Nghiên cứu lựa chọn hệ tọa độ trong công tác quan trắc biến dạng công trình thủy lợi, thủy điện - ThS. Hoàng Xuân Thành

Biến dạng công trình là hiện tượng, quá trình động lực phức tạp mang tính chất xác suất. Độ biến dạng công trình phụ thuộc vào sự thay đổi tính chất vững chắc của nền móng theo thời gian, sự thay đổi mực nước ngầm. Nhằm giúp các bạn hiểu hơn về vấn đề này, mời các bạn cùng tham khảo bài viết "Nghiên cứu lựa chọn hệ tọa độ trong công tác quan trắc biến dạng công trình thủy lợi, thủy điện".
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu lựa chọn hệ tọa độ trong công tác quan trắc biến dạng công trình thủy lợi, thủy điện - ThS. Hoàng Xuân Thành Nghiªn cøu lùa chän hÖ to¹ ®é trong c«ng t¸c quan tr¾c BiÕn d¹ng c«ng tr×nh thñy lîi- thñy ®iÖn Th.s. Hoµng xu©n thµnh Bé m«n Tr¾c ®Þa- §¹i häc Thñy lîi BiÕn d¹ng c«ng tr×nh- mét hiÖn t­îng do nhiÒu yÕu tè g©y nªn vµ lµ mét qu¸ tr×nh ®éng lùc häc phøc t¹p mang tÝnh chÊt x¸c suÊt. §é biÕn d¹ng c«ng tr×nh phô thuéc vµo sù thay ®æi tÝnh chÊt v÷ng ch¾c cña nÒn mãng theo thêi gian, sù thay ®æi mùc n­íc ngÇm, ®é biÕn d¹ng cña vËt liÖu x©y dùng vµ kÕt cÊu, c¸c t¸c ®éng bªn ngoµi lªn nÒn mãng nh­ t¸c ®éng cña n­íc, t¸c ®éng cña c¸c ho¹t ®éng khai th¸c má, c¸c chÊn ®éng trong lßng ®Êt, sù thay ®æi tû träng trªn nÒn mãng do x©y dùng thªm c¸c c«ng tr×nh trong khu vùc hoÆc thay thÕ c¸c thiÕt bÞ cã t¶i träng lín h¬n, c¸c sai sãt trong c«ng t¸c kh¶o s¸t ®Þa chÊt vµ thiÕt kÕ nÒn mãng dÉn ®Õn søc chôi t¶i cña nÒn mãng ®­îc x¸c ®Þnh cao h¬n thùc tÕ.…v.v. Theo thêi gian, biÕn d¹ng c«ng tr×nh cã thÓ biÓu diÔn d­íi c¸c d¹ng nh­: nÒn mãng bÞ lón, c«ng tr×nh chuyÓn dÞch theo mÆt b»ng, c«ng tr×nh bÞ nghiªng, vÆn, xo¾n, nøt…vµ trÇm träng h¬n cã thÓ g©y ra h­ háng hoÆc dÉn ®Õn ®æ vì c«ng tr×nh. §Ó ph©n tÝch quy luËt lµm viÖc cña c«ng tr×nh vµ x¸c ®Þnh thêi gian, khèi l­îng cho c«ng t¸c s÷a ch÷a, b¶o d­ìng c«ng tr×nh cÇn cã c¸c sè liÖu ®o ®¹c, quan tr¾c thùc tÕ, tiÕn hµnh theo dâi c¸c lo¹i biÕn d¹ng cña c«ng tr×nh theo tõng chu kú trong thêi gian dµi: kÓ tõ khi ®Æt nÒn mãng c«ng tr×nh, trong qu¸ tr×nh x©y dùng vµ kÐo dµi suèt c¶ thêi gian ®­a c«ng tr×nh vµo vËn hµnh vµ sö dông cho tíi khi c«ng tr×nh cã ®é biÕn d¹ng trong giíi h¹n cho phÐp. C«ng t¸c ph©n tÝch c¸c kÕt qu¶ quan tr¾c nh»m môc ®Ých t×m ra nh÷ng sai sè vµ mèi t­¬ng quan gi÷a kÕt qu¶ ®o vµ sù t¸c ®éng bªn ngoµi. Còng tõ kÕt qu¶ ph©n tÝch nµy lËp ®­îc c¸c hµm t­¬ng quan gi÷a ®é dÞch chuyÓn vµ biÕn d¹ng c«ng tr×nh víi c¸c t¸c ®éng bªn ngoµi. Môc ®Ých cña c«ng viÖc ®¸nh gi¸ lµ ®­a ra nguyªn nh©n dÞ th­êng trong tr¹ng th¸i c«ng tr×nh vµ cô thÓ vïng xung yÕu cña c«ng tr×nh nÕu cã. MÆt kh¸c c¸c sè liÖu quan tr¾c cho biÕt th«ng tin vÒ quy luËt lµm viÖc cña c«ng tr×nh trong c¸c ®iÒu kiÖn kh¸c nhau, vµ tõ kiÕn thøc vÒ c¸c quy luËt nµy lµm c¬ së cho viÖc thiÕt kÕ c«ng tr×nh vµ hoµn thiÖn kiÕn thøc nµy lµ nhiÖm vô chÝnh cña c«ng t¸c quan tr¾c biÕn d¹ng. Trong c«ng t¸c quan tr¾c biÕn d¹ng c«ng tr×nh thñy lîi- thñy ®iÖn mét vÊn ®Ò quan träng lµ chän hÖ to¹ ®é ®Ó biÓu diÔn c¸c ®¹i l­îng biÕn d¹ng cña c«ng tr×nh. HÖ to¹ ®é ®­îc chän nh­ thÕ nµo ®Ó ®¹t hai môc ®Ých: thø nhÊt lµ c¸c thµnh phÇn ®o ph¶n ¸nh chÝnh x¸c nhÊt ®Æc tÝnh lµm viÖc kÕt cÊu cña c«ng tr×nh vµ thø hai lµ x¸c ®Þnh ®­îc ®é dÞch chuyÓn cña tÊt c¶ c¸c ®iÓm kiÓm tra trªn c«ng tr×nh, cña nÒn mãng vµ phÇn ch¾n sãng trong mét hÖ to¹ ®é. HiÖn nay vÊn ®Ò chän hÖ trôc to¹ ®é trong quan tr¾c vµ quy tr×nh ®¸nh gi¸ ®é biÕn d¹ng c¸c c«ng tr×nh ®Ëp, hå chøa vÉn ch­a ®­îc ®­a vµo quy ph¹m. NÕu xem xÐt trong hÖ to¹ ®é vu«ng gãc t¹i hai ®iÓm kiÓm tra cã cïng mét ®é dÞch chuyÓn nh­ nhau (h×nh 1) biÓu thÞ trong mÆt c¾t kh¸c nhau cña ®Ëp bìi c¸c gi¸ trÞ kh¸c nhau, sÏ kh«ng ph¶n ¸nh toµn bé tr¹ng th¸i biÕn d¹ng cña ®Ëp. Ngoµi viÖc nµy sÏ rÊt khã kh¨n trong viÖc x¸c ®Þnh c¸c thµnh phÇn biÕn d¹ng ®­îc g©y ra bìi c¸c t¸c ®éng kh¸c nhau. ViÖc chän hÖ to¹ ®é phô thuéc vµo h×nh d¹ng c«ng tr×nh, ®Æc tÝnh ph¶n lùc cña ®Ëp chèng l¹i c¸c t¸c ®éng bªn ngoµi vµ nhiÖm vô cña viÖc ph©n tÝch sè liÖu quan tr¾c. ThÝ dô nhiÖm vô chÝnh cña quan tr¾c ®Ëp bª t«ng träng lùc lµ kiÓm tra ®é dÞch chuyÓn theo nÒn mãng vµ phÇn tiÕp gi¸p vµ ®é nghiªng theo h­íng cña t¶i träng c«ng tr×nh. Do vËy ®èi víi c¸c c«ng tr×nh ®Ëp träng lùc d¹ng th¼ng th× hîp lý nhÊt lµ chän hÖ to¹ ®é vu«ng gãc ph¼ng cã trôc chÝnh trïng víi h­íng t¸c ®éng cña t¶i träng (h×nh 2). Khi nghiªn cøu biÕn d¹ng c«ng tr×nh cã d¹ng h×nh vßm hoÆc h×nh trô th× nªn sö dông hÖ to¹ ®é cùc mµ t©m cña hÖ trïng víi t©m cña ®é cong cña ®Ëp (h×nh 1). Chóng ta xÐt ®é dÞch chuyÓn cña mét ®iÓm kiÓm tra trªn hai hÖ to¹ ®é vu«ng gãc ph¼ng vµ to¹ ®é cùc víi gi¶ thiÕt ®é 1 dÞch chuyÓn lµ do ¸p lùc n­íc trong hå chøa vµ do ®é dÞch chuyÓn cña ch©n vßm theo h­íng vu«ng gãc víi tiÕp tuyÕn vßm (h×nh 1). Trªn h×nh vÏ ta thÊy thµnh phÇn vÐc t¬ dÞch chuyÓn K trong hÖ to¹ ®é cùc biÓu thÞ mét c¸ch chÝnh x¸c vµ ®Çy ®ñ ®Æc tÝnh lµm viÖc cña ®Ëp, trong lóc ®ã vÐc t¬ K trong hÖ to¹ ®é vu«ng gãc ph¼ng kh«ng chØ ra ®­îc kh¸i niÖm râ rµng vÒ sù biÕn d¹ng cña c«ng tr×nh. T Y X X R X K Hå chøa Y1 T1 R1 X1 K1  Y 1 S«ng Ch¶y O Y H×nh 1 H×nh 2 NÕu biÕt tr­íc ph­¬ng tr×nh bÒ mÆt hoÆc ®­êng cong tiªu biÓu cña c«ng tr×nh vµ c¸c tham sè th× tèt nhÊt ta chuyÓn tõ hÖ to¹ ®é vu«ng gãc ®ang ¸p dông vÒ mét sè lo¹i hÖ to¹ ®é cong, mµ trong ®ã ph­¬ng tr×nh bÒ mÆt cña c«ng tr×nh cã thÓ biÔu diÔn b»ng hµm sè tuyÕn tÝnh cña to¹ ®é vµ c¸c tham sè. ViÖc chän hÖ trôc to¹ ®é trong quan tr¾c c¸c ®Ëp thñy lîi- thñy ®iÖn cã thÓ tiÕn hµnh theo nguyªn t¾c chung sau: Víi yªu cÇu ph¶n ¸nh ®­îc ®é biÕn d¹ng c«ng tr×nh ®­îc râ nhÊt vµ trong hÖ to¹ ®é ®ã c«ng tr×nh cã thÓ ®¼ng vÞ biÓu diÔn xÊp xØ ...