zapory na zmianę obciążeń oraz zmiany wysokości lustra wody

3. reakcję konstrukcji budowli na zmianę temp.

4. reakcję pokryć dachowych na obciążenie śniegiem

5. reakcję konstrukcji budowli na parcie wiatru

6. reakcję konstrukcji mostowych na obciążenie ruchem

7. reakcję gruntów na zmianę stosunków wodnych w nich zachodzących

8. na reakcję gruntów na działanie wynikające z podziemnej eksploatacji

2. ustalenia stopnia naruszenia równowagi obiektu na skutek

awarii oraz oceny skuteczności zastosowanych zabiegów

zabezpieczających

3. prognozowej weryfikacji założeń projektowych tzn. dla oceny przebiegu reakcji gruntów oraz nowych typów konstrukcji w warunkach doświadczalnych

PODSTAWOWE WYMAGANIA STAWIANE TECHNICE WYZNACZANIA DEFORMACJI

Aby pomiary deformacji spełniały swoje zadanie harmonogram ich musi być ułożony z uwzględnieniem :

• rodzaju obiektu (duży , mały...)

• funkcji eksploatacyjnej obiektu

• celu badań

Cechy pomiarów deformacji. Wyznaczone okresowo wielkości deformacji muszą charakteryzować się następującymi cechami: 1poprawnocią tzn. zgodnością z rzeczywistymi zmianami położenia punktów obserwowanych w granicach błędów przypadkowych. 2minimalną, uzasadnioną potrzebami dokładnością. 3aktualnością.

Dokładność pomiarów deformacji M_p=m_p*r≤P*R, M_p-błąd graniczny wyznaczonego przemieszczenia P-graniczne przemieszczenie określone dla danego obiektu lub jego części w projekcie technicznym lub w przepisach technicznych -eksploatacyjnych R-parametr określający jaką częścią przemieszczenia granicznego może być błąd graniczny, może przyjmować następujące wartości: R=0,5 -przy automatycznej sygnalizacji niebezpiecznych stanów obiektu. R=0,3 -przy pomiarach mających na celu stwierdzenie, czy graniczna wielkość przemieszczenia została osiągnięta lub przekroczona. 0,01<R≤0,1 -przy pomiarach służących do jakościowego i ilościowego badania zależności między wielkościami przemieszczeń a ich przyczynami i skutkami. m_p- błąd średni wyznaczenia przemieszczenia, r -współczynnik którego wartość zależy od wymaganego prawdopodobieństwa poprawności wyników oraz od stopnia przypadkowości błędów pomiarów służących do wyznaczenia przemieszczenia. P=0,997 dla r=3, P=0,95 dla r=2, r=4-w przypadku gdy rozkład błędów przypadkowych nie będzie przebiegał wg krzywej Gaussa. ***Każdy obiekt powinien mieć określoną wartość przemieszczenia granicznego przez projektanta. Jeśli nie ma podanej tej wartości, to należy zajrzeć do instrukcji eksploatacyjnych gdzie są podane przemieszczenia graniczne dla danych obiektów. Wielkość przemieszczenia możemy uznać za istotną, jeżeli jego wielkość jest przynajmniej 2krotnie większa od błędu tego przemieszczenia.

Częstotliwość pomiarów deformacji 0,5M_p<T<2M_p, t≤0,3M_P, T-odstęp między dwoma pomiarami okresowymi, aby przewidywane przemieszczenia nie były <2M_p i >0,5M_p, t -czas trwania jednego pomiaru okresowego. Czas liczy się łącznie z pracami kameralnymi.

Kontrolna sieć pomiarowa -zadaniem kontrolnej sieci pomiarowej jest badanie wzajemnego położenia punktów utrwalonych na badanym obiekcie zwanych punktami kontrolnymi z punktami odniesienia założonymi poza strefą oddziaływania obiektu. W przypadku dużych obiektów powiązanie to odbywa się przez punkty wiążące.

Metody wyznaczania przemieszczeń. Podział metod: -geodezyjne -niegeodezyjne -fotogrametryczne (dokładność to ujemna cecha zdjęć fotogrametrycznych, zdjęcia te zaleca się do przemieszczeń dynamicznych, o charakterze czasowym). Metody niegeodezyjne polegają na wykorzystaniu urządzeń mechanicznych, które mogą pracować w systemie ciągłym lub interwałowym. Wadą metod niegeodezyjnych jest to że mierzymy przemieszczenia względne. Zaletą ich jest dokładność, szybki pomiar, ich wiarygodność.

