Giáo Trình Trắc Địa Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Công Trình Xây Dựng

Giáo trình trắc địa ngành công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng bao gồm các chương quan trọng, cung cấp kiến thức cần thiết cho sinh viên.

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Giáo Trình

2022

128
1
0

Phí lưu trữ

35 Point

Mục lục chi tiết

LỜI MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ TRẮC ĐỊA

1.1. HÌNH DÁNG VÀ KÍCH THƯỚC TRÁI ĐẤT

1.2. XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐIỂM TRÊN MẶT ĐẤT

1.3. CÁC ĐƠN VỊ THƯỜNG DÙNG TRONG TRẮC ĐỊA

1.4. NHIỆM VỤ, VAI TRÒ CỦA MÔN HỌC TRONG XÂY DỰNG

2. CHƯƠNG 2: SỬ DỤNG MÁY KINH VĨ VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐO GÓC

2.1. PHÂN LOẠI VÀ CẤU TẠO CHUNG

2.2. KIỂM NGHIỆM VÀ HIỆU CHỈNH MÁY KINH VĨ

3. CHƯƠNG 3: ĐO ĐỘ DÀI

3.1. ĐỊNH HƯỚNG ĐƯỜNG THẲNG

4. CHƯƠNG 4: ĐO ĐỘ CAO

4.1. CẤU TẠO MÁY THỦY CHUẨN VÀ MIA THỦY CHUẨN

4.2. KIỂM NGHIỆM VÀ HIỆU CHỈNH MÁY THỦY CHUẨN

4.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO CAO

4.4. PHƯƠNG PHÁP ĐO CAO THỦY TĨNH

4.5. NGUYÊN NHÂN GÂY SAI SỐ TRONG ĐO ĐỘ CAO

5. CHƯƠNG 5: CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA PHỤC VỤ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

5.1. SỬ DỤNG BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH

5.2. TÍNH KHỐI LƯỢNG ĐẤT SAN NỀN

5.3. CÔNG TÁC BỐ TRÍ CÔNG TRÌNH

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu tổng quan về Giáo Trình Trắc Địa Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Xây Dựng

Giáo trình Trắc Địa Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Xây Dựng là tài liệu quan trọng cho sinh viên ngành xây dựng. Tài liệu này cung cấp kiến thức cơ bản về trắc địa, giúp sinh viên nắm vững các khái niệm và phương pháp đo đạc cần thiết trong lĩnh vực xây dựng. Nội dung giáo trình được biên soạn dựa trên các tiêu chuẩn hiện hành và kinh nghiệm thực tiễn từ các chuyên gia trong ngành.

1.1. Mục tiêu và nội dung chính của giáo trình

Giáo trình nhằm trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về trắc địa, từ hình dáng trái đất đến các phương pháp đo đạc. Nội dung bao gồm lý thuyết và thực hành, giúp sinh viên áp dụng kiến thức vào thực tế.

1.2. Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình được thiết kế cho sinh viên ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Xây Dựng, nhưng cũng có thể áp dụng cho các ngành liên quan như Công Nghệ Giao Thông và Cấp Thoát Nước.

II. Những thách thức trong việc áp dụng trắc địa trong xây dựng

Việc áp dụng trắc địa trong xây dựng gặp nhiều thách thức, từ việc xác định vị trí chính xác đến xử lý số liệu. Những sai số trong quá trình đo đạc có thể ảnh hưởng lớn đến chất lượng công trình. Do đó, việc hiểu rõ các phương pháp và công nghệ là rất cần thiết.

2.1. Sai số trong đo đạc và ảnh hưởng đến công trình

Sai số trong đo đạc có thể đến từ nhiều nguồn khác nhau như thiết bị, môi trường và kỹ thuật viên. Việc nhận diện và giảm thiểu sai số là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác trong xây dựng.

2.2. Khó khăn trong việc sử dụng công nghệ mới

Công nghệ trắc địa ngày càng phát triển, nhưng việc áp dụng công nghệ mới vào thực tiễn vẫn gặp khó khăn. Đòi hỏi kỹ năng và kiến thức chuyên môn cao từ người sử dụng.

