asp - curs - v. monitorizare

8/18/2019 ASP - Curs - V. Monitorizare

1/44

V. Monit orizare

N. Boțu – Asigurarea stabilității pantelor - Cu rs , 2015-2016 77

V. Ech ipamente de mon itor izare a

alunecărilor de teren


2/44

V. Monit orizare


În prezent, pentru monitorizarea versanţilor instabili se face uz deechipamente şi tehnici specifice unor domenii conexe sau special concepute înacest scop, cum ar fi: geodezia terestră sau spaţială, fotogametrie terestră şiaeriană, aparate electro-optice sau cu fir de invar pentru măsurarea distanţei,extensiometre cu coardă vibrantă, cu plajă lungă sau scurtă de măsurare,fisurometre cu unitate de măsură centrală, mire cu vernier, nivele cu vizaremicrometrică, tasometre, pendul invers, înclinometre de foraj, piezometredeschise, sonde de presiune interstiţială pe bază de presiune sau electrice,pluviometre cu înregistrare, sonde de temperatură, staţii pentru semnaleseismice [25].

Cea mai mare parte a captatorilor există sub două forme: - cu funcţionare automată, care necesită utilizarea unei centrale de

achiziţie ce poate fi lăsată pe teren; - neautomatizaţi, pentru care măsurarea necesită prezenţa pe

teren a unui tehnician.

Alegerea unuia sau altui tip de captatori depinde în principal de frecvenţamăsurătorilor şi de resursele financiare alocate proiectului de supraveghere.Este de dorit şi prudent, ca atunci când sunt utilizate dispozitive cu funcţionareautomată şi fixe pe teren, acestea să fie dublate de dispozitive care asigură


3/44

V. Monit orizare


măsurători manuale pentru validarea periodică a măsurătorilor, pe de o parte şide a dispune de un minim de informaţii în caz de defectare, pe de altă parte.

Uneori, apare ca justificat de urmărit mărimi fizice diferite, mărimi identice în locuri diferite, mărimi identice în locuri vecine dar cu metode diferite sau de aefectua măsurători cu o frecvenţă mult superioară aceleia ce ar fi permisdefinirea cinematicii fenomenului. Volumul de informaţii achiziţionate permite:

- a se elimina, în parte, problemele legate de fiabilitatea în timp adispozitivelor din sistemul de supraveghere;

- de a compensa neajunsurile inerente ale anumitor tehnici, spre

exemplu: măsurătorile de distanţă în infraroşu nu sunt operante peploaie puternică, vizarea optica nu poate fi practicată noaptea etc; - eliminarea unor incertitudini privind comportarea alunecării prin

eliminarea unor fenomene parazite ce pot afecta anumitedispozitive (mişcările vibratorii în cazul măsurătorilor cuextensiometre).

În cazul unor obiective de importanţă majoră puse în pericol de oalunecare de teren, diversificarea măsurătorilor este recomandată, volumul deinformaţii permiţând eliminarea unor înregistrări neadecvate cinematiciifenomenului pe ansamblul său şi deci evitarea declanşării unor alarmeinoportune.


4/44

V. Monit orizare


Cartarea geologică

Cartarea

geologică permitedepistarea uneialunecări în diferitele eifaze şi identificareafactorilor care ogenerează.

Figura. Harta geologicaCanada - 1989 New YorkState Department of

Transportation


5/44

V. Monit orizare


Cartarea geologică a alunecărilor se impune a fi făcută începând cu fazade studii pentru amplasamentul construcţiilor şi continuată periodic pentru a seurmări evoluţia fenomenului.

Cartarea inginero-geologică a alunecărilor de teren se face în scopulcunoaşterii zonelor afectate şi al studierii măsurilor de stabilizare. Se urmăreştenu numai reprezentarea pe hartă a zonelor afectate de alunecări, ci şicunoaşterea tuturor factorilor care generează procesul de alunecare.

În procesul de cartare a unei alunecări de teren se dă atenţie tuturorfactorilor geologici care generează alunecarea şi care furnizează informaţiiasupra ei, cum sunt formaţiunile geologice, vârsta şi natura litologică, tectonică,

apele subterane, şi se studiază în detaliu toate elementele alunecării care pot fiobservate direct, şi anume: faţa de desprindere, terasa de alunecare,acumulatul de alunecare, crăpăturile longitudinale şi transversale, reliefulalunecării, marginile şi baza alunecării.

