RU2712796C1 - Method for determining the value and direction of deformation of the outer component of the frost blister of permafrost - Google Patents
Method for determining the value and direction of deformation of the outer component of the frost blister of permafrost Download PDFInfo
- Publication number
- RU2712796C1 RU2712796C1 RU2019113686A RU2019113686A RU2712796C1 RU 2712796 C1 RU2712796 C1 RU 2712796C1 RU 2019113686 A RU2019113686 A RU 2019113686A RU 2019113686 A RU2019113686 A RU 2019113686A RU 2712796 C1 RU2712796 C1 RU 2712796C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blister
- frost
- heaving
- permafrost
- hill
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/06—Measuring temperature or pressure
- E21B47/07—Temperature
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
- E21B47/13—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling by electromagnetic energy, e.g. radio frequency
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C5/00—Measuring height; Measuring distances transverse to line of sight; Levelling between separated points; Surveyors' levels
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/24—Earth materials
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/12—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with electromagnetic waves
Abstract
Description
Данный способ относится к области геодезического пространственного мониторинга инженерных сооружений и природных объектов и может быть использован как для наблюдений за осадками и деформациями инженерных сооружений, так и природных объектов (бугров, провалов, холмов, склонов, оползней и т.п.).This method relates to the field of geodetic spatial monitoring of engineering structures and natural objects and can be used both for observing precipitation and deformation of engineering structures, and natural objects (hillocks, dips, hills, slopes, landslides, etc.).
В ГОСТ 24846-2012 «Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений», Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 октября 2012 г. № 599-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 24846-2012 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2013 г. , в нем приводятся методы измерения вертикальных и горизонтальных перемещений, а также методы измерения наклонов фундаментов зданий и сооружений. Этот ГОСТ взят за прототип.In GOST 24846-2012 “Methods of measuring deformations of the foundations of buildings and structures”, by Order of the Federal Agency for Technical Regulation and Metrology of October 29, 2012 No. 599-st, the interstate standard GOST 24846-2012 was put into effect as the national standard of the Russian Federation from 1 July 2013, it provides methods for measuring vertical and horizontal movements, as well as methods for measuring the slopes of the foundations of buildings and structures. This GOST is taken as a prototype.
Для определения горизонтальных перемещений фундаментов зданий и сооружений ГОСТ 24846-2012 предлагает использовать следующие методы или их комбинации: створные наблюдения, методом отдельных направлений, триангуляция, фотограмметрия. Допускается применять методы трилатерации и полигонометрии.To determine the horizontal movements of the foundations of buildings and structures, GOST 24846-2012 proposes to use the following methods or their combinations: target observations, the method of separate directions, triangulation, photogrammetry. It is allowed to apply methods of trilateration and polygonometry.
Для определения вертикальных перемещений фундаментов зданий и сооружений ГОСТ 24846-2012 предусматривает использование следующих методов или их комбинаций: геометрическое нивелирование, тригонометрическое или гидростатическое нивелирование, фотограмметрия.To determine the vertical movements of the foundations of buildings and structures, GOST 24846-2012 provides for the use of the following methods or their combinations: geometric leveling, trigonometric or hydrostatic leveling, photogrammetry.
Наклон фундамента (или здания, сооружения в целом), в соответствии с ГОСТ 24846-2012 следует измерять одним из следующих методов или их комбинированием: проецирования, координирования, измерения углов или направлений, фотограмметрии, механическими способами с применением кренометров, прямых и обратных отвесов.The slope of the foundation (or the building, the structure as a whole), in accordance with GOST 24846-2012, should be measured using one of the following methods or by combining them: projection, coordination, measurement of angles or directions, photogrammetry, mechanically using cranometers, straight and back plumb lines.
Недостатком этих способов является высокая трудоемкость, кроме того, данные способы предполагают проведение контроля геометрических параметров в дискретных точках, что не позволяет достоверно оценить геометрические параметры наружной составляющей бугров пучения вечной мерзлоты, а значит и определить величину деформации наружной составляющей бугров пучения вечной мерзлоты в целом. Также, данные способы предполагают наличие человеческого фактора в процессе измерений, что так же ведёт к снижению достоверности и точности.The disadvantage of these methods is the high complexity, in addition, these methods involve monitoring geometric parameters at discrete points, which does not allow to reliably estimate the geometric parameters of the external component of the permafrost heaving mounds, and therefore determine the amount of deformation of the external component of the permafrost heaving mounds in general. Also, these methods suggest the presence of a human factor in the measurement process, which also leads to a decrease in reliability and accuracy.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение точности и достоверности определения величины и направления деформаций наружной составляющей бугров пучения вечной мерзлоты с применением комплекса цифровой аппаратуры в состав которой входят: электронный тахеометр, ГНСС аппаратура и цифровая термокоса.The objective of the proposed technical solution is to increase the accuracy and reliability of determining the magnitude and direction of deformations of the external component of permafrost heaves with the use of a set of digital equipment, which includes: an electronic total station, GNSS equipment and a digital thermocosa.
