GEOTECHNICKÝ MONITORING Eva Hrubešová, katedra geotechniky a podzemního stavitelství FAST VŠB TU Ostrava

GEOTECHNICKÝ MONITORING TÉMATA CVIČENÍ Z PŘEDMĚTU GEOTECHNICKÝ MONITORING Geotechnický monitoring, jeho hlavní funkce a součásti Základní principy měřících systémů kontrolního sledování Měření původní napjatosti horninového masívu- metody deformační, kompenzační odlehčovací,hydrofracturing Konvergenční měření, měření vzniku a deformačních projevů trhlin a poruch Extenzometrická a inklinometrická měření, monitorování posunů horniny pomocí křehkých vodičů

Monitorování podzemní vody- sledování vodních tlaků a směrů proudění podzemní vody Monitoring napětí a zatížení výztuže Monitorování sedání a velkých deformací, kontrolní sledování teploty, seismické aktivity a radonu Projektování monitoringu podzemních staveb Projekt monitoringu svahů a násypů Praktické příklady využití postupů inverzní analýzy-metody regresní a korelační analýzy, přímé optimalizační postupy Zadání a zpracování zápočtového programu- návrh monitoringu dle zadané situace a zpracování inverzního výpočtu Zápočtový test

Doporučená literatura: Aldorf,J. Kořínek,R.:Geotechnický monitoring skripta VŠB-TU Ostrava R.S.Sinha:Underground Structures (Design and Instrumentation), Elsevier 1989 J.A.Franklin,M.B.Dusseault:Rock Engineering Mc Graw – Hill Publishing Company,1989 Rozsypal,A.:Kontrolní sledování a rizika v Geotechnice, Jaga, Bratislava, 2001 Webovské stránky:www.gloetzl.com www.solexperts.com www.sisgeo.com Podmínky pro udělení klasifikovaného zápočtu: -předepsaná účast na cvičeních (max. 30 % omluv. neúčast) - vypracování zadaných programů zpracování závěrečného projektu a prezentace v prostředí PowerPoint - znalosti prokázané v zápočtovém testu

PODSTATA MONITOROVACÍHO PŘÍSTUPU REALIZACE STAVEB: GEOTECHNICKÝ MONITORING dohled a kontrola nad stavbou v horninovém masívu (důlní dílo, podzemní stavba atd.) PODSTATA MONITOROVACÍHO PŘÍSTUPU REALIZACE STAVEB: pouze přibližný odhad podmínek výstavby v projektové přípravě rozhodnutí o detailním projektu (sklon svahů, typ výztuže, tloušťka výztuže apod.) se provádí na základě naměřených (monitorovaných) hodnot (nejčastěji deformace a napětí )přímo v horninovém prostředí- in situ

Zadání úlohy Dosavadní informace literatura zkušenost cesta rizika teoretická literatura zkušenost geologie cesta rizika Provozní program in situ Analýza Poloprovozní studie vlastnosti hornin hydrogeologie laboratorní in situ

1) zaznamenat přirozené poměry v horninovém prostředí před zahájením FUNKCE MONITOROVÁNÍ: 1) zaznamenat přirozené poměry v horninovém prostředí před zahájením prací na podzemní stavbě primární napjatost pohyby kolísání hladiny podzemní vody 2) zajistit bezpečnost během stavby varovat před pádem horniny, sesuvem varovat při změnách tlaku podzemní vody kontrolovat zatížení výztuže informovat o přetváření horniny za obrysem díla

účinnost injektáže účinnost zmrazování účinnost odvodnění 3) kontrolovat údaje a předpoklady projektu 4) kontrolovat úspěšnost úpravy horniny účinnost injektáže účinnost zmrazování účinnost odvodnění SOUVISEJÍCÍ ČINNOSTI geotechnická definice problému stanovení cílů kontrolního sledování instrumentace vlastní monitoring interpretace vč. inverzní analýzy

GEOTECHNICKÁ DEFINICE PROBLÉMU stanovení geologic. profilů stanovení geotechnických parametrů hornin stanovení geotechnického modelu matematický nebo fyzikální model odhad napěťodeformačního chování masívu odhad směrů a velikosti přetvoření rozsah postižených oblastí získají se informace pro volbu míst monitorovacích stanovišť

ekonomická analýza problému STANOVENÍ CÍLŮ KONTROLNÍHO SLEDOVÁNÍ ekonomická analýza problému (vztah nákladů na monitoring a nákladů spojených s odstraňováním případné havárie) stanovení úrovně přijatelných rizik tzv. varovné stavy - velikost přijatelných posunutí - velikost přípustných tlaků na výztuž atd. vyprojektování technicko- bezpečnostních opatření , která reagují na příslušný stupeň varovného stavu

INSTRUMENTACE které veličiny se budou měřit jakými přístroji kde se bude měřit četnost měření VLASTNÍ MONITORING vlastní odečítání monitorovaných údajů kalibrace měřících přístrojů údržba měřících přístrojů

průběžné sledování naměřených dat INTERPRETACE průběžné sledování naměřených dat vyhodnocení naměřených dat včetně případné inverzní(zpětné) analýzy pro stanovení vstupních parametrů projektu konfrontace skutečného chování masívu s prognózou doplnění, upřesnění a optimalizace projektu na základě naměřených dat a inverzní analýzy

ZÁSADY KONTROLNÍHO SLEDOVÁNÍ 1) každá monitorovaná veličina by se měla měřit alespoň dvěma na sobě nezávislými způsoby 2) měřidel musí být dostatečný počet 3) přesnost měření je třeba volit v závislosti na řádu očekávaných měřených změn 4) v místech těžko přístupných nebo nepřístupných je účelné mít k dispozici dálkové odečítání 5) včasná definice varovných stavů, která by umožňovala včas reagovat na vzniklou situaci 6) vypracování variant technicko-bezpečnostních opatření včetně plánu jejich realizace

ZPŮSOBY MONITOROVÁNÍ vizuální pomocí přístrojů PRINCIPY MĚŘÍCÍCH SYSTÉMŮ mechanický optický a elektrooptický pneumaticko-hydraulický systémy využívající odporové a strunové tenzometry

Nevýhoda:neumožňují dálkový přenos Mechanické systémy nejjednodušší nejpoužívanější přesné Nevýhoda:neumožňují dálkový přenos PRINCIP: Zjišťování vzdálenosti (lineárního parametru) mezi pevně fixovanými body – pohybové detektory využívající měřického pásma nebo konvergenční spojky Měření deformace ocelového prstence nebo válce indikátorovými hodinkami- mechanické dynamometry

Optické a elektrooptické systémy spolehlivé umožňují obsáhnout za krátkou dobu velkou oblast Konvenční zaměřovací techniky (měřické pásmo,theodolit) Fotogrametrická měření Systémy využívající modulovaného světla nebo laserového paprsku promítnutého na odrazové terčíky upevněné na povrchu horniny nebo objektu (vysoká přesnost, nevýhodou je závislost na atmosférické teplotě a tlakových změnách)

Pneumaticko-hydraulické systémy PRINCIP: Hydraulický nebo pneumatický membránový pulzátor vyrovnávací tlak (stlačený plyn, hydraulické médium) měřený tlak (tlak horniny, zeminy,vody) Poddajná membrána (ocelová, gumová, plastová)

Systémy na principu odporových a strunových tenzometrů Princip odporových tenzometrů: Prodlužování vodiče je doprovázeno růstem jeho elektrického odporu Mřížový odporový Vinutý odporový Mřížový Odporový drátek Papírová podložka

Konec 1.části Strunový tenzometr PRINCIP: Napjatost ve kmitajícím vodiči je úměrná čtverci frekvence kmitání Výhoda: Měřené údaje jsou získány v hodnotách frekvence-výhoda pro dálkový přenos Konec 1.části