III. Phương pháp đo đạc trắc địa hiệu quả trong xây dựng

Có nhiều phương pháp đo đạc trắc địa được sử dụng trong xây dựng, bao gồm máy kinh vĩ, máy thủy bình và máy toàn đạc. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng, và việc lựa chọn phương pháp phù hợp là rất quan trọng.

3.1. Sử dụng máy kinh vĩ trong đo góc

Máy kinh vĩ là công cụ quan trọng trong việc đo góc. Việc sử dụng máy đúng cách giúp đảm bảo độ chính xác trong các phép đo, từ đó hỗ trợ cho quá trình thiết kế và thi công.

3.2. Phương pháp đo cao bằng máy thủy bình

Máy thủy bình được sử dụng để đo độ cao giữa các điểm. Phương pháp này giúp xác định độ chênh cao một cách chính xác, rất cần thiết trong xây dựng công trình.

IV. Ứng dụng thực tiễn của trắc địa trong xây dựng công trình

Trắc địa đóng vai trò quan trọng trong việc khảo sát và thiết kế công trình. Các ứng dụng thực tiễn của trắc địa giúp đảm bảo rằng các công trình được xây dựng đúng vị trí và đạt tiêu chuẩn kỹ thuật.

4.1. Khảo sát địa hình và lập bản đồ

Khảo sát địa hình là bước đầu tiên trong quá trình xây dựng. Việc lập bản đồ địa hình chính xác giúp các kỹ sư có cái nhìn tổng quan về khu vực xây dựng.

4.2. Tính toán khối lượng đất san nền

Tính toán khối lượng đất san nền là một phần quan trọng trong xây dựng. Việc này giúp xác định lượng đất cần thiết cho công trình, từ đó lập kế hoạch thi công hiệu quả.

V. Kết luận và tương lai của trắc địa trong ngành xây dựng

Trắc địa là một phần không thể thiếu trong ngành xây dựng. Với sự phát triển của công nghệ, tương lai của trắc địa hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cải tiến và ứng dụng mới, giúp nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong xây dựng.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ trắc địa

Công nghệ trắc địa đang phát triển nhanh chóng với sự xuất hiện của các thiết bị hiện đại như máy toàn đạc điện tử và phần mềm xử lý số liệu. Điều này mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành xây dựng.

5.2. Tầm quan trọng của đào tạo chuyên môn

Đào tạo chuyên môn cho sinh viên là rất cần thiết để đảm bảo rằng họ có đủ kiến thức và kỹ năng để áp dụng trắc địa vào thực tiễn. Điều này sẽ giúp nâng cao chất lượng công trình xây dựng trong tương lai.

15/07/2025
Giáo trình trắc địa ngành công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng gồm có các chương

Trích đoạn nội dung tài liệu

chương 1: + Về kiến thức: - Trình bày đầy đủ những kiến thức cơ bản về trắc địa. + Về kỹ năng: - Nghiên cứu và vận dụng đầy đủ để nắm được kiến thức chuyên môn và áp dụng vào trong lĩnh vực công việc cụ thể. + Năng lực tự chủ và trách nhiệm - Chịu trách nhiệm làm việc nhóm làm việc tập thể thông qua việc tích cực tham gia thảo luận trên lớp và thực hành, bài tập về nhà. HÌNH DÁNG VÀ KÍCH THƯỚC TRÁI ĐẤT 1.

Hình dáng trái đất: Bề mặt trái đất biến đổi gồ ghề phức tạp, bao gồm khoảng 71% là bề mặt nước biển và khoảng 29% là đất liền và hải đảo. Mặt khác độ trung bình lồi lõm của bề mặt trái đất xấp xỉ bằng bề mặt nước biển trung bình của các đại dương, nên người ta gọi mặt nước biển trung bình là mặt nước gốc của trái đất hay là hình dáng của trái đất và có tên gọi là Geoid (Hình 1). Mặt Geoid: Mặt Geoid là mặt nước biển trung bình yên tĩnh xuyên qua các lục địa và hải đảo tạo thành một mặt cong khép kín. - Đặc điểm của mặt Geoid: + Không phải là mặt toán học.

