Determination of vertical displacements in relative monitoring networks

• Autorzy: Filipiak-Kowszyk Daria , Kamiński Waldemar

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2020.131790

Warianty tytułu

PL

Wyznaczanie przemieszczeń pionowych we względnych sieciach monitoringu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The problem of determining displacements of objects is an important and current issue, in particular in terms of operational safety. This is a requirement that covers geodetic, periodic control measurements in order to determine horizontal and vertical displacements. The paper is focused on the analysis of vertical displacements. Geodetic measurements and their interpretation allow to reduce the risk of possible structural catastrophes. The major research topic of the majority of available papers is displacement determination of individual controlled points, in a situation where there are identified as fixed reference points. There are cases making identification of such points difficult or impossible to use in displacement analysis. This paper addresses a rare case of determining vertical displacements in unstable reference systems. Due to the fact that most of the existing and known literature methods do not always bring satisfactory results, the paper propose a new method of vertical displacement determination in the absence of reference points in the local coordinate system. Practical considerations on simulated data show that the presented method performs the task correctly.

PL

Problematyka wyznaczania przemieszczeń obiektów jest ważnym zagadnieniem, w szczególności w aspekcie dotyczącym bezpieczeństwa użytkowania obiektu. Zmiany poziomu zwierciadła wody, głębokie wykopy, obciążenie gruntu ciężką budowlą, zużycie konstrukcji na skutek jej eksploatacji to tylko kilka czynników mogących powodować ruchy gruntu i posadowionych na nim obiektów. Konsekwencją ruchów gruntu mogą być przemieszczenia poziome i pionowe. Zatem istotne jest określenie wielkości tych przemieszczeń, na co pozwalają okresowe pomiary kontrolne. W analizie przemieszczeń wyróżnić można układy odniesienia stabilne oraz niestabilne. Praca ta skupia się na wyznaczaniu przemieszczeń pionowych w niestabilnych układach odniesienia, zatem porusza problem, który rzadko prezentowany jest w literaturze przedmiotu.

Słowa kluczowe

EN

vertical displacement; unstable reference system; reference point; monitoring network

PL

przemieszczenie pionowe; układ odniesienia niestabilny; punkt referencyjny; sieć monitoringu

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 66, nr 1
• Strony: 309--326
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Filipiak-Kowszyk Daria

• Faculty of Civil and Environmental Engineering, Gdansk University of Technology, Gdansk, Poland

autor

Kamiński Waldemar

• Faculty of Civil and Environmental Engineering, Gdansk University of Technology, Gdansk, Poland