Поставленная задача достигается тем, что в способе определения величины и направления деформации наружной составляющей бугров пучения вечной мерзлоты, включающем создание планово-высотного обоснования, закрепление точек по периметру бугра пучения, выполнение геодезических измерений, согласно изобретению выше упомянутые точки по периметру бугра пучения располагают и закрепляют строго по сторонам света север, запад, юг, восток, выполняют бурение скважин, расположенных на вершине бугра пучения, подошве бугра пучения, по закрепленным точкам определяют георадаром примерную границу подземной составляющей бугра пучения, бурение выполняют до определения точных границ подземной составляющей бугра пучения, выполняют определение координат X, Y, Z всех закрепленных точек и пробуренных скважин, опускают в пробуренные скважины термокосу и выполняют измерение температуры, передают полученную цифровую информацию в компьютерную программу, выполняют построение цифровой модели бугра пучения, в этой же программе модель наружного контура бугра пучения совмещают с моделью, построенной по результатам предыдущих измерений наружного контура бугра пучения вечной мерзлоты, в автоматическом режиме определяют величину деформации и направления наружной составляющей бугров пучения вечной мерзлоты.The problem is achieved in that in a method for determining the magnitude and direction of deformation of the external component of permafrost heaving mounds, including creating a vertical-height justification, fixing points along the perimeter of the heaving mound, making geodetic measurements, according to the invention, the above-mentioned points along the perimeter of the heaving mound are positioned and fixed strictly north, west, south, east, they drill wells located at the top of the heaving hill, the bottom of the heaving hill, to the chocks, they determine the approximate boundary of the underground component of the heaving hill by georadar, drilling until the exact boundaries of the underground component of the heaving hill are determined, determine the coordinates X, Y, Z of all fixed points and drilled wells, lower the thermocosa into the drilled wells and measure the temperature, transmit the received digital information in a computer program, they build a digital model of the heaving hill; in the same program, the model of the outer contour of the heaving hill is combined with the model built According to the results of previous measurements of the external contour of the permafrost heap, the deformation and direction of the outer component of the hedges of permafrost are automatically determined.
Способ поясняется чертежами.The method is illustrated by drawings.
На фиг.1 представлена схема расположения точек для выполнения измерений.Figure 1 presents the layout of points for measurements.
На фиг. 2 представлена схема бугра пучения вечной мерзлоты с указанием точек расположения комплекса цифровой аппаратурыIn FIG. Figure 2 presents a diagram of a hillock of permafrost heaving with an indication of the location points of the digital equipment complex
На фиг.3 представлена схема выполнения измерений электронным тахеометром.Figure 3 presents a diagram of the measurement by electronic total station.
На фиг.4 представлена схема определения высоты электронным тахеометромFigure 4 presents a diagram for determining the height of an electronic total station
Предлагаемый способ выполняют следующим образом.The proposed method is as follows.
На исследуемом участке создают планово-высотное обоснование. По периметру бугра пучения закрепляют точки, причем строго по сторонам света север, запад, юг, восток (фиг.1 точки 1, 2, 3, 4), определяют координаты X, Y, Z этих точек с помощью ГНСС аппаратуры.In the study area create a planning-height justification. Points are fixed along the perimeter of the hedge hillock, and north, west, south, east (Fig. 1,
Для определения примерных границ подземной составляющей предлагается в направлении север, юг, запад, восток использовать отечественный георадар ОКО-2. (фиг.1, фиг.2 точки 10, 11, 12, 13).To determine the approximate boundaries of the underground component, it is proposed to use the Russian OKO-2 georadar in the north, south, west, and east directions. (figure 1, figure 2
При определении границ распространения подземной составляющей бугра пучения вечной мерзлоты необходимо осуществить бурение скважин с помощью отечественного бурового станка, входящего в состав приборного комплекса. Таким образом происходит достоверное определение глубины подземной толщи вечной мерзлоты бугра пучения и одновременный контроль данных георадара (при необходимости, количество станций, может быть увеличено до 8 еще 4 по направлениям юго-запад, северо-запад, северо-восток, юго-восток).When determining the distribution boundaries of the underground component of the permafrost heave, it is necessary to drill wells using a domestic drilling machine, which is part of the instrument complex. Thus, there is a reliable determination of the depth of the underground stratum of permafrost of the heaving hill and simultaneous monitoring of GPR data (if necessary, the number of stations can be increased to 8, 4 more in the directions south-west, north-west, northeast, southeast).