Terasele aluvionare trebuie reprezentate pe hărţi cu maximum de atenţie,deoarece ele joacă un foarte mare rol în prevenirea alunecărilor de teren, pecale naturală. De regulă, versanţii care sunt protejaţi la bază de un nivel deterasă nu sunt afectaţi de alunecări de teren.


6/44

V. Monit orizare


Măsurători topografice

Pentru urmărirea dinamicii alunecărilor de teren prin intermediulmăsurătorilor topografice, se delimitează pe suprafaţa versantului areale cugrade diferite de stabilitate. Se amplasează repere din borne de beton şi dinlemn gudronat, având o lungime de 0,75-1,25 m şi profil pătrat de 5-6/5-6 cm.

Picheţii sunt amplasaţi pe profile considerate caracteristice, urmărindu-secea mai probabilă evoluţie ulterioară a alunecării. Pentru acoperirea întregiisuprafeţe afectate, sau cu perspectivă de a fi afectată de fenomene deinstabilitate, se amplasează alte repere dispuse areal.

O altă serie de reperi se plantează în zonele stabile, limitrofe alunecării,reperi ce trebuie încastraţi astfel încât să existe certitudinea că nu suferădeplasări.

La terminarea plantării reperelor topografice, zona alunecată, saupredispusă la alunecare, prezintă trei categorii de puncte pentru măsurători:

- puncte considerate stabile;- puncte de profil;

- repere areale.Urmărirea începe prin stabilirea coordonatelor şi cotelor tuturor reperilor şi

marcarea acestora pe planul de situaţie. Se fac apoi măsurători periodice dupăun program prestabilit, se determinară deplasările reperilor de pe alunecare,


7/44

V. Monit orizare


atât în plan orizontal cât şi în plan vertical, faţă de poziţia iniţială, determinându-se astfel direcţiile şi vitezele de deplasare a masei alunecate.

Schiţa de amplasare a punctelor prinmăsurători topometrice în zone cu

alunecări active


8/44

V. Monit orizare


Fotogrametr ia

Fotogrammetria terestră sau aeriana este o metodă moderna şi de mareeficienţă, care completează şi uşurează cartarea geologică.

Prelucrarea imaginilor stereoscopice obţinute permite determinareacoordonatelor spaţiale ale punctelor de reper cu precizie de ordinul milimetrilor,trasarea curbelor de nivel, evidenţierea contururilor ruperilor. Imaginilesuccesive luate din acelaşi punct furnizează informaţii precise asupra mişcărilorde suprafaţă generate de alunecări.

Când mişcările sunt mai rapide se pot instala profiluri de repere într e care,la intervale scurte de timp se fac măsurători de distanţă, ceea ce permite

determinarea vitezei de deplasare, identificarea caracterului rotaţional sautranslaţional al alunecării, precum şi delimitarea zonei afectate de alunecare. Fotografia color , datorită precizării unor nuanţe suplimentare, permite

identificarea diverselor tipuri de roci şi straturi de pământ, specii de vegetaţie,etc. variind utilitatea acestui procedeu.

Alegerea acestei metode de cercetare trebuie să se facă în urma uneianalize privind raportul eficienţă informaţională / cost, deoarece prospecţiuneaaerofotogrametrică presupune atât avantaje cât şi dezavantaje notabile [26].


9/44

V. Monit orizare


Imagini successive luate din acelaşi punct


10/44

V. Monit orizare


Avantaje:- expeditivitate în realizarea cercetării; - acur ateţe în redarea elementelor de nivelment; - posibilitatea cercetării unei zone vaste şi/sau greu accesibile;

- evaluarea rapidă a amplorii unor alunecări catastrofale şi a pagubelordeterminate de acestea.

Dezavantaje:- preţ de cost ridicat; - necesitatea unor cadre de specialitate cu o bună experienţă în vederea

interpretării corecte şi exploatării integrale a datelor furnizate de

fotogramă; - dificultate sau imposibilitate de a analiza fotograma în zonele puternic

acoperite (păduri, perimetre construite etc.).

Elaborarea unui ortofotoplan începe cu planul de zbor în zona de interes.Pentru această etapă trebuie să se cunoască scara la care se doreşteortofotoplanul, înălţimea de zbor, adică scara de aerofotografiere, precum şisuprapunerea longitudinală şi laterală a imaginilor. Concomitent au locmăsurători geodezice în teren, cum este etapa de stabilizare, semnalizare şideterminare a punctelor fotogrametrice naturale sau artificiale [48].


11/44

V. Monit orizare


a. b. c.

Soft şi camere digitale folosite înfotogrametria digitală

a. Vexcel UltraCamXb. Leica ADS40c. Vexcel UltraCamD


12/44

V. Monit orizare


Sisteme de s canare laser aeropurtate

Aceste sisteme de scanare permit măsurarea punctelor pe suprafaţapământului cu ajutorul unui echipament de scanare laser care poate fi montatpe mai multe tipuri de avioane şi elicoptere. Acestea survolează zonele deinteres, colectând date GPS, date laser şi imagini

Laser scanner are o rată de colectare de circa 10 000 puncte pe secundă,zburând la altitudini medii de 50 – 100 m şi cu o viteză medie de 70 km/h.Densitatea punctelor colectate este de minimum 10 puncte pe mp, aceastădensitate fiind necesară pentru diferenţierea obiectelor scanate.

Principiul sistemului este bazat pe energia reflectată şi absorbită parţial deteren sau de obiectele de pe teren. Partea reflectată este înregistrată de unsenzor al sistemului laser, iar diferenţa de timp dintre transmiterea impulsuluilaser şi reflecţia lui de către sol ne dă distanţa dintre un reper din elicopter şipunctul vizat, situat pe sol. Poziţia, orientarea şi înălţimea elicopterului suntcunoscute cu acurateţe în momentul transmiterii impulsului, astfel încât se potcalcula cu precizie cele 3 coordonate ale punctului de pe teren.

Prelucrarea măsurătorilor obţinute în urma scanării laser presupune maimulte etape, se realizează cu ajutorul unor programe de prelucrare a datelor,generând modele digitale ale terenului care permit realizarea de profilelongitudinale şi transversale, calcule de volume şi alte analize complexe.


13/44

V. Monit orizare


Sistemul prezintă marele avantaj al preluării informaţiei fără a interacţionacu terenul, iar rata de colectare mare scurtează perioada lucrărilor de teren.

Sistemul de scanare laser


14/44

V. Monit orizare


Sisteme Informaţional e Geog rafice (GIS)

Sistemele Informaţionale Geografice (GIS – Geographical InformationSystem) reprezintă o tehnică de lucru tot mai utilizată în lumea contemporană,

atât în domeniul cercetărilor teoretice, cât şi în foarte multe activităţi practice.GIS-ul este de fapt un sistem care are mai multe componente de tipinformaţional raportate la coordonate geografice.

Introducerea, stocarea, manipularea şi analiza componentelor se face cuajutorul calculatorului; rezultatul constă în primul rând în vizualizar ea unorinformaţii complexe referenţiate spaţial faţă de coordonatele geografice reale,

iar în al doilea rând în posibilitatea efectuării unor analize şi corelaţii de marecomplexitate, imposibil de realizat eficient cu tehnicile clasiceTehnicile GIS permit combinarea de informaţii de diferite tipuri (cifre,

imagini, hărţi etc.), componente hardware şi software, toate aflate sub directacoordonare şi determinare a componentei umane

Sistemele informaţionale geografice presupun: tratarea informaţiei ţinând cont de localizarea ei spaţială, geografică,

în teritoriu, prin coordonate; tratarea unitară într -o bază de date unică a componentelor grafice,

cartografice, topografice şi tabelare; o colecţie de operatori spaţiali care acţionează asupra unei baze de

V M i i


15/44

V. Monit orizare


date spaţiale pentru a referi geografic informaţii reale. Un model de date GISeste complex pentru că trebuie să reprezinte şi să interconecteze atât dategrafice (hărţi), cât şi tabelare;

simularea situaţiilor şi evenimentelor reale.

Modelare digitală a terenului

V M it i


16/44

V. Monit orizare


GIS reprezintă o colecţie organizată, compusă din: hardware, software, date geografice personal

destinată: achiziţiei, stocării (înregistrării), actualizării, prelucrării,

analizei, afisării informaţiilor geografice (spaţiale)

Informaţia grafică poate fi de două feluri: raster sau vectorială. Graficaraster este o modalitate de reprezentare a imaginilor în aplicaţii software subformă de matrice de pixeli, în timp ce grafica vectorială este o metodă dereprezentare a imaginilor cu ajutorul unor puncte, segmente, poligoane,

caracterizate de ecuaţii matematice.Harta analogică, denumită generic hartă „clasică”, reprezintă o imagine

convenţională a terenului, în care puncte (stâlpi de înaltă tensiune, copaci,fântâni etc.), linii (drumuri, cursuri de apă, curbe de nivel etc.) şi poligoane

V M it i


17/44

V. Monit orizare


(clădiri, parcele, zone funcţionale etc.) indică poziţia şi forma spaţială aobiectelor geografice, iar simbolurile grafice şi textele descriu aceste obiecte.

Schema tehnologică clasică, de principiu, pentru obţinerea unei hărţiimprimate este indicată mai jos:

- cum estesuprafata

-cum poate fireprezentata osuprafata

in plan?

unde artrebui sa fieoriginea?

care suntunitatile de

masura?

-geoid, elipsoid sauelipsoid de

referinta

-proiectia

-parametriiproiectiei, originea,unitati….

V Monit orizare


18/44

V. Monit orizare


1. 2. 3.

Figura 4.8. Schema tehnologică de obţinere a unei hărţi

1. Pentru a trece de la suprafaţa fizică la elipsoidul de referinţă intervinlucrări de astronomie geodezică, geodezie, gravimetrie etc;

2. Pentru a trece de la elipsoidul de referinţă la planul de proiecţie intervinlucrări de cartografie matematică;

3. Pentru a trece de la planul de proiecţie la harta propriu-zisă intervinlucrări de întocmire, editare şi multiplicare a hărţilor.

Într-un GIS harta reprezintă o colecţie de date (bază de date GIS). Aceastăcolecţie de date organizate este numită hartă digitală şi este o reprezentare la

scara 1:1 a unui teritoriu geografic bine delimitat, informațiile fiind localizate princoordonate reale (de teren).

Datele digitale G.I.S. sunt caracterizate de precizie, noţiunea de scarădispărând în cazul acestor concepte. Pe o hartă tradiţională informaţiile

Suprafaţa dereferinţă

Elipsoidul dereferinţă

Planul deproiecţie Harta

V Monit orizare


19/44

V. Monit orizare


geografice sunt înregistrate şi reprezentate grafic la o anumită scară cu preciziecartografică standard de 0,1-0,2 mm. Într-o bază de date G.I.S. înregistrarea şireprezentarea grafică sunt două noţiuni distincte. Particularitatea acestorsisteme constă în faptul că datele sunt înregistrate în coordonate reale şi pot fi

reprezentate la orice scară cu aceeaşi precizie. Relaţia dintre precizia datelor GIS şi precizia şi scara hărţilor clasice este

prezentată în tabelul de mai jos

Preciziacartografică

Scara hărţiiclasice

Preciziadatelor GIS

0,2 mm

1 : 25 000 5 m1 : 10 000 2 m1 : 5 000 1 m1 : 2 000 0,4 m1 : 1 000 0,2 m1 : 500 0,1 m

V Monit orizare


20/44

V. Monit orizare


Etapele de realizare ale unui GIS (sistem informatic geografic):1. Identificarea problemei;2. Achiziţionarea datelor; 3. Proiectarea Bazei de Date a sistemului informatic ;

4. Realizarea Bazei de Date spaţiale şi textuale; 5. Analiza datelor;6. Prezentarea rezultatelor şi propunerea soluţiilor optime.

1. Identi f icarea pro blemei

În aceasta etapă trebuie să se identifice: -

natura rezultatelor care sunt căutate, caracteristicile generale şi localeale zonei care urmează a fi analizată; - natura datelor necesare şi tipurile de straturi tematice care vor fi

necesare pentru soluţionarea problemei; - etapele care trebuie parcurse pentru ca harţile finale şi rapoartele

finale să conţină informaţiile solicitate şi să fie utilizabile.

2. Achiziţionarea datelor În aceasta etapă trebuie să se identifice şi localizeze: - sursa de informaţii primare; - sursa de informaţii secundare, care servesc la construirea Bazei de Date.

V Monit orizare


21/44

V. Monit orizare


3.Proiectarea Bazei de Date a sistemu lui info rmaticProiectarea Bazei de Date constă in stabilirea detaliată a structurii BD.

Eventualele omiteri produse în această etapă sunt de regulă dificil de remediatulterior.

Proiectarea BAZEI DE DATE se face in 4 etape:a) Identificarea car acteristicilor spaţiale, atributelor şi straturilor tematice

necesare, care presupune: identificarea tuturor datelor spaţiale şi atributelor; organizarea straturilor tematice; identificarea straturilor tematice;

realizarea manuscriselor de hartă. b) Definirea parametrilor de stocare pentru fiecare atribut, care presupune: determinarea atributelor necesare fiecărui strat tematic (se stabilesc

parametrii specifici fiecărui atribut şi tipurile de variabile care vor fi stocate. c) Asigurarea registraţiei coordonatelor :

o bază de date este constituită dintr -un număr de straturi careacoperă aceeaşi zonă geografică. Dacă suprapunerea nu este corectă, vor

apărea probleme la prezentarea grafică şi la prezentarea rapoartelor finale.Eliminarea acestor probleme se f ace prin registraţie coordonatelor.

d) Proiectarea fişierelor de lucru, ce presupune presupune: construirea bazei de date prin achiziţia datelor necesare.

V Monit orizare


22/44

V. Monit orizare


în cazul în care elementele caracteristice nu sunt în format digital,vor trebui introduse prin digitizare sau scanare.

4.Realizarea Bazei de Date spaţiale şi textuale presupune:

Achiziţia datelor spaţiale se poate realiza prin: o digitizare;o scanare;o utilizarea datelor digitale existente;o achiziţia datelor teren (prelucrarea măsurătorilor).

Prelucrarea datelor spaţiale: o

verificarea şi înlăturarea erorilor de digitizare; o realizarea topologiei;o identificarea erorilor realizate după construirea topologiei; o corectarea erorilor de topologie.

Realizarea Bazei de Date textual este realizează prin: o stabilirea caracteristicilor atributelor (numele câmpurilor, tipul datelor

şi cantitatea de memorie necesară pentru stocare); o Completarea tabelelor de atribute ale claselor de elemente

caracteristice;o Identificarea erorilor de introducere a datelor.

V. Monit orizare


23/44

V. Monit orizare


5.An al iza datelor

Un GIS permite următoarele tipuri de analize asupra bazei de date: analiza datelor spaţiale; analiza datelor textuale;

analiza integrată a datelor spaţiale şi textuale.

6.Prezentarea rezultatelor şi propunerea soluţiilor optime Rezultatele pe care le furnizează un GIS pot fi: prezentarea datelor curente; prezentarea unei categorii selectate a datelor;

prezentarea unei predicţii asupra stării datelor la un moment dat. Datorită informaţiilor asociate graficii, GIS-ul beneficiază de toate

oportunităţile de interogare pe care le oferă sistemele moderne de baze de dateşi în plus, pot oferi uşor analize orientate pe anumite zone geografice [8].

Avantajele GIS sunt deseori găsite în planificarea în detaliu a proiectelorcare au multe componente spaţiale, unde se necesită o identificare şi analiză a

problemei. Generarea hărţilor tematice este posibilă pe baza uneia sau maimultor hărţi de bază, de exemplu: generarea unor hărţi privind utilizareaterenurilor pe baza compoziţiei pământurilor, a vegetaţiei şi a topografiei.

DTM (Digital Terrain Modeling) este un utilitar important al GIS. Folosind

V. Monit orizare


24/44


modelarea DTM/3D (figura 4.9 [44]), terenul poate fi mai bine vizualizat, acestlucru conducând la o înţelegere mai bună a relaţiilor din cadrul acelui teren.

Astfel, utilizând GIS multe calcule şi modelări devin mult mai uşoare, deexemplu volumul eroziunii pământurilor, cantitatea de pământ alunecată.

Figura Modelarea terenului 3D folosind DTM

V. Monit orizare


25/44


Metode geofizice

Prospecţiunile geofizice se constituie într -o categie de tehnici de cercetare încă insuficient şi incomplet utilizate în cercetarea „in situ” a alunecărilor deteren.

Dintre metodele geofizice, până în prezent, electrometria şi seismometrias-au dovedit eficace în studierea alunecărilor de teren. În cadrul acestor metodes-a folosit cu preponderenţă sondajul electric vertical şi seismica prin refracţie.

Atunci când între corpurile geologice studiate există un contrast deproprietăţi fizice sesizabil instrumental, prin prospecţiunea geofizică se obţininformaţii privind:

-

limitele dintre formaţiunea acoperitoare predispusă alunecării şi rocade bază şi/sau diverse tipuri litologice din masiv; - gr adul de fisuraţie al rocii şi elementele geometrice ale accidentelor

rupturale cu deplasare (falii, decroşări); - grosimea acumulatului de alunecare şi/sau adâncimea suprafeţei de

alunecare;- grosimea stratului acvifer, direcţiile şi vitezele de curgere ale apei

subterane;- gradul de umiditate al rocilor şi variaţia umidităţii în masa

alunecătoare;

V. Monit orizare


26/44


- modificările proprietăţilor elastice ale rocilor în zona suprafeţei dealunecare şi starea de eforturi în masiv.

Unele alunecări de teren sunt însoţite de o creştere a radioactivităţiinaturale în cuprinsul alunecării în raport cu cea a zonelor stabile. Cercetarea

acestui fenomen deschide prospecţiunii radiometrice un nou câmp de utilizare. De asemenea, în studiul alunecărilor foarte lente poate fi folosită metoda

magnetometrică prin implantarea în corpul alunecării a unor repere magnetice acăror deplasare poate fi măsurată la diferite intervale de timp.

Se apreciază că geofizica de teren economiseşte executarea unui numărde foraje sau alte lucrări geotehnice de explorare, fiind o metodă mai expeditivă

şi mai ieftină de cercetare, dar se consideră că este o eroare să se creadă că lepoate înlocui.

V. Monit orizare


27/44


Măsurători înclinometrice

Măsurătorile înclinometrice sunt necesare pentru evaluarea stabilităţiitaluzurilor şi versanţilor, pentru stabilirea măsurilor de intervenţie necesare şi

nivelul de prioritate al acestora şi pentru urmărirea comportăţii în timp asoluţiilor de consolidare adoptate. În cadul investigării fenomenelor de instabilitate se determină direcţia şi

viteza de deplasare a masei de pământ care alunecă şi se stabileşteadâncimea suprafeţei de alunecare.

Principalul instrument folosit pentru monitorizarea deformaţiilor laterale

subterane este înclinometrul. Se folosesc două tipuri de instrumente de acest

tip: înclinometrul portabil şi înclinometrul fix, cu senzori locali. Plasarea înclinometrelor, deşi în multe situaţii practice dictată de

accesibilitatea unei zone, se poate alege astfel încât acestea să se găseascăpreponderent:

- în zona centrală / partea cea mai activă a alunecării; - în zonele limitrofe / perimetrale, pentru a controla extinderea alunecării;

- în zona de iniţiere, atunci când distanţa de propagare se estimeazăpreliminar a fi importantă; - în vecinătatea unei lucrări / construcţii existente şi care este foartevulnerabilă în raport cu declanşarea unei alunecări de teren.

V. Monit orizare


28/44


Tubulatura înclinometrică se foloseşte la ambele tipuri de instrumente, fiindmontată în gaura de foraj, trecând prin zonele predispuse la alunecare. Poate fişi îngropată într-o umplutură, înglobată în beton sau ataşată unei structuri.Elementele specifice tubulaturii folosite pentru înclinometrie sunt cele patrucaneluri dispuse pe două direcţii perpendiculare.

V. Monit orizare


29/44


Tuburile sunt concepute să se deformeze odată cu miscările terenului saustructurii adiacente, fiind utilizate până când, în urma mişcărilor continue, sesubţiază sau se foarfecă şi împiedică astfel înaintarea sondei înclinometrice.

În general se folosesc tuburi înclinometrice de 48, 70 şi 85 mm. Cele cudiametru de 85 mm sunt potrivite pentru alunecările de teren de mareamploare, monitorizate pe termen lung. Cele cu diametru mediu (70 mm) sefolosesc pentru urmărirea comportării structurilor, sau pentru monitorizareaunor alunecări de teren de proporţii mai mici. Tubulatura de diametru mic (48mm) este folosită la aplicaţii unde se anticipează deformaţii reduse pe

suprafeţe întinse (în general nu se instalează în pământuri) [45].

