Введение к работе
- з -
Актуальность проблемы. Прикладная геодезия выделяет исследования СДЗП (здесь и далее - современные движения земной поверхности) и контроль деформаций инженерных сооружений. По., существу они могут рассматриваться как две стороны одного процесса, способы количественной оценки которых геодезическими методами аналогичны - повторные высокоточные наблюдения за изменением положения геодезических знаков. Как и любые инженерные сооружения, геодезические знаки, в частности нивелирные, и сами испытывают совместные влияния природной и техногенной сред. Комплексное влияние этих, факторов отражается на результатах повторных высокоточных 'измерений, снижая точность последних.
Поэтому актуальность темы обусловлена задачей, поставленной МАГАТЭ (Международным агенством по атомной энергетике)и проектными организациями Министерства атомной энергетики, по исследованию взаимодействия природной и техногенной сред относительно территорий и инженерных обьектов, связанных с использованием управляемых ядерных реакций и определяется необходимостью разработки и теоретического обоснования методики исследования устойчивости геодезических знаков при совместном влиянии природной итехногенной сред и оценки этих воздействий на результаты повторных наблюдений.
Состояние изученности проблемы. Современная методика изучения вертикальных деформаций зданий и сооружений и связь их с вер-' тикальными движениями земной коры рассматривалась теоретически Я. С.Яцкивом, Г. Христовым, А.А.Карлсоном, В. К. Панкрушиным и Е. А. Васильевым и другими. В этом плане представляют интерес работы по Серпуховскому ускорителю, водохранилищу Иркутской АЭС, а также исследования на Гармском и Алма-Атинском полигонах.
- 4 -С нашей точки зрения, успешное решение этой проблемы связано в первую очередь с методологией оценки устойчивости исходных знаков (реперов и стенных марок). Используемые в настоящее время оценки, разработанные И. Ф. Болговым, П.И.Брайтом, В. Н. Ганышным, И.В.Руновым, А.Ф.Стороженко, П. Марчаком, А. Костехелем, Ю.А.Федосеевым и другими учёными, связаны с использованием принципа устойчивости "равновесия". Это объясняется принятой общей постановкой задачи, сводящейся к выбору исходного геодезического знака из ряда других. Однако при решении поставленной проблемы применение принципа устойчивости равновесия нельзя признать оптимальным, так как условие "незыблемости" или стабильности отдельного знака или ряда знаков в условиях воздействия комплекса природных и техногенных факторов ведет к потере искомой информации.
Целью работы является совершенствование методики геодезического контроля деформаций инженерных сооружений и территории их размещения в условиях проявления природных и техногенных воздействий.
Основная идея работы заключается в комплексных оценках при-родно-техногенных воздействий на устойчивость реперов и использование этой информации при контроле деформаций сооружений и анализе геодинамической активности территории их размещения. Отличительной особенностью использованной в работе методологии является подход к оценкам устойчивости реперов как к устройствам передающим информацию о количественных 'характеристиках взаимодействия природных и техногенных полей.
Задачи исследования в соответствии с поставленной целью определены следующими:
- обосновать понятие "устойчивость репера", основанное на принципе устойчивости движения;
разработать методику оценок устойчивости реперов как показателей динамики грунтов и рассмотреть возможность их использования в качестве характеристик геодинамической активности территории;
оценить степень влияния естественного и техногенного полей на устойчивость стенных и осадочных марок.
Методы исследований. При решении поставленных задач использован комплексный метод, включающий:
анализ результатов научных достижений техники и практики при исследования устойчивости геодезических знаков;
натурные наблюдения за устойчивостью нивелирных знаков;
теоретические исследования выполненные с -использованием элементов математической физики, математической статистики и теории погрешностей измерений;
- алгоритмизацию процедуры оценки устойчивости реперов.-
Основные научные положения, выносимые на защиту:
-
Обоснование понятия "устойчивость репера", определяемого через градиенты или обобщенный градиент вертикальных смещений реперов по глубине.
-
Методика оценки устойчивости сети реперов, на основании которой выделяются геодинамически однородные участки, в пределах которых и определяется исходный нивелирный знак.
-
Обоснование возможности использования оценок устойчивости реперов при создании диагностических (геомониторинговых) геодезических пунктов для оценок развития природно-техногенных процессов в приповерхностных слоях земной коры.