При выполнении геопространственного мониторинга больших и средних бугров пучения для определения крутизны скатов формы бугров необходимо определить пространственные координаты в точках расположенных на средней высоте. Высоту бугра пучения над поверхностью земли и расположение точек предлагается определять электронным тахеометром, фиг.3, фиг.4.When performing geospatial monitoring of large and medium heights of heaving, to determine the steepness of the slopes of the shape of the hillocks, it is necessary to determine the spatial coordinates at points located at an average height. The height of the heaving hill above the earth's surface and the location of the points is proposed to determine the electronic total station, figure 3, figure 4.
В точке, на вершине бугра пучения и по границе подземной составляющей предлагается пробурить вертикальную скважину для определения наличия многолетнемерзлых пород и расположения в ней термокосы. Последняя позволяет выполнить измерения температуры внутри бугра пучения и ее зависимости от глубины, выполнить сравнение с наружными показаниями. Полученные геопространсвенные данные позволят построить 3D-модель бугра пучения наземной и подземной составляющих.At a point at the top of the heaving hill and along the boundary of the underground component, it is proposed to drill a vertical well to determine the presence of permafrost and the location of the spit in it. The latter allows you to measure the temperature inside the heaving hill and its dependence on depth, to compare with external readings. The obtained geospatial data will allow us to build a 3D model of the heaving hill of the ground and underground components.
Измерения предлагается выполнять 4 раза в год; в летний, зимний, осенний и весенний периоды. Показания термокосы, в совокупности с результатами геодезических, геологических, георадарных данных позволят осуществить прогноз жизненного цикла бугра пучения (построение продольных профилей по заданным направлениям, рост бугра, подтаивание, образование таликов и т.п.). Все данные должны быть сведены в единый программный комплекс для обработки цифровых данных, и создания единой базы данных. Это необходимо для обеспечения безопасного размещения коридора линейных коммуникаций и инженерных сооружений при обустройстве нефтегазовых месторождений в районах Крайнего Севера.Measurements are proposed to be performed 4 times a year; in summer, winter, autumn and spring. Indications of the braid, in conjunction with the results of geodetic, geological, georadar data, will make it possible to forecast the life cycle of the heaving hill (construction of longitudinal profiles in given directions, tuber growth, thawing, talik formation, etc.). All data should be combined into a single software package for processing digital data, and creating a single database. This is necessary to ensure the safe location of the linear communications corridor and engineering structures during the development of oil and gas fields in the Far North.
В случае, когда съемку бугра пучения, для его пространственного мониторинга, невозможно выполнить с использованием ГНСС наблюдений измерения выполняются с применением электронного тахеометра методом свободной станции, фиг. 3.In the case when the survey of the heaving tubercle, for its spatial monitoring, cannot be performed using GNSS observations, measurements are performed using an electronic total station by the free station method, FIG. 3.
Координаты каждой съемочной станции определяются ГНСС- методом, а в качестве связующих используются точки, определенные при проведении рекогносцировки. Для контроля определения координат выполняются избыточные измерения. ГНСС - наблюдения выполняются статическими методами, хотя иногда можно применять и кинематические. Это зависит от требуемой точности определения координат, времени, типа приемника, транспортных средств и наличием путей перемещения между определяемыми точками.The coordinates of each filming station are determined by the GNSS method, and the points determined during reconnaissance are used as binders. To control the determination of coordinates, redundant measurements are performed. GNSS - observations are performed by static methods, although kinematic can sometimes be used. It depends on the required accuracy of determining the coordinates, time, type of receiver, vehicles and the presence of paths of movement between the defined points.
В случае если с точки свободной станции есть прямая видимость на два и более пункта геодезической сети, то координаты станций определяются из обратной линейно-угловой засечки или обратной угловой засечки, режим обратной засечки предусмотрен во всех современных моделях электронных тахеометров, также из засечки выполняется определение отметки станции.If there is direct visibility to two or more points of the geodetic network from the point of a free station, then the coordinates of the stations are determined from the inverse linear-angular notch or inverse angular notch, the backlash mode is provided in all modern models of electronic total stations, and the mark is also determined from the notch station.
Точность определения координат из обратной засечки зависит от геометрии построения. Исходные точки должны находиться на достаточном отдалении друг от друга, горизонтальный угол между направлениями на исходные точки должен иметь допустимое значение.The accuracy of determining the coordinates from the backslash depends on the geometry of the construction. The starting points must be at a sufficient distance from each other, the horizontal angle between the directions to the starting points must have an acceptable value.
После измерения засечки на исходные пункты выполняется тахеометрическая съемка.After measuring the notch at the starting points, a total station survey is performed.
Одновременно с измерением засечек и тахеометрической съемкой бугра пучения выполняется определение его высоты фиг.4.Simultaneously with the measurement of serifs and the tacheometric survey of the hill of heaving, the determination of its height in FIG.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019113686A RU2712796C1 (en) | 2019-04-30 | 2019-04-30 | Method for determining the value and direction of deformation of the outer component of the frost blister of permafrost |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019113686A RU2712796C1 (en) | 2019-04-30 | 2019-04-30 | Method for determining the value and direction of deformation of the outer component of the frost blister of permafrost |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2712796C1 true RU2712796C1 (en) | 2020-01-31 |
Family
ID=69625499
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019113686A RU2712796C1 (en) | 2019-04-30 | 2019-04-30 | Method for determining the value and direction of deformation of the outer component of the frost blister of permafrost |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2712796C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1508180A1 (en) * | 1985-12-03 | 1989-09-15 | Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе | Method of determining temperature and electric properties of frozen rock |
RU2490671C2 (en) * | 2011-06-17 | 2013-08-20 | Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук | Method for georadar location of permafrost rocks |
CN107067333A (en) * | 2017-01-16 | 2017-08-18 | 长沙矿山研究院有限责任公司 | A kind of high altitudes and cold stability of the high and steep slope monitoring method |
RU2646952C1 (en) * | 2016-12-22 | 2018-03-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) | Geoelectric method for determining capacity of soil-permafrost complex suitable for engineering and construction works |
-
2019
- 2019-04-30 RU RU2019113686A patent/RU2712796C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1508180A1 (en) * | 1985-12-03 | 1989-09-15 | Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе | Method of determining temperature and electric properties of frozen rock |
RU2490671C2 (en) * | 2011-06-17 | 2013-08-20 | Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук | Method for georadar location of permafrost rocks |
RU2646952C1 (en) * | 2016-12-22 | 2018-03-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) | Geoelectric method for determining capacity of soil-permafrost complex suitable for engineering and construction works |
CN107067333A (en) * | 2017-01-16 | 2017-08-18 | 长沙矿山研究院有限责任公司 | A kind of high altitudes and cold stability of the high and steep slope monitoring method |
Non-Patent Citations (3)
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103806478A (en) | Method for measuring deformation of underground diaphragm wall | |
Tuckey | An integrated field mapping-numerical modelling approach to characterising discontinuity persistence and intact rock bridges in large open pit slopes | |
CN110207681A (en) | Land subsidence monitoring method based on unmanned plane | |
JP6506215B2 (en) | Geological boundary or fault plane prediction method | |
CN113532509A (en) | Large-scale high and steep slope monitoring method based on air-ground three-dimensional technology | |
Selbesoglu et al. | Deformation measurement using terrestrial laser scanner for cultural heritage | |
CN111551932A (en) | Method for accurately acquiring mining influence boundary and determining building damage level | |
Abdurakhmonov et al. | Application of GIS technologies in the improvement of geodetic and cartographic works in land cadastre | |
RU2712796C1 (en) | Method for determining the value and direction of deformation of the outer component of the frost blister of permafrost | |
CN115962755A (en) | Earth and stone calculation method based on unmanned aerial vehicle oblique photography technology | |
CN107917692A (en) | A kind of block identification method based on unmanned plane | |
Kuczyńska et al. | Modern applications of terrestrial laser scanning | |
Korkin et al. | Monitoring of bank line changes using geodetic and remote techniques | |
Chrzanowski | Modern surveying techniques for mining and civil engineering | |
Plopeanu et al. | SPECIAL GEODETIC MONITORING OF ROCKFILL DAMS-RÂUŞOR DAM CASE | |
RU2569076C2 (en) | Method to determine deformation of earth surface in absence of mutual visibility between observed stations | |
Štroner et al. | Accurate Measurement of the Riverbed Model for Deformation Analysis using Laser Scanning Technology | |
Klapa et al. | Inventory of various stages of construction using TLS technology | |
Dolgikh et al. | Definition of the ground surface deformations and constructions in the rock breakage zone | |
Liao et al. | D laser scanning and geometric modeling of Suichang gold mine of the Ming Dynasty in Zhejiang Province | |
WO2017222481A1 (en) | Gyroscopic georadar | |
Neto et al. | Elaboration of planimetric model of open pit with multiple benchs through the conventional methodology and the use of unmanned aerial vehicles (UAV) | |
Abduraufovich | SIMPLE AND ACCURATE METHODS OF SYOMKAS PERFORMED IN THE FORMATION OF THE EARTH | |
Lugovyh et al. | Research of hard-to-reach areas at geodetic works | |
Maxim et al. | Study of monitoring the river sediments |