CC BY
59
УДК 528.482
АНАЛИЗ ДЕФОРМАЦИЙ ФУНДАМЕНТОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГЕОСТАТИСТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ
Андрей Александрович Басаргин
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, г. Новосибирск, ул.
Плахотного, д. 10, старший преподаватель кафедры инженерной геодезии и
информационных систем, тел. 8-383-343-29-55, e-mail: abaspirant@mail.ru
В статье рассмотрено применение методики пространственно-временного анализа с использование геостатистической интерполяции для анализа деформаций фундаментов промышленных сооружений.
Ключевые слова: методика пространственно-временного анализа, цифровая модель осадок, ошибка интерполяции.
ANALYSIS OF INDUSTRIAL STRUCTURES FOUNDATION DEFORMATION BY GEOSTATIC TECHNIQUES
Andrey A. Basargin
Senior lecturer, Department of Engineering Surveying and GIS, Siberian State Academy of Geodesy, 10 Plakhotnogo St., 630108, Novosibirsk, tel. 8-383-343-29-55, e-mail: abaspirant@mail.ru
Application of space-time analysis techniques, using geospatial interpolation, for industrial structures foundations deformation analysis is considered.
Key words: time-space analysis technique, digital model of settlement, interpolation error.
Методика построения цифровых моделей осадок для анализа деформационных процессов фундаментов рассмотрена в статьях [1-3,5].
Для дальнейшего исследования метода пространственно-временного анализа деформаций фундаментов на основе геостатистической интерполяции, построена цифровая модель осадок для цикла геодезических наблюдений главного корпуса Барнаульской ТЭЦ-2. Геодезические наблюдения за осадкой фундамента были выполнены в 1978 г. методом геометрического нивелирования.
На рис. 1 приведена цифровая модель интерполяции абсолютных осадок фундамента, построенные с помощью Кригинг метода.
Для более глубокого анализа модели построена карта ошибки интерполяции, представленная на рис. 2.
Одним из преимуществ кригинг-методов является то, что он позволяет построить поле распределения ошибки интерполяции. Карта распределения ошибки интерполяции определяет качество, созданной интерполяционной поверхности. Карта ошибки интерполяции строится по значениям стандартных
ошибок вычисляемых значений интерполированных значений.
или по стандартной ошибке
Осадочная марка
Рис. 1. Цифровая модель интерполяции абсолютных осадок фундаментов главного корпуса Барнаульской ТЭЦ-2 (на основе кригинг)
При моделировании на основе кригинг методов присутствует погрешность интерполяции исходных данных, которая определяется по формуле [4]:
аН = а2 + а2 (1)
Н исх. интер. V у
Ошибка интерполяции цифровых моделей осадок определяется в соответствии с зависимостью[4]:
а1теР.= ЕЖ1^Р ) (2)
где у(ёгр) - вариация измерений высоты, между соседними марками разделенных расстоянием ё; Ж1 - веса контрольных марок.
Независимо от выбранного метода интерполяции, анализу присуща какая-то ошибка. Она определяется многими факторами, такими как неточность исходных данных, вариации физических свойств отобранных проб грунтов, влияние человеческого фактора, сдвиг во времени между измерениями в отдельных марках. Все эти факторы вносят свой вклад в конечные (суммарные) ошибки измерений. Моделирование ошибок используется для минимизации влияния этих ошибок измерений. Когда ошибка измерений задана, кригинг становится нестрогим методом интерполяции. Поэтому вычисленные значения в точках измерений будут отличаться от фактически измеренных. Можно настроить ошибки измерений так, чтобы оптимизировать модель ошибок. Для совпадающих данных (несколько измерений в одной точке) надо рассчитывать вариацию измеренных значений. Для моделирования ошибки измерений подходят три метода кригинга - обычный, простой и универсальный [2].
В результате исследования модели была получена следующая общая средняя квадратическая ошибка интерполяции равная 2,1 мм, среднее стандартное отклонение 2,5 мм.
Для более глубокого анализа и практического исследования метода пространственно-временного анализа деформаций фундаментов, были построены цифровые модели осадок для двух циклов геодезических наблюдений главного корпуса Ленинградской АЭС. Геодезические наблюдения
за осадкой фундамента были выполнены в 1995-2001 гг. методом геометрического нивелирования[5].
„Осадочная марка
(мм.)
Рис. 2. Цифровая модель ошибки интерполяции осадок фундаментов главного
корпуса Барнаульской ТЭЦ-2
На рис. 3, 4 представлена цифровая модель интерполяции абсолютных осадок фундамента, построенные с помощью кригинг метода.
Для более детального анализа моделей построены карты ошибки интерполяции. Они представлены на рис. 5, 6.
Осадочная
марка
Рис. 3. Цифровая модель интерполяции абсолютных осадок фундаментов здания 401 и вентиляционной трубы 422 Ленинградской АЭС(1977-1995 гг.)
Осадочная
Рис. 4. Цифровая модель интерполяции абсолютных осадок фундаментов здания 401 и вентиляционной трубы 422 Ленинградской АЭС (1977-2001 гг.)
Рис. 5. Цифровая модель ошибки интерполяции осадок фундаментов здания 401 и вентиляционной трубы 422 Ленинградской АЭС (1977-1995 гг.)
Осадочная марка
Рис. 6. Цифровая модель ошибки интерполяции осадок фундаментов здания 401 и вентиляционной трубы 422 Ленинградской АЭС (1977-2001 гг.)
В результате исследования моделей были получены следующие общие средние квадратические ошибки интерполяции для цикла 1995 г. 4,1 мм, среднее стандартное отклонение 1,1 мм, а для 2001 г. 4,8 мм и 1,2 мм соответственно.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Басаргин, А. А. Анализ геостатисических методов обработки результатов наблюдений за осадками инженерных сооружений / А. А. Басаргин // ГЕО-Сибирь-2008: сб. материалов науч. конгр. Т. 1, ч. 2. - Новосибирск: СГГА, 2008. - С. 231-235.
2. Басаргин, А.А. Выбор оптимальной модели вариограммы для интерполяции результатов наблюдений за осадкой фундаментов инженерного сооружения / А.А. Басаргин // ГЕО-Сибирь-2009: сб. материалов науч. конгр. Т. 1, ч. 1. - Новосибирск: СГГА, 2008. - С. 223-226.
3. Басаргин, А.А. Пространственный анализ наблюдений за осадками фундамента строящегося здания / А.А. Басаргин / Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2009. - № 3. -С. 17-20.
4. Исследование деформаций сооружений и оборудования Ленинградской АЭС геодезическими методами: отчет о НИР/СГГА; рук. И.В. Лесных; исполн. А.И. Федоров. -Новосибирск, 2000. - 23 с. - № ГР 0197.0009566. - Инв. № 022001.09178.
5. Басаргин, А.А. Методика построения цифровых моделей для пространственновременного анализа деформационных процессов / А.А. Басаргин // ГЕО-Сибирь-2011: сб. материалов науч. конгр. Т. 1, ч. 1. - Новосибирск: СГГА, 2011. - С. 18-22.
© А. А. Басаргин, 2012