-
Результаты исследований:
- влияния суточных и сезонных температурных деформаций на
соответствующие вариации изменений превышений систем "стенной
- 6 -знак - стенной знак", "стенной знак - репер";
факторов, вызывающих смещения стенных и осадочных марок и как результат - способ непосредственного определения деформаций грунтов оснований фундаментов;
изучения влияния динамически активного технологического оборудования и способ его оперативной диагностики методами повторного нивелирования.
Достоверность научных полохений. выводов и рекомендаций
обосновывается: ...
представительностью фактических материалов для анализа устойчивости нивелирных знаков;
доказательством научных положений теоретическими выкладками, аналитическими расчётами и сопоставительным анализом конкретных примеров, применением обоснованных методов расчёта и достаточно высокой сходимостью теоретических и экспериментальных дан-
. ных;
- положительным опытом использования разработанных методов
при исследовании геодинамической активности территории Нововоро-
"нежской АЭС и геодезическом контроле деформаций объектов Липецкой
ТЭЦ-2.
Научная новизна работы состоит:
в использовании концепции "устойчивости движения" для оценок устойчивости реперов;
в разработке новых критериев оценок устойчивости реперов;
в новых результатах, на основе которых оценены влияния природных (суточных и сезонных) и техногенных температур на нивелирные знаки;
- в использовании динамического режима агрегатов для выделе
ния дефектных строительных конструкций геодезическими методами.
Научное значение работы заключается в углублении и развитии методических подходов к оценкам устойчивости инженерных объектов, позволяющих совершенствовать геодезический мониторинг территорий промышленных объектов, инженерных сооружений в целом и их отдельных конструкций.
Личный вклад работы состоит:
в организации, методическом руководстве и постановке задач исследований, формулировке способов их решения и рабочих гипотез, участии в выполнении экспериментальных, лабораторных и аналитических исследований, в теоретическом обобщении и экспериментальном обосновании защищаемых научных положений;
в разработке методических основ подхода к решению задач оценки устойчивости нивелирных знаков, разработке методики использования оценок устойчивости в качестве показателей, геодинамической активности территории.
Практическая ценность работы заключается в возможности использования оценок устойчивости реперов для определения характеристик геодинамической активности территории, с одновременным контролем геометрических параметров инженерных сооружений.
Методика исследования добротности колонн турбоагрегатов позволяет в короткие сроки выявить колонны с нарушениями в строительной части, а принцип, заложенный в методике, может использоваться и в аналогичных исследованиях.
Реализация работы. Результаты работ внедрены при исследованиях современных движений земной поверхности района размещения VI-VI1 блоков Нововоронежской АЭС, при контроле деформаций инженерных сооружений Нововоронежской АЭС. Липецкой ТЭЦ-2. Конструкция осадочного консольного репера применена при строительстве второй очереди Воронежской ACT. Методика оценок устойчивости ре-
- 8 -перной сети используется при повторных геодезических измерениях на Нововоронежско'м геодинамическом полигоне. Методика геодезических наблюдений динамически активных сооружений (на примере крупных турбоагрегатов) была использована в период пуско-наладочных работ ТА-10 и ТА-11 Нововоронежской АЭС.
Апробация работы. Основные положения диссертации и результаты исследований докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях и семинарах Воронежского государственного аграрного унивеситета им.К.Д.Глинки (1985 - 1997 г.г.); научно-технических конференциях Воронежской инженерно-строительной и лесотехнической академий (1988 - 1997 г.г.);Волгоградском инженерно-строительном институте (1987), на межрегиональной конференции "Повышение эффективности определения осадок инженерных сооружений и теодинами-ческих исследований" (1989 г.-): научно-практической и исследовательской конференции в Ростовском инженерно-строительтельном институте- (1990), Куйбышевском инженерно-строительном институте (1990); на IX съезде Всесоюзного астрономо-геодезического общества (ВАГО) при АН СССР (1990), на Киевских межрегиональных семинарах "Вопросы исследования точности повторного высокоточного нивелирования на геодинамических полигонах" (1986), "Геодезические методы контроля строительства и .эксплуатации инженерных сооружений" (1991); а также ежегодных технических советах Нововоронежской АЭС и Липецкой ТЭЦ-2.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 119 наименований, и приложения. Работа изложена на 152 страницах машинописного текста, содержит 29 таблиц и 28 рисунков.