+ Không phải là mặt cong trơn mà là mặt gợn sóng. + Tại mọi điểm trên mặt Geoid phương pháp tuyến luôn trùng với đường dây dọi. Do mặt Geoid không phải là bề mặt toán học nên không thể giải quyết các bài toán trắc địa trên mặt Geoid được, khi đó người ta phải thay thế bằng một bề mặt khác tương đương có tên gọi là mặt Elip Soid trái đất. Mặt Elip Soid trái đất: Là mặt Mặt Elip Soid trái đất tròn xoay, quay có bán trục lớn a, bán trục a b nhỏ b và hơi dẹt ở 2 cực, độ dẹt được xác định theo công thức  .

a - Nguyên tắc định vị Elip Soid trái đất: + Tâm của E phải trùng với tâm của G; + Mặt phẳng xích đạo của E phải trùng với mặt phẳng xích đạo của G; + Thể tích của E phải bằng với thể tích của G; + Tổng chênh lệch bình phương độ cao của E và G là nhỏ nhất; n 2  h  min i 1 i - Đặc điểm của mặt Elip Soid: + Là mặt toán học. + Tại mọi điểm trên mặt Elip Soid đều vuông góc với phương pháp tuyến. Kích thước Elip Soid trái đất. Khi đo ở phạm vi nhỏ thì coi trái đất là mặt cầu có bán kính trung bình R=6371.

XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐIỂM TRÊN MẶT ĐẤT 1. Hệ tọa độ địa lý Các điểm trên mặt đất được xác định bằng tọa độ, đó là đại lượng đặc trưng cho vị trí của các điểm so với điểm gốc, P1 đường thẳng gốc, hoặc mặt phẳng gốc của một hệ A tọa độ đã chọn. hệ tọa độ địa lí được quy định dùng chung và thống nhất cho toàn bộ quả đất. Q1 0 Q2 Giả sử có bề mặt quả đất là một mặt cầu tâm Mo A1 “0” và trục quay là P1P2 (Hình 2).

Giao tuyến của mặt cầu với mặt phẳng chứa P2 trục quay P1P2 của quả đất gọi là đường kinh tuyến. Hình 2 Giao tuyến của mặt cầu với mặt phẳng vuông góc với trục quay P1P2 của quả đất gọi là đường vĩ tuyến (có vô số đường vĩ tuyến). Đường vĩ tuyến tạo bởi mặt phẳng vuông góc với trục quay P1P2 và đi qua tâm “0” của quả đất gọi là đường xích đạo, mặt phẳng chứa đường xích đạo gọi là mặt phẳng xích đạo. Qua mỗi điểm trên mặt đất ta đều có thể kẻ được một đường kinh tuyến và đường vĩ tuyến hay là ta xác định được kinh độ λ và vĩ độ φ của điểm đó.

Vậy kinh độ địa lí của điểm A là góc nhị diện tạo bởi mặt phẳng kinh tuyến gốc P1M0P2 và mặt phẳng kinh tuyến P1AA1P2 của điểm đó. 15 Trong hệ toạ độ địa lí, đường kinh tuyến gốc là đường kinh tuyến đi qua đài thiên văn Greenwich ở nước Anh. Kinh độ có giá trị từ 00 ÷ 180 0 nếu từ kinh tuyến gốc về phía Đông thì ta gọi là kinh độ Đông và nếu từ kinh tuyến gốc về phía Tây thì ta gọi là kinh độ Tây. Vĩ độ địa lí của điểm A là góc tạo bởi đường thẳng đứng đi qua điểm đó là OA và mặt phẳng xích đạo Q1OQ2.

Giá trị vĩ độ được tính từ mặt phẳng xích đạo về phía Bắc và phía Nam tuỳ thuộc vào vị trí điểm điểm nằm ở nửa bán cầu nào. giá trị vĩ độ thay đổi từ 00 ÷ 900 , nếu ở phía bắc bán cầu thì ta gọi là vĩ độ Bắc còn ở phía nam bán cầu thì ta có vĩ độ Nam. Hệ toạ độ địa lí khá đơn giản nhưng không thuận tiện trong ứng dụng, việc tính tóan với chúng phức tạp vì vậy trong trắc địa hệ toạ độ vuông góc phẳng được sử dụng rộng rãi và phổ biến. Phép chiếu Gauss và hệ tọa độ vuông góc phẳng Gauss - Kruger Khi triển khai bề mặt quả đất lên mặt phẳng thường biến dạng sai lệch nhất định.

