ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐOÀN THỊ BÍCH NGỌC PHÂN TÍCH CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG MỐC CƠ SỞ TRONG QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH BIẾN DẠNG CÔNG TRÌNH. Chuyên ngành: Kỹ thuật Trắc địa Mã số: 60.85 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2015 Công trình đƣợc hoàn thành tại: Trƣờng Đại học Bách Khoa – ĐHQG TP.
HCM Cán bộ hƣớng dẫn khoa học: PGS. Đào Xuân Lộc Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. Vũ Xuân Cƣờng Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Lƣơng Bảo Bình Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ tại Trƣờng Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.
HCM Ngày 20 tháng 01 năm 2015 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1. Nguyễn Ngọc Lâu 2. Trần Trọng Đức 3. Lê Trung Chơn 5.
Lƣơng Bảo Bình Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và trƣởng khoa Kỹ thuật Xây dựng sau khi luận văn đã đƣợc chỉnh sửa (nếu có). CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƢỞNG KHOA KTXD PGS. Nguyễn Ngọc Lâu TS. Nguyễn Minh Tâm ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập -Tự do -Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: ĐOÀN THỊ BÍCH NGỌC MSHV: 11224488 Ngày, tháng, năm sinh: 07/6/1984 Nơi sinh: Bắc Ninh Chuyên ngành: Kỹ thuật Trắc địa Mã số : 605285 I.
TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG MỐC CƠ SỞ TRONG QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH BIẾN DẠNG CÔNG TRÌNH. Nhiện vụ và nội dung: Trên cơ sở lý thuyết của một số phƣơng pháp đánh giá độ ổn định của hệ thống mốc cơ sở đã đƣợc sử dụng, thực hiện công việc phân tích và khảo sát mức độ phù hợp của các phƣơng pháp này trong một số trƣờng hợp cũng nhƣ khảo sát mức độ phản ánh thực tế chuyển dịch mốc cơ sở của các phƣơng pháp. Dựa vào các kết quả này đƣa ra nhận xét, kết luận và sự lựa chọn phƣơng pháp đánh giá độ ổn định mốc cơ sở phù hợp nhất. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ :07/7/2014 III.
NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 07/12/2014 IV. CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: PGS. Đào Xuân Lộc Tp. năm 2015 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO PGS.
Đào Xuân Lộc PGS. Nguyễn Ngọc Lâu TRƢỞNG KHOA KTXD TS. Nguyễn Minh Tâm LỜI CẢM ƠN Trong suố t quá trình học tập và hoàn thành luận văn này , tôi đã nhận được sự hướng dẫn , giúp đỡ quý báu của quý thầ y cô, anh chi ̣ và các bạn. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc , tôi xin được bày tỏ l ời cảm ơn chân thành tới: Ban giám hiê ̣u , Phòng đào tạo sau đại học , Bộ môn Địa Tin Học Trường ĐH Bách Khoa Tp.
HCM đã tạo mọi điề u kiê ̣n thuận lợi , giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Quý Thầy Cô trong Bộ môn giảng dạy trực tiếp cũng như tham gia công tác tại đây đã truyền đạt những kiến thức cũng như kinh nghiệm quý báu trong thời gian tôi theo học tại trường. Thầy Đào Xuân Lộc, người thầ y kính mế n đã hế t lòng giúp đỡ , dạy bảo, động viên và tạo mọi điề u kiê ̣n thuận lợi cho tôi trong suố t quá trình học tập và hoàn thành luận văn này. Bố, mẹ, anh chi ̣ em và gia đình luôn ở bên cạnh động viên và giúp đỡ tôi học tập làm việc và hoàn thành luận văn.
TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Thực hiện việc phân tích độ ổn định của mốc và tính toán lƣợng dịch chuyển của các mốc lƣới cơ sở cao độ và lƣới cơ sở mặt bằng. Đối với hai phƣơng pháp phân tích tƣơng quan và chênh lệch trung bình chỉ thực hiện phân tích trên lƣới cơ sở cao độ. Các phƣơng pháp Kostekhel, Trernhikov, thuật toán bình sai lƣới tự do, Markuze tiến hành phân tích đồng thời trên hai lƣới cơ sở cao độ và cơ sở mặt bằng. Với mỗi phƣơng pháp tiến hành phân tích cơ sở lý thuyết, đƣa ra đƣợc sự so sánh ƣu nhƣợc điểm của các phƣơng pháp, từ đó xây dựng một số tiêu chí lựa chọn phƣơng pháp phân tích độ ổn định của hệ thống mốc cơ sở.
Tiến hành tính toán thực nghiệm trên bộ dữ liệu mẫu đƣợc xây dựng đối với lƣới cơ sở mặt bằng và lƣới cơ sở cao độ. Đối với phƣơng pháp phân tích tƣơng quan và chênh lệch trung bình, tiến hành xác định các mốc không ổn định dựa vào bài toán kiểm định thống kê sau đó xác định lƣợng dịch chuyển của các mốc. Đối với các phƣơng pháp Kostekhel, Trernhikov, thuật toán bình sai lƣới tự do, Markuze tiến hành tính toán lƣợng dịch chuyển của các mốc cơ sở sau đó so sánh với tiêu chuẩn mốc ổn định và đƣa ra kết luận về sự ổn định của các mốc. Sau khi phân tích và tính toán lƣợng dịch chuyển của các mốc cơ sở khi sử dụng các phƣơng pháp khác nhau trong một số trƣờng hợp.
Luận văn sẽ dựa vào các kết quả này để so sánh với mô hình dịch chuyển xây dựng ban đầu, để đƣa đến kết luận về mức độ phản ánh dịch chuyển thực tế của các mốc theo các phƣơng pháp, cũng nhƣ lựa chọn phƣơng pháp nào là phù hợp nhất và phƣơng pháp nào cho kết quả kém nhất. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, có sự hỗ trợ từ Cán bộ hƣớng dẫn là Thầy Đào Xuân Lộc. Các số liệu và kết quả trong luận văn là trung thực. Kết quả cuối cùng chƣa đƣợc công bố trên công trình nào khác.
Tp Hồ Chí Minh ngày 30 tháng 01 năm 2015 Ngƣời cam đoan Đoàn Thị Bích Ngọc MỤC LỤC Lời cam đoan. Danh mục các hình. Danh mục các bảng. Tính cấp thiết của đề tài.
Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc. Mục đích nghiên cứu. Đối tƣợng nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu.
Nội dung nghiên cứu. Phƣơng pháp nghiên cứu. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn. KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TÁC QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH BIẾN DẠNG CÔNG TRÌNH.
Khái niệm chung về chuyển dịch và biến dạng công trình. Nguyên nhân gây ra chuyển dịch biến dạng công trình. Phân bố và kết cấu mốc. Phân bố mốc.
Kết cấu mốc. Yêu cầu độ chính xác quan trắc chuyển dịch biến dạng công trình. Chu kỳ quan trắc. Các phƣơng pháp quan trắc lún công trình.
Phƣơng pháp đo cao hình học. Phƣơng pháp đo cao thủy tĩnh .Phƣơng pháp đo cao lƣợng giác. Phƣơng pháp đĩa từ. Các phƣơng pháp quan trắc chuyển dịch ngang công trình.
Phƣơng pháp hƣớng chuẩn. Phƣơng pháp đo góc cạnh. Xử lý kết quả đo và tính các tham số đặc trƣng. Xử lý kết quả đo.
tính các tham số dặc trƣng. MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG MỐC CƠ SỞ. Khái niệm cơ sở. Lý thuyết chung về lƣới tự do.
Một số dạng quy tắc đƣợc lựa chọn thực hiện trong khi sử dụng bài toán kiểm định thống kê để đánh giá độ ổn định của mốc cơ sở từ kết quả đo lún nhiều chu kỳ. Một số phƣơng pháp đánh giá độ ổn định của hệ thống mốc cơ sở. Phƣơng pháp Phân tích tƣơng quan. Phƣơng pháp Chênh lệch trung bình.