Metody geodezyjne I. do badania przemieszczeń powierzchni terenu naturalnego i sztucznie przetworzonego oraz do badania dużych obiektów inżynierskich należy stosować następujące metody:

1.sieci trygonometryczne pełne i niepełne uzupełnione sieciami niwelacji precyzyjnej

2.liniowe bądź kątowo liniowe sieci powierzchniowe płaskie wraz z sieciami niwelacji precyzyjnej

3.sieci przestrzenne mierzone metodami tradycyjnymi

4.sieci przestrzenne realizowane przy zastosowaniu techniki

GPS

II.Do badań obiektów wydłużonych stosuje się :

1. met. sieci liniowych bądź liniowo-kątowych

2. met. stałej prostej odniesienia

3.met. strzałek

4.met. poligonowa

Wszystkie met. uzupełnione pomiarami niw. precyzyjnej.

III.Do badań obiektów wysmukłych stosuje się:

1.met. rzutowania

2.met. obserwacji kierunku

3.met. trygonometryczna

Wszystkie uzupełnione pomiarami niw. precyzyjnej

METODY NIEGEODEZYJNE- służą do badania deformacji względnych, wykorzystują specjalistyczny sprzęt pomiarowy

• szczelinomierze służą do pomiaru wzajemnych przemieszczeń bloków budowli w poszczególnych miejscach szczelin dzielących te bloki

• pochyłomierz do pomiarów zmian nachylenia

• klinometry za pomącą kąta obliczamy szerokość szczeliny

wahadło do wyznaczania wielkości liniowych i kątowych pochylenia i odkształcenia budowli

SIECI PEŁNE-zakłada się na terenach o dużej przejrzystości, na potrzeby wieloletnich precyzyjnych obserwacji obiektów wymagających dużej dokładności pomiarów, narażonych na duże i zmienne obciążenie których awaria mogłaby spowodować utratę życia ludzkiego bądź duże straty materialne

Punkty kontrolowane(znajdujące się na obiekcie)- do ich wyznaczenia muszą być min. trzy celowe przecinające się pod kątem min. 30^o , odległość stanowisk obserwacyjnych od pkt. kontrolowanych max 200m.

Punkty wiążące stabilizowane jak punkty odniesienia.

Punkty odniesienia stabilizowane jak stanowiska obserwacyjne w odległości min. 500m od osi obiektu ,każdy z tych punktów powinien posiadać co najmniej po trzy kierunki do punktów orientujących ,min. liczba punktów odniesienia 6,

Punkty orientujące są to trwałe punkty terenowe takie na które możemy wycelować (maszt, wieża itp.).

SIECI NIEPEŁNE- zakładana na terenach o małej przejrzystości brakuje tu pewnych elem z sieci pełnej. Elementy charakterystyczne to : punkty kontrolowane, stanowiska obserwacyjne które pełnią funkcję jednocześnie punktów odniesienia (z wymuszonym centrowaniem) Dla badania stałości punktów odniesienia zakłada się punkty kontrolne (repery).Występują także pkt. orientujące.Odl. pkt odniesienia od kontrolowanych <200m.

SIECI LINIOWE BĄDŹ LINIOWO-KĄTOWE (płaskie) uzupełnione niwelacją prec.- gdy przedmiotem badań są odkształcenia poziome powierzchni terenu ,płyt betonowych, obiektów bezpośrednio i łatwo dostępnych. Sieci liniowe mogą być zakładane w formie sieci kwadratów lub prostokątów. Elementami mierzonymi okresowo są : wszystkie boki, przekątne i odl. nawiązujące niektóre pkt. kontrolowane do znaków odniesienia.

Do sieci kątowo-liniowych zalicza się ciągi poligonowe (do badania przemieszczeń np.: zapór czy tuneli) mierzone są kąty lub boki.

Przy sieciach liniowych lub liniowo-kątowych błędy kątów i kierunków zwiększają się wraz ze wzrostem odl., gdy są małe sieci- krótkie odl. to dokładność jest dość duża. Pomiar kątowy takiej samej odl. nie osiągnie takiej dokładności jak pomiar liniowy. Im większe boki tym większą wagę przywiązujemy do pomiarów liniowych , im krótsze boki większą wagę przywiązujemy do pomiarów kątowych.

SIECI PRZESTRZENNE (met. klasyczna)- oprócz odl. i kąta poziomego mierzymy kąty pionowe (zwykle zenitalne) pomiar odbywa się w ukł. lokalnym. Do wyrównania sieci przestrzennych robimy wyrównanie przestrzennego położenia punktów. Reszta jak przy sieciach powierzchniowych.

METODA STAŁEJ PROSTEJ ODNIESIENIA- met. najbardziej dokładna, wadą jest jej zasięg. Efektem tej metody są składowe przemieszczeń poziomych obserwowanych punktów obiektu prostopadłego do płaszcz. pionowej przechodzącej przez realizowaną w terenie prostą odniesienia (obiekty wydłużone,prostoliniowe).Pkt. teoretyczne znajdują się bardzo blisko założonej prostej ( 1-2 mm) ,na punktach ustawia się instrument i sygnał. Jest to instr., który ma odpowiednią masę i nie musi być o dużej dokładności pomiaru kąta. Musi mieć dobrą lunetę o dużym powiększeniu i dużej jasności.Długość obiektu może stanowić ²/₃ odl. między punktami a odl.między punktami 250-400 m.