Các nhà khoa học đã đề xuất nhiều phép chiếu khác nhau để biểu diễn bề mặt quả đất lên mặt phẳng với độ sai số nhỏ nhất như phép chiếu hình nón, phép chiếu hình trụ đứng, hình trụ nằm ngang, phép chiếu UTM….Trong đó phép chiếu hình trụ ngang được sử dụng ở nước ta. Phép chiếu này còn được gọi là phép chiếu Gauss do nhà bác học K. Gauss đề xuất vào thế kỷ XIX và được Kruger phát triển hoàn thiện nên còn được gọi là phép chiếu hình Gauss - Kruger. Thực chất của phép chiếu này là chia toàn bộ quả đất thành 60 phần riêng biệt, mỗi phần được giới hạn bởi hai đường kinh tuyến có hiệu độ kinh là 60.

Mỗi phần như vậy được gọi là múi chiếu. Trong mỗi múi chiếu có kinh tuyến chính giữa chia múi làm hai phần bằng nhau gọi là kinh tuyến trục. Các múi chiếu được đánh số thứ tự từ 1 đến 60 kể từ kinh tuyến gốc về phía Đông, như vậy kinh tuyến gốc (GreenWich) là giới hạn phía Tây của múi thứ nhất. Phép 16 chiếu Gauss được thực hiện trên từng múi chiếu.

Trước tiên đặt nội tiếp quả cầu trái đất vào trong hình trụ nằm ngang sao cho chúng tiếp xúc nhau theo đường kinh tuyến trục P1OP2 của một múi nào đó còn trục của hình trụ nằm ngang trên mặt phẳng xích đạo (Hình 3) K1 P1 K2 A Q1 0 Q2 Mo A1 R1 P2 R2 Hình 3. Sau khi chiếu xong từng múi, hình trụ được cắt theo đường sinh K1K 2 và R1R2 rồi trải lên mặt phẳng (Hình 4). Như vậy, mỗi múi đều có kinh tuyến trục P1OP2 và đường xích đạo Q1OQ2 là những đường thẳng vuông góc lẫn nhau. Các kinh tuyến giới hạn phía X Tây và phía Đông của múi cũng như các vĩ tuyến sẽ nhận dược những đường cong hình 3.

Lần O Y lượt biểu diễn độc lập như vậy cho cả 60 múi chiếu. Trong phép chiếu Gauxơ điều kiện bảo toàn góc được thực hiện. Hình 4 Tuy nhiên chiều dài các cạnh lại bị biến dạng, biến dạng lớn dần về phía hai biên của múi nơi nằm xa kinh tuyến trục. Tuy nhiên trong giới hạn mùi chiếu 17 60 thì những biến dạng đó cũng không vượt quá sai số đồ thị và có thể thoả mãn để thành lập bản đồ tỷ lệ 1:10000 và nhỏ hơn.

Để giảm bớt độ biến dạng và thoả mãn cho các bản đồ tỷ lệ lớn hơn người ta có thể áp dụng múi chiếu 30. Ở phép chiếu Gauss kinh tuyến trục vuông góc với đường xích đạo nên có thể dùng toạ độ vuông góc phẳng theo múi để xác định vị trí các điểm trong múi. Trục tung X là đường biểu diễn kinh X' X tuyến trục, trục hoành Y là đường xích đạo. Gốc toạ độ là giao điểm của kinh tuyến trục và xích đạo.

Hướng dương của 18398.83 M các trục toạ độ là từ Nam lên Bắc và từ Y O O' Tây sang Đông. Như vậy các điểm ở Bắc bán cầu đều có tung độ dương, còn hoành độ trong một múi có thể âm hoặc dương. Để thuận tiện cho việc tính toán và tránh 500 hoành độ âm, hoành độ của điểm gốc toạ độ không phải bằng 0 mà lấy bằng 500km. Hình 5 Khi đó hoành độ của mọi điểm trong múi sẽ luôn luôn dương vì nơi rộng nhất ở xích đạo của nửa múi chiếu 60 cũng không vượt quá 385km.