Phƣơng pháp Kostekhel. Phƣơng pháp Trernhikov. Phƣơng pháp thuật toán bình sai lƣới tự do. Phƣơng pháp Markuze.
SO SÁNH VÀ ĐƢA RA CÁC TIÊU CHÍ LỰA CHỌN PHƢƠNG ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG MỐC CƠ SỞ TRONG QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH BIẾN DẠNG CÔNG TRÌNH. Phân tích, so sánh khả năng ứng dụng của các phƣơng pháp. Phƣơng pháp Phân tích tƣơng quan. Phƣơng pháp Chênh lệch trung bình.
Phƣơng pháp Kostekhel. Phƣơng pháp Trernhikov. Phƣơng pháp thuật toán bình sai lƣới tự do. Phƣơng pháp Markuze.
Lựa chọn phƣơng pháp đánh giá độ ổn định của hệ thống mốc cơ sở trong quan trắc chuyển dịch công trình. Xây dựng tiêu chí lựa chọn. Lựa chọn phƣơng pháp hợp lý để đánh giá độ ổn định của hệ thống mốc cơ sở dựa trên các tiêu chí. Xây dựng bộ dữ liệu mẫu.
Bộ dữ liệu mẫu lƣới cơ sở cao độ. Bộ dữ liệu mẫu lƣới cơ sở mặt bằng. Tính tọa độ và độ cao các mốc cơ sở trong các chu kỳ quan trắc. Lƣới cơ sở cao độ.
Lƣới cơ sở mặt bằng. Đánh giá độ ổn định của các mốc cơ sở. Đánh giá độ ổn định của hệ thống mốc cơ sở cao độ. Đánh giá độ ổn định của hệ thống mốc cơ sở mặt bằng.
Đánh giá kết quả thực nghiệm. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 104 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.
Lưới độ cao cơ sở. Lưới độ cao cơ sở. Lưới cơ sở mặt bằng. 73 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.
Yêu cầu độ chính xác quan trắc lún và chuyển dịch ngang công trình (theo giá trị chuyển dịch dự báo). Yêu cầu độ chính xác quan trắc lún và chuyển dịch ngang công trình (tùy thuộc vào nền đất và tầm quan trọng của công trình). Độ cao và chênh cao thực. Chênh cao, sai số khép vòng và sai số khép vòng giới hạn.Tọa độ thực của mốc trong các chu kỳ.
Giá trị chiều dài cạnh thực trong các chu kỳ .Giá trị góc thực trong các chu kỳ .Chiều dài cạnh các chu kỳ. Số liệu góc các chu kỳ. Cao độ bình sai các mốc trong 12 chu kỳ. Chênh cao bình sai trong 12 chu kỳ.
Trọng số đảo các mốc trong 12 chu kỳ. Sai số trung phương xác định chênh cao sau bình sai. Tọa độ bình sai các chu kỳ. Giá trị các góc bình sai.
Chiều dài cạnh bình sai. Trọng số đảo tọa độ các mốc. Dịch chuyển cao độ các mốc theo phương pháp phân tích tương quan. Dịch chuyển cao độ các mốc theo phương pháp chênh lệch trung bình.
Dịch chuyển cao độ các mốc theo phương pháp Kostekhel. Dịch chuyển cao độ các mốc theo phương pháp Trernhikov. Dịch chuyển cao độ các mốc theo thuật toán bình sai lưới tự do – Vector độ cao gần đúng là cao độ bình sai chu kỳ liền kề trước. Dịch chuyển cao độ các mốc theo thuật toán bình sai lưới tự do – Vector độ cao gần đúng là cao độ bình sai chu kỳ đầu tiên.
Dịch chuyển cao độ các mốc theo phương pháp Markuze. Dịch chuyển ngang các mốc theo phương pháp Kostekhel .