METODA STRZAŁEK-stosowana do regulacji osi torów kolejowych. Odtwarzamy promień krzywizny na całej długości toru. Strzałki mierzymy aby doprowadzić tor do właściwego położenia.

M.SIECI LINIOWYCH LUB LINIOWO-KĄTOWYCH-pkt obserwowane na zasadzie pomiarów kątowo-liniowych. Budowane są wieloboki ;przynajmniej 1 pełny wielobok musi być poza obszarem.

M. POLIGONOWA-przy pomiarach mniej dokładnych bo mniej jest obserwacji nadliczbowych. Pkt. końcowy musi mieć 3 kierunki sprawdzające do innych pkt.

METODA RZUTOWANIA-odnosi się do cokołu, nie odnosi się do punktów odniesienia, wykonany poprzez pomiar punktów osiowych lub tworzących. Wykonujemy obserwacje z 3 pkt. oddalonych od komina tak aby kat nachylenia nie był większy niż 20-30^o.Pkt. te powinny być w miarę równomiernie rozmieszczone. Pkt. łączymy obserwacjami kątowo-liniowymi w celu wyznaczenia ich położenia. Wybieramy określone elementy na kominie, na dole układamy łatę na wysokości celowej i otrzymujemy odczyty będące rzutowaniem na łatę.

METODA OBSERWACJI KIERUNKU- odnosi się do cokołu i do pkt. odniesienia. Wykonuje się poprzez pomiar pkt. osiowych i pkt. tworzących.

DEFORMACJE PIONOWE

Najlepszy sposób wyznaczenia deformacji to niwelacja geometryczna. Aby uzyskać odpowiednią dokładność stosujemy niwelatory precyzyjne. Należy zachować dwie grupy zasad:

1. Niwelator powinien stać na środku, parzysta liczba stanowisk, łaty z libelą.

2. Usytuowanie punktów: punkty stałe muszą znajdować się w takich miejscach, aby były stałe.

Punkty kontrolowane muszą być tak usytuowane aby reprezentowały domniemany ruch obiektu. Do

każdego obiektu podchodzimy indywidualnie. Badanie takiego obiektu: wychylenie, osiadanie.RYS.

7 reperów w przekroju, te przekroje w zależności od klasy powinny byż umieszczone co 50-100 m. Zapora ziemna ma około kilku kilometrów. Punkty odniesienia- minimalna ilość 3 lub więcej, aby wyznaczyć wzajemne przemieszczenia. Punkty odniesienia są parami stałe-często. Stabilizujemy specjalne repery odniesienia.RYS I WZÓR

Czasem możemy zastabilizować repery na śluzach, mostach, te repery są dobrze fundamentowane i jest małe prawdopodobieństwo odkształcenia tego obiektu. Repery odniesienia stabilizowane są w tzw grupach(RYS). Najpierw sprawdzamy stałość w grupach (dochodzimy ciągiem do korony zapory, następnie badamy stałość reperów między grupami). Badanie stałości reperów: Δh_o-Δh_n≤d_max , d_mnax=1,5μ_ośr√n_o+n_n , Δh-różnica wysokości pomiędzy reperami.Możemy uznac że te repery są stałe jeżeli nie przekroczą pewnej wielkości d_max. 1,5-ukryta przybliżona wartość √2, μ_o-obliczony z przybliżeniem, błąd pojedynczej obserwacji, n_o+n_n-suma stanowisk wykonana w pomiarze; 0+suma stanowisk wykonywania w pomiarze kontrolnym(powinny być takie same)

Jeżeli siatka ma zamknięte obwody to suma μ₀+-√1/N*[ WW]/N N=4 W²/(N₁+N₂+N₃)+W²/(N₃+N₄+N₅)+W²/(N₅+N₆+N₇)+W²/(N₇+N₈+N₉) RYS......

Jeżeli nie mamy sieci w kształcie obwodu mażemy wykonać pomiar tam i z powrotem. RYS......

μ₀=+-1/2√1/..[dd/n] d₁²/n₁+d₂²/n₂+d₃²/n₃+d₄²/n₄ μ_0śr=(μ₀⁰+μ₀ⁿ)*1/2

Przyspieszając obliczenia -wyrównać sieć jako sieć swobodną wynik m₀-błąd niwelacji na jedno stanowisko

d_max=1.5μ_0√2n Δ=d_max=2nμ₀ Δ=2nμ₀ n≤√(D/2μ₀)² Δ=0,5mm odległość między tymi reperami nie większa niż 300m 6 stanowisk Repery odniesienia w grupach nie więcej niż 300m.najlepiej jakby repery połączyć przez 2 obserwacje.

---