Ngoài ra để xác định điểm nằm ở múi nào trong 60 múi, trước hoành độ người ta còn ghi thêm số thứ tự của múi. Ví dụ điểm M (Hình 5) có toạ độ là X M=2065.83km và YM= 18398.45km có nghĩa là điểm M nằm ở múi thứ 18 và cách kinh tuyến trục của múi về bên trái (phía Tây) là 500 - 398.55km và cách xích đạo về phía Bắc là 2065. Hệ tọa độ HN-72 được xây dựng theo hệ tọa độ vuông góc phẳng Gauss – Kruger, elipsoid Kraxovski. Hệ tọa độ HN-72 được sử dụng đến năm 2000 thì dừng lại.

Phép chiếu UTM và hệ tọa độ vuông góc phẳng UTM Phép chiếu bản đồ UTM (Universal Transverse Mercator) (Hình 6) cũng được thực hiện với tâm chiếu là tâm của quả đất và với từng múi 60, nhưng khác với phép chiếu hình Gauss về cách đánh số thứ tự múi chiếu và kích thước đường kính hình trụ. Để giảm độ biến dạng về chiều dài và diện tích, UTM sử dụng hình trụ ngang có bán kính nhỏ hơn bán kính trái đất, nó cắt mặt cầu theo hai đường cong đối xứng và cách kinh tuyến giữa khoảng ± 180km. Kinh tuyến giữa nằm phía ngoài mặt trụ còn hai kinh tuyến biên nằm phía trong mặt trụ. Như vậy, hai đường cong cắt mặt trụ không bị biến dạng chiều dài (k=l), tỷ lệ chiếu của kinh tuyến giữa múi nhỏ hơn 1 (k=0,9996) còn trên kinh tuyến biên tỷ lệ chiếu lớn hơn 1.

Phép chiếu hình UTM cũng là phép chiếu hình trụ ngang giữ góc, độ biến dạng về chiều dài và diện tích lớn nhất ở vùng giao nhau giữa xích đạo với kinh tuyến giữa và tại hai kinh tuyến biên. Các điểm nằm phía trong đường cắt mặt trụ thì độ biến dạng mang dấu âm còn phía ngoài là dấu dương. Hệ tọa độ vuông góc phẳng UTM cũng giống như quy định trong phép chiếu Gauss. Trước năm 1975 quân đội Mỹ sử dụng hệ tọa độ UTM với số liệu Elipsoid Everest để thành lập bản đồ ở khu vực Miền Nam nước ta, do đó khi sử dụng các loại bản đồ này để thống nhất cần phải tính chuyển tọa độ UTM (E, N) 19 sang VN-2000.

Hiện nay hệ tọa độ VN-2000 Quốc gia đã sử dụng lưới chiếu UTM và hệ quy chiếu tọa độ là Elipsoid WGS-84.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Tài liệu Giáo Trình Trắc Địa Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Xây Dựng cung cấp một cái nhìn tổng quan về các nguyên lý và ứng dụng của trắc địa trong lĩnh vực xây dựng. Nội dung của giáo trình không chỉ giúp sinh viên nắm vững kiến thức lý thuyết mà còn trang bị cho họ những kỹ năng thực tiễn cần thiết để áp dụng trong công việc. Đặc biệt, tài liệu này nhấn mạnh tầm quan trọng của trắc địa trong việc đảm bảo độ chính xác và an toàn cho các công trình xây dựng.

Để mở rộng thêm kiến thức về trắc địa, bạn có thể tham khảo tài liệu Giáo trình trắc địa, nơi cung cấp những kiến thức cơ bản và ứng dụng trong xây dựng. Ngoài ra, tài liệu Luận văn thạc sĩ nghiên cứu ứng dụng những thiết bị mới trong trắc địa phục vụ thi công nhà cao tầng sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về các thiết bị hiện đại trong trắc địa và ứng dụng của chúng trong thi công. Cuối cùng, tài liệu Giới thiệu về trắc địa chương trình đào tạo sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về chương trình đào tạo trắc địa, giúp bạn có thêm thông tin về lộ trình học tập trong lĩnh vực này.

Mỗi tài liệu đều là cơ hội để bạn khám phá sâu hơn về trắc địa và ứng dụng của nó trong ngành xây dựng.