Bibliografia

• 1. Acar M., Ozludemir M. T., Akyilmaz O., Celik R. N., Ayan T., Deformation analysis with total least squares. Natural Hazards and Earth system Sciences., 6, pp. 663-669, 2006.
• 2. Aguilera D.G., Lahoz J.G., Sanchez Serrano J.A., First Experiences with the deformation analysis of a large dam combining laserscanning and high-accuracy surveying. Athens : XXI International CIPA Symposium, 2007.
• 3. Berber M., Kutoglu H. S., Dare P., Vanicek P., Combining surface deformation parameters referred to different terrestrial coordinate systems. Survey Review, Vol. 44, 324, pp. 23-29, 2012.
• 4. Caspary W. F. Concepts of network and deformation analysis. Monograph 11. NSW 2052 : School of geomatic engineering, The University of Newsouthwales, Sydney, 2000.
• 5. Celik C.T., Modeling of vertical movements of buildings with mat foundation. Iranian Journal of Science & Technology, Transaction B, Engineering, Vol. 32, B5, pp. 543-548, 2008.
• 6. Chen Y. Q., Analysis of deformation surveys - a generalized method. Technical Report No. 94. University of New Brunswick, Fredericton, pp. 54-72, 1983.
• 7. Chen Y. Q., Chrzanowski A., Secord J. M., A strategy for the analysis of the stability of reference points in deformation surveys. CISM Journal ACSCC, Vol. 44, 2, pp. 141-149, 1990.
• 8. Chen K.H., Yang M., Huang Y. H., Ching K. E., Rau R. J., Vertical displacement rate field of Taiwan from geodetic levelling data 2000-2008. Survey Review, Vol. 43, 321, pp. 296-302, 2011.
• 9. Chrzanowski A., Wilkins R., Accuracy evaluation of geodetic monitoring of deformations in large open pit mines. 2rd IAG/12th FIG Symposium, May 22-24, Baden, 2006.
• 10. Dong D., Herring T. A., King R. W., Estimating regional deformation from a combination of space and terrestrial geodetic data. Journal of Geodesy, 72, pp. 200-214, 1998.
• 11. Duchnowski R., R-estimation and its application to the LS adjustment. Bollettino do Geodesia e Scienze Affini, LXVII, 1, 2008.
• 12. Duchnowski R., Geodetic application of R-estimation - levelling network examples. Technical Sciences, 12, 2009.
• 13. Filipiak-Kowszyk D., Kamiński W., Przyborski, M., Accuracy analysis of determination the vertical displacements in unstable reference system. FIG Working Week 2015, Sofia, 2015.
• 14. Filipiak-Kowszyk D., Wyznaczanie przemieszczeń pionowych w małych sieciach geodezyjnych realizowanych w niestabilnych układach odniesienia. Rozprawa doktorska, 2019
• 15. Henriques M. J., Casaca, J., Monitoring vertical displacements by means of geometric levelling. Historical Constructions, pp. 403-412, 2001.
• 16. Kamiński W., The idea of monitoring surface deformations on unstable ground with the use of GPS technology. Bolletino di Geodesia e Scienze Affini, 1, pp. 33-45, 2008.
• 17. Kamiński W., Properties and analysis of the accuracy of estimation results obtained by the DiSTFA method in monitoring displacements and strains. Geodesy and Cartography, Vol. 58, 2, pp. 105-118, 2009.
• 18. Mittermayer E., A generalisation of the least - squares method for the adjustment of free networks. Bull. Geod., Vol. 104, 1, pp. 139-157, 1972.
• 19. Mittermayer E., Zur Ausgleichung freier Netze. ZfV., Heft 11, pp. 481-489, 1972.
• 20. Nowel K., Robust M-Estimation in Analysis of Control Network Deformations: Classical and New Method. Journal of Surveying Engineering. Vol. 141, Issue 4, 2015.
• 21. Perelmuter A., Adjustment of free networks. Bulletin Geodesique, Vol. 53, 4, pp. 291-296, 1979.
• 22. Setan H., Singh R., Deformation analysis of a geodetic monitoring network. Geomatica, Vol. 55, 3, 2001.
• 23. Szostak-Chrzanowski A., Interdisciplinary approach to deformation analysis in engineering, mining, and geosciences projects by combining monitoring surveys with deterministic modeling. Technical Sciences, 9, 2006.
• 24. Tasci L., Dam Deformation Measurements with GPS. Geodesy and Cartography, Vol. 34, 4, pp. 116-121, 2008.
• 25. Telioni E.C., Georgopoulos G. D., Skliri C., Zambas C. G., Determination of deformations of the ancient temple of Zeus in Nemea, Greece. 3rd IAG/12th FIG Symposium, Baden, 2006.
• 26. Wilkins R., Bastin G., Chrzanowski A., ALERT: A fully automated displacement monitoring system. CAMI 2003 Conference, September 8-10, Calgary, Canada, 2003.
• 27. Wiśniewski Z., Koncepcja wyznaczania parametrów położenia i kształtu płyt fundamentowych na podstawie niwelacji swobodnej. Gdańsk-Sobieszewo : VI sesja naukowo-techniczna, Aktualne problemy naukowe i techniczne prac geodezyjnych, 6-7 października 1989, 1989.
• 28. Wiśniewski Z., Estimation of parameters in a split functional model of geodetic observations (Msplit estimation). Journal of Geodesy, Vol. 83, pp. 105-120, 2009.
• 29. Wiśniewski Z., Msplit estimation. Part I: Theoretical foundation. Geodesy and Cartography, Vol. 58, 1, pp. 3- 21, 2009.
• 30. Wiśniewski Z., Msplit estimation. Part II: Squared M split estimation. Numerical examples. Geodesy and Cartography, Vol. 58, 1, pp. 23-48, 2009.
• 31. Wolf H., Helmerts Losung zum Problem der freien Netze mit singularer Normalgleichungsmatrix. ZFV. Heft 5, pp. 189-192, 1972.
• 32. Vanicek P., Craymer M. R., Krakiwsky E. J., Robustness analysis of geodetic horizontal networks. Journal of Geodesy, 75, pp. 199-209, 2001.
• 33. Vintila C.I., Radulescu A.C., Dragomi, P.I., Monitoring vertical displacements by means of geometric levelling for sky tower building from Floreasca City Center, Bucharest, 2nd Eurepean Conference of Geodesy & Geomatics Engineering (GENG’14) Wseas international conference on advances in environmental development, geomatics engineering and tourism, WSEAS Press, Transilvania University of Brasov, Romania, 2014.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).