Вопрос 49 гидростатическое нивелирование

Превышение определяется по измеренному теодолитом (кипрегелем, эклиметром) углу наклона линии визирования с одной точки на другую (α) и расстоянию между этими точками (S). Тригонометрическое нивелирование применяется при топографической съемке и других работах.

Основано на свойстве жидкости в сообщающихся сосудах на одном уровне. Этот метод имеет высокую точность, позволяет определять превышения между точками при отсутствии взаимной видимости, но определяемые превышения не должны быть больше размера трубок, соединённых шлангами.

ВОПРОС №50

Барометрическое нивелирование использует зависимость высот точек местности от величины атмосферного давления в этих точках. Наиболее точные барометры позволяют определять превышения с погрешностью 0.3 -0.5 м.

Барометрическое нивелирование или измерение высот — один из методов нивелирования, основанный на установленной Блезом Паскалем в 1647 связи давления воздуха с высотой точки над уровнем моря (Барометрическая формула).Нивелирование даёт средство наносить на планы ряды возвышений и понижений или профили местностей по определенным направлениям. Если для нивелирования употребляются геодезические инструменты, то оно называется геодезическим, если барометры — то барометрическим. Для измерения высоких гор употребляются особые приёмы и приборы; способ вычисления — тригонометрический, и само измерение называется этим словом. Есть также барометрический способ определения больших высот. Перенесение барометра с одного места на другое, возвышенное над первым на 10 м, сопровождается понижением ртути приблизительно на 1 млн, но дальнейшее поднятие еще на 10 метров производит несколько меньшее понижение ртути, а следующее поднятие — еще того меньшее. Измерение давления атмосферы с высотой усложняется его темпрературой, так как холодный воздух тяжелее теплого. Вдобавок пары воды, всегда содержащиеся в воздухе, количественно изменяются от многих причин, действующих иногда вместе, иногда отдельно, что опять влияет на атмосферное давление. Поэтому зависимость величины понижения ртутного столба в барометре с высотой места, на которое он перенесен, очень сложна, и вычислить возвышение одного места над другим из показаний барометра чрезвычайно трудно, коль скоро эти два места значительно удалены одно от другого. Эта трудность ещё увеличивается, если в одной местности происходят перемены в атмосфере, не достигающие другой местности. В таких случаях приходится принять в расчёт среднюю высоту ртутного столба в каждой из сравниваемых местностей, выведенную из многолетних наблюдений. Для наблюдения высоты места из барометрических наблюдений предложено несколько формул; здесь приводится одна, выведенная Лапласом:Z = 18336 метров (1+0,002845cos2φ)[1+(t+t1)/500]log(H/h).

В этой формуле буквой Z означено искомое возвышение одной местности, в которой высота барометра есть H миллим. над другой, в которой в то же время высота ртути есть h мил., температура в первой местности есть t°, во второй t°1 — стоградусного термометра; буквою φ означена широта места. Барометрическая формула — зависимость давления или плотности газа от высоты в поле тяжести. Для идеального газа, имеющего постоянную температуру T и находящегося в однородном поле тяжести (во всех точках его объёма ускорение свободного падения g одинаково), барометрическая формула имеет следующий вид:

где p — давление газа в слое, расположенном на высоте h, p0 — давление на нулевом уровне (h = h0), M — молярная масса газа, R — газовая постоянная, T — абсолютная температура. Из барометрической формулы следует, что концентрация молекул n (или плотность газа) убывает с высотой по тому же закону где m — масса молекулы газа, k — постоянная Больцмана.Барометрическая формула может быть получена из закона распределения молекул идеального газа по скоростям и координатам в потенциальном силовом поле (см. Статистика Максвелла — Больцмана). При этом должны выполняться два условия: постоянство температуры газа и однородность силового поля. Аналогичные условия могут выполняться и для мельчайших твёрдых частичек, взвешенных в жидкости или газе. Основываясь на этом, французский физик Ж. Перрен в 1908 году применил барометрическую формулу к распределению по высоте частичек эмульсии, что позволило ему непосредственно определить значение постоянной Больцмана.Барометрическая формула показывает, что плотность газа уменьшается с высотой по экспонен циальному закону. Величина , определяющая быстроту спада плотности, представляет собой отношение потенциальной энергии частиц к их средней кинетической энергии, пропорциональной kT. Чем выше температура T, тем медленнее убывает плотность с высотой. С другой стороны, возрастание силы тяжести mg (при неизменной температуре) приводит к значительно большему уплотнению нижних слоев и увеличению перепада (градиента) плотности. Действующая на частицы сила тяжести mg может изменяться за счёт двух величин: ускорения g и массы частиц m.Следовательно, в смеси газов, находящейся в поле тяжести, молекулы различной массы по-разному распределяются по высоте.Реальное распределение давления и плотности воздуха в земной атмосфере не следует барометрической формуле, так как в пределах атмосферы температура и ускорение свободного падения меняются с высотой и географической широтой. Кроме того, атмосферное давление увеличивается с концентрацией в атмосфере паров воды.Барометрическая формула лежит в основе барометрического нивелирования — метода определения разности высот Δh между двумя точками по измеряемому в этих точках давлению (p1 и p2). Поскольку атмосферное давление зависит от погоды, интервал времени между измерениями должен быть возможно меньшим, а пункты измерения располагаться не слишком далеко друг от друга. Барометрическая формула записывается в этом случае в виде: Δh = 18400(1 + at)lg(p1 / p2) (в м), где t — средняя температура слоя воздуха между точками измерения, a — температурный коэффициент объёмного расширения воздуха. Погрешность при расчётах по этой формуле не превышает 0,1—0,5 % от измеряемой высоты. Более точна формула Лапласа, учитывающая влияние влажности воздуха и изменение ускорения свободного падения.

Вопрос 51При устройстве котлованов выполняются следующие основные операции: разбивка контуров котлована, установка обноски, визирок, контроль за отрывкой котлована, зачистка дна и откосов, передача осей и высот в котлован, исполнит-ые съемки открытого котлована.До разбивки котлована по разбивочному чертежу устанав размеры запаса внешнего обреза основания фундамента и глубину его заложения. Запас необходим для предотвращения от обвала откоса котлована и дляустановки опалубки. Размер запаса зависит от глубины котлована (при глубине 2-3 м приним в 20 см).От основных осей здания, закрепленных на местности или обноске, разбивают границу внутреннего контура котлована с учетом принятого запаса внешнего обреза основания фундамента. От неё разбивают границу внешнего контура (верхней бровки) котлована с учетом крутизны откоса.Границу внешнего контура котлована закрепляют на местности кольями через каждые 5-10 м, между которыми натягивается шнур или делается канавка на 1-2 штыка лопаты для обозначения границы вскрытия котлована. Для разбивки траншей под ленточные фундаменты от основных осей здания вправо и влево откладывают величины, в сумме составляющие ширину подошвы фундамента.Разбивка котлованов под столбчатые фундаменты ведется по основным и вспомогательным осям, в створе которых намечаются центры фундаментов. От центров разбивается контур котлована. Контроль за ходом выемки грунта и доведение глубины котлована до проектной отметки его дна осуществляются с помощью визирок или нивелира. Постоянные визирки в виде гориз-ых планок прибивают к столбам обноски на одинаковой высоте (обычно на 1 м выше нулевой отметки). На планке подписывают отметку визирки.Чтобы определить, выбран ли грунт из котлована до проектной отметки, на его дне устанавливают переносную (ходовую) визирку в виде рейки. На рейке краской отмечают линию, расстояние до которой от пятки рейки равноразности отметок ребра планки постоянной визирки и проектного дна котлована. Если линия на ходовой визирке окажется выше шнура, натянутого между ближайшими планками,то грунт из котлована еще не выбран до проектной отметки.Чтобы определить с помощью нивелира фактическую отметку дна котлована устанавливают нивелирную рейку сначала на репер с известной отметкой и берут по рейке отсчет. Выемку грунта в котлованах и траншеях заканчивают с недобором на 10-20 см до проектной отметки, после чего делают зачистку дна котлована вручную по результатам нивелирования его по квадратам. Вершины квадратов закрепляют кольями, верхние срезы которых (маяки) располагают на уровне проектной отметки, и по ним ведут зачистку. После зачистки откосов котлована при помощи угольников с отвесами или направл-их проводят исполнит-ую съемку котлована. Откл от проектных размеров по ширине и длине котлована не должны превышать 30 см. Откл отметок дна котлована под фундаменты от проектных допускаются не более чем ± 5 см при условии, что эти откл не будут превышать толщины отсыпного подстилающего слоя. Доп средние квадрат-ие ошибки измерения при устройстве котлованов: линейные - 1/1000; угловые - 45 и высотные - 10мм. Окончание устр-ва котлована подтверждается исполнит-ой геодез документа цией: актом готовн котлована, схемой плановой высотной съемки котлована,картограммой подсчетаобъемов земляных масс. Перенесение осей в котлован вып при помощи теодолита со. створных точек, закрепляющих оси, или отвесами от точек пересеч осей, фиксир проволоками, натянутыми по обноске. В котловане оси закрепляют временными знаками на дне или на откосах.Передачу высот в котлован произв нивелиром непосредственно на дно или по откосам. В глубокие котлованы отметки передают с помощью подвешенной рулетки и двух нивелиров. Опред объема грунта при разработке котлована Опред объема грунта при разраб котлована необходимо для опер контроля фактич вып-ого объема земляных работ.Объём грунта зависит от размеров котлована в плане, его глубины, заложе ния откосов и конструкции.Для котлованов с различным заложением откосов (крутизной откосов) Опер контроль объема земляных работ по данной методике позволяет снизить трудоемкость этого процесса.

ВОПРОС №52В настоящее время используются две спутник овые системы определения координат: российская система ГЛОНАСС (это является аббревиатурой более длинного и точного названия: ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система) и американская система NAVSTAR GPS (NAVigation System with Time And Ranging Global Positioning System — навигационная система определения расстояний и времени, глобальная система позиционирования). Орбиты спутников расположены на геодезической высоте, равной 20 180 км, и на расстоянии 26600 км от центра Земли.Такое число спутников и их расположение обеспечиваютодновременный прием сигналов, как минимум, от четырех спутников в любой части Земли.Спутниковые системы определения координат (российская Глонасс и американская GPS), в состав которых входят: комплекс наземных станций автома тического наблюдения за спутниками, искусственные спутники Земли с радиусом орбит около 26.000 км и приемная аппаратура потребителей.При функционировании системы простран ственное положение спутников опред с наземных станций наблюдений,равномерно расположенных по всему миру и имеющих определенныепространственные координаты.Все станции связаны с головной станцией управления высокоскоростными линиями передачи данных и уточнения параметров орбит спутников в единой системе координат.Спутники передают периодически уточняемые эфемириды - набор координат, которые определяют положение спутников на орбите в различные моменты времени. Под влиянием гравита ционного поля Земли и других факторов параметры исходных координат спутниковых систем изменяются и поэтому постоянно уточняются.В настоящее время точность "бортовых эфемирид", которые получают путем экстра поляции уточненной орбиты на несколько дней вперед, составляет 20-100 м, а при использовании специальных методов обработки - около 1 м.При эксплуатации системы GPS определение местоположения предусмотрено в Мировой системе координат 1984 г (WGS-84).Начало координат в этой системе находится в центре масс Земли, ось Z параллельна направлению на условный земной полюс, ось X определяется плоскостями начального меридиана WGS-84 и экватора. Начальный меридиан WGS-84 парал лелен нулевому меридиану, закрепленному координатами станций наблюдений. Ось Y дополняет систему координат до правой. Начало и положение осей координат системы WGS-84 совпадают с геометрическим центром и осями обще земного эллипсоида WGS-84.В России создана геодезческая система координат ПЗ-90 (параметры Земли 1990 г). Она закрепляется 30 опорными пунктами на территории бывшего СССР, координаты которых получены методами космической геодезии.

ВОПРОС №53Методы с использованием спутниковых технологий, в которых координаты пунктов определяются с помощью спутниковых систем имеют революционное научно-техническое значение по достигнутым результатам в точности, оперативности получения результатов, всепогодности и относительно невысокой стоимости работ по сравнению с традиционными методами восстановления и поддержания государственной геодезической основы на должном уровне.Применение спутниковой аппаратуры по сравнению с другими средствами измерений позволяет: исключить необходимость в установлении прямой видимости между смежными пунктами, а следовательно, исключить постройку дорогостоящих наружных знаков для обеспечения такой видимости; выполнять измерения при любых погодных условиях и в любое время суток;

значительно повысить точность определения координат пунктов, вследствие того, что погрешности в плановом положении пунктов не накапливаются по мере удаления от исходных; исключить необходимость в построении многоразрядных геодезических сетей для передачи координат в нужный район; при этом нет надобности устанавливать пункты на возвышенных местах; положение пункта в натуре выбирают в том месте, где он необходим из практических соображений.

.

1.понятие о физ пов-ти земли, ее форме и размерах. Уровенная пов-ть, элипоид Красовского.

2.гориз.проложение. гориз и верт углы. Уклон линии.

3.масштаб. виды масштабов. Граф точность масштаба.

4.рельеф, его осн формы и изобр с помощью гориз-ей осн задачи, реш по планам и картам с уч рельефа.

5. сущн теодолитной съемки. Съемочная сеть и осн требования, предъявл к ее параметрам.

6.теодолиты. назнач, классиф по устр, точности. Общ конструкция теодолита. Цилиндр уровень

7.геом усл взаимного располож главных оей теодолита. Отсч устр. Реншкалы.

8.зрит труба с внутр фоку. Параллакс сетки нитей

9.устр нитяного дальномера и изи расст с его помощью

10.верт круг теодолита. Место нуля верт круга. Изм углов наклона и контроль изм

11.пров усл и порядок поверки и юстировки цилиндр ур-ня и коллимац ошибки теодолита

12.пров усл и порядок поверки и юст равенства подставок и сетки нитей теодолита

13.изм длин линий в теодолитных полигонах. Опред недоступных расст

14.выч обработка теодолитных полигонов. Порядок выч корд точек замкн и разомкн теод ходов

15.понятие нивелирования, спос осущ и приборы

16.принцип и спос геометр нивелирования, выч высот.

17.осн геометр усл взаимн расп гл осей уровенных нивелиров. Поверки и юст круглого ур-ня и гл геометр усл нивелира

18.сост и послед работ при инж-техн нивелир. Разбивка ПК, съемка ситуации.пикетажн жернал

19.рассчет эл-ов круговых кривых, расчет пикетажных наим и вынос на местн гл точек круговых кривых

20.вынос ПК на кривую. Дет разбивка круг кривых спос прямоуг корд

21.обраб журнала нивелирования. Погр контроль невязка в превышениях, доп невязка. Увязка превышений. Выч отметок точек.

22.постр прод и поперечн профиля. Проект на профиле.

23. площадное нивелирование. Спос геометр нивелирования пов-ей: по парал лин, по полигонам, по кВ.

24.обр журнала сх нивелирования пов-ти по кВ. сост плана нивелирования пов-ти. Интерполирование отм аналит спос, провед гориз.

25.проект верт планировки из усл минимума и баланса земл раб. Допуст погрешн проект

26.сущн тахеометр съемки. Примен приборы. Спос постр планововыс обосн.

27.работа на станции при вып тахеометр съемки. Съемка ситуац и рельефа. Ведение абриса.

28.геод контр возвед подземной части зданий и сооруж. Исп съемки.

29.методы наблюд за смещ сооруж в плане и по высоте. Опред крено выс труб и сооруж башенного типа.

30.гос геодез плановые и высотные сети и их научно практическое знач. Наружн и подземные знаки закрепл ГГС.

31.вынос на местн точки спос угл, лин и створн засечек

32.виды топогр съемок. Сущн гориз съемки. Сост и порядок полевых работ.

33.краткий обзор развития инж геод работ и их знач на совр этапе строит произв

34.вынос на местн точки спос полярных и прямоуг корд

35.геод раб при эксплуатации зд и сооруж. Набл за деф

36сист корд прим в геод. Сист высот. Прямоуг сист корд гаусса-крюгера

37.постр проектн накл линии

38.спос изм гориз углов. Ист погрешн влияющие на точн изм

39.общ принц разбив работ. Треб к точн разбив раб

40.уст железобет и мет колонн в проектн полож и их выверк

41.уравн замкн и разомкн нив ходов. Прел доп невязка в превыш

42.прост геод приборы

43.предм и зад геод в строит

44.аз и дир углы, св м\д ними. Сближ мерид. Магн скл. Св м\д ит аз, дир угл и магн аз.

45.потр на местн пр угла и пр длины

46.общ свед об изм. Осн понят о точн изм. Класс погр и методы ослабл их влияния

47.разб осн осей здания от точек теод хода. Контр разбивки

48.перед отм на дно котлована, на монт гориз

49.гидростат нив

50.барометр нив

51разб котл зданий и сооруж с уч залож откосов

52.общ понятия о спутн техн в геод.

53.прим спутн техн на стр площ.