V. Monit orizare


30/44


Şanţurile din interiorul tuburilor permit orientarea sondei înclinometrice,creând posibilitatea obţinerii măsurătorilor pe cele două direcţii. Preciziamăsurătorilor înclinometrice este direct influenţată de calitatea canelurilortubulaturii, care trebuie să fie uşor mai mari decât rotiţele sondei înclinometrice.

Sistemul de măsurare este compus dintr -o sondă înclinometrică mobilă decare este legat un cablu gradat de control şi un dispozitiv de citire portabil. Seintroduce sonda înclinometrică în gaura de foraj şi, de jos în sus, la intervale de0,5 m se opreşte pentru citiri ale înclinării, care sunt apoi transformate îndeviaţii laterale. Se întroduce apoi sonda pe cealaltă direcţie (se roteşte cu180◦) şi se obţin o nouă serie de citiri.

Pentru depistarea suprafeţelor de alunecare sunt necesare cel puţin treimăsurători: măsurătoarea iniţială – de referinţă, măsurătoarea pentruevidenţierea unei mişcări şi măsurătoarea de confirmare – control. Prinmăsurători repetate se obţin modificări faţă de profilul iniţial al forajului, cuajutorul cărora se determină adâncimea suprafeţei de alunecare, mărimea,direcţia şi viteza alunecării.

Sistemele înclinometrice fixe se folosesc atunci când este necesară o

monitorizare continuă a comportării unei construcţii geotehnice. Seamplasează senzori locali în zona predispusă mişcărilor, fiind conectaţi la unreceptor cu baze de date care înregistrează continuu deplasările apărute.

V. Monit orizare


31/44


O componentă opţională a sistemului înclinometric este programul deprelucrare grafică şi de stocare a datelor obţinute în urma măsurătorilor.

V. Monit orizare


32/44


Măsurători extensometrice

Măsurătorile extensometrice folosesc un cablu de oţel ancorat pesuprafaţa versantului într -o zonă stabilă/fixă şi care este întins printr -o greutate

ce culisează pe un scripete localizat în zona potenţial instabilă. Deplasarea şiviteza de deplasare a masei superficiale de rocă se pot stabili prin măsurătoridirecte după o singură direcţie.

Extensometrele sunt susceptibile la deteriorări produse de animale înmişcare sau acte de vandalism. Este dificil de a menţine un ritm al citirilor caresă garanteze că fenomenul de instabilitate va fi înregistrat în timp util pentruluarea unor decizii cu impact semnificativ în reducerea riscului produs dealunecare.

La costuri mari, extensometrele pot fi echipate cu potenţiometre pentrumăsurarea deplasării.

Astfel, un braţ mobil realizează un contact electric în lungul unei rezistenţefixe în funcţie de deplasarea masivului de rocă în raport cu care braţul este ancorat, rezultând astfel o tensiune variabilă. Echipamentul electric poate fi

protejat într-o capsulă specială şi ferit de deteriorările prin expunere liberămenţionate anterior.

V. Monit orizare


33/44


V. Monit orizare


34/44


Monitorizarea nivelului apei subterane şi a presiunii apei din pori

Măsurarea in-situ a presiunii apei din pori în corpul unor terenuri argiloaseevidenţiază zona suprafeţei de alunecare, care este caracterizată prin valori

anormale ale acestei presiuni. În mod normal, presiunea apei din pori esteegală cu presiunea hidrostatică. În zona masei alunecătoare, ca şi suprafeţelorde alunecare, presiunea apei din pori prezintă valori mai mari decât presiuneahidrostatică, aceste zone fiind asociate cu zone de degradare a structuriiiniţiale a rocii.

Măsurătorile piezometrice se efectuează în foraje special echipate, carepermit măsurarea nivelului hidrostatic şi a presiunii apei din pori. O urmărire îndetaliu a influenţei apei subterane asupra stabilităţii implică o reţea de tuburipiezometrice cu captatoare dispuse la diverse adâncimi, cu citiri suficient dedese şi corelări cu volumul precipitaţiilor.

Se pot folosi mai multe tipuri de instrumente :

indicator al nivelului apei subterane (semnal sonor sau luminos) piezometrul pneumatic (cu aer comprimat); piezometru cu corzi vibrante (necesită un convertor de presiune); piezometru cu corzi vibrante pentru mai multe niveluri.

V. Monit orizare


35/44


Instalarea unei reţele de piezