CC BY
25
ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ДЕФОРМАЦИЙ НАСЫПНОГО ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СООРУЖЕНИЯ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ МНОГОЛЕТНЕГО ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО
МОНИТОРИНГА
Д.В. Запорожец, научный сотрудник Горный институт КНЦ РАН (Россия, г. Апатиты)
DOI: 10.24411/2500-1000-2019-11894
Аннотация. В статье рассматривается опыт привлечения программного продукта для обработки результатов многолетнего геодезического мониторинга на примере насыпного гидротехнического сооружения горного предприятия - дамб хвостохранилища. Привлечение в процесс обработки современных программных продуктов позволяет выполнять совместную обработку измерений, выполненных разными методами, повысить скорость и производительность камеральной обработки полевых данных, визуализировать деформационные процессы, происходящие в дамбах и дают возможность оперативной и комплексной оценки состояния дамб с учетом геометрической и атрибутивной информации.
Ключевые слова: гидротехническое сооружение, геодезический мониторинг, автоматизация камеральной обработки данных, расчет деформаций, деформационная поверхность, визуализация, программные средства.
Гидротехнические сооружения в целом и их отдельные элементы испытывают различного вида деформации вследствие разных причин. Инструментальными наблюдениями возможно получить количественную информацию о проседании или смещении заложенных реперов. Однако если учесть, что наблюдения включают в себя большой объем данных очень сложно провести комплексный анализ и выявить наиболее подверженные деформациям участки ГТС. Для этой цели был произведен автоматизированный анализ данных многолетнего геодезического мониторинга с применением программного продукта «CREDO расчет деформации».
Основной целью инструментальных наблюдений является определение величин деформации для оценки устойчивости сооружения и принятия своевременных профилактических мер, обеспечивающих безаварийную работу ГТС. Технология мониторинга деформаций основана на последовательном накоплении и обработке плановых координат и высотных отметок специальных осадочно-деформационных марок, закрепляемых на объекте. Для определения возможных деформаций на дамбах хвостохранилища установлены грунтовые
марки в количестве 26 штук, а также семь опорных пунктов.
Для комплексного анализа данных гео-дзического мониторинга была применена программа CREDO Расчет Деформаций. Программа Расчет Деформаций предназначена для обработки результатов многократных (циклических) геодезических наблюдений за деформациями и осадками участков земной поверхности, зданий и сооружений, включая визуализацию и статистический анализ деформационных процессов.
Исследуемый объект ввиду конструктивных особенностей и пространственного расположения состоит из двух насыпных дамб, на каждой из которых установлены контрольные репера и опорные пункты: 9 контрольных реперов и три опорных пункта на северной дамбе; 8 реперов на гор+121м, 9 реперов на гор+129м и 6 опорных пункта расположенных на южной дамбе хвостохранилища.
На первом этапе обработки для контрольных реперов выполняется анализ деформаций и осадок, для опорных пунктов - анализ устойчивости высотной сети контрольных пунктов, основанного на принципе неизменной отметки наиболее устой-
чивого репера сети. Расчет устойчивости опорных пунктов выполняется отдельно для плановой и для высотной опорной геодезической сети. Данный расчет устойчивости показал пригодность измерений для дальнейшего анализа деформаций.
На втором этапе после автоматизированной обработки по данным измерений были построены графики и отчетные до-
кументы, содержащие информацию о текущем состоянии объекта и динамике оса-дочно-деформационных процессов. На рисунке 1 представлен график абсолютных осадок для линии реперов северной дамбы, в графике показаны изменения высотного положения марок по линии профиля по результатам наблюдений в разных циклах.
Рис. 1. График абсолютный осадок
В основе решения задачи интерпретации данных наблюдений лежит модель деформационной поверхности, описывающей отклонение точек объекта в теку-
щем цикле относительно начального цикла. Исходными данными для ее построения являются плановые положения марок и их текущие отклонения.
Рис. 2. График развития деформаций во времени
График строится в зависимости от установленного текущего цикла. Суммарные деформации рассчитываются по отношению к начальному циклу.
Локальное изменение площади поверхности называется дилатацией. Поскольку дилатационные процессы непосредственно предшествуют осадкам или вспучиваниям почвы, они являются объектом постоянного мониторинга.
Абсолютные значения дилатации, сжатия и растяжения представлены в виде де-
формационной поверхности. На созданной поверхности осадки отображались при помощи изолиний и градиентной заливки, что улучшило зрительное восприятие модели (рис. 3).
Для отображения деформационной поверхности в программе используется 3D модель (рис. 3). Что позволяет представить более полную картину пространственного состояния дамб и наглядней представить области неравномерных осадок всего хво-стохранилища.
Рис. 3. ЗD модель
Получаемая при мониторинге информация является исходной для анализа происходящего процесса деформаций в дамбах хвостохранилища. Анализ результатов наблюдений позволяет совершенствовать технические процессы на периоде эксплуатации хвостохранилища, своевременно устранять последствия возникновения деформации, совершенствовать методы
предрасчета деформации и получать дополнительные детальные сведения о геологическом строении. Вовлечение в процесс камеральной обработки современных программных продуктов дает возможность визуализировать данные многолетних измерений, выделить участки наиболее подверженные деформациям и в комплексе оценить процессы происходящие в ГТС.
Библиографический список
1. Новоселов Б.А., Новоселов Д.Б. Геодезический контроль строительства и эксплуатации главного корпуса обогатительной фабрики «Распадская» // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012. VIII Междунар. науч. конгр.: Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия»: сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 10 20 апреля 2012 г.). -Новосибирск: СГГА, 2012. Т. 1. - С. 66-71.
2. НИВЕЛИР 2.1. Руководство пользователя // Компания «Кредо-Диалог», 2013. - 87 с.
3. Гуляев Ю.П. Прогнозирование деформации сооружений на основе результатов геодезических наблюдений: монография. - Новосибирск: СГГА, 2008. - 256 с.
4. CREDO РАСЧЕТ ДЕФОРМАЦИЙ 1.0. Руководство пользователя // Компания «Кредо-Диалог», 2013. - 91 с.
VISUALIZATION OF DEFORMATIONS OF THE BULK HYDRAULIC FACILITIES ON THE RESULTS OF LONG-TERM GEODESIC MONITORING
D.V. Zaporozhets, Researcher
Mining Institute Kola Science Centre RAS
(Russia, Apatity)
Abstract. The article discusses the experience of applying software for processing the long-term geodetic monitoring results on the example of a bulk hydraulic facility of a mining enterprise - a tailing dam. Involvement of modern software products in the processing allows performing joint processing of measurements made by different methods; increasing the speed and productivity of in-situ data processing; visualizing the deformation processes occurring in the dams, and providing an opportunity for prompt and comprehensive assessment of the state of dams, taking into account geometric and attribute information.
Keywords: hydraulic facility, geodetic monitoring; automation of laboratory data processing; deformation calculations; deformation surface, visualization, software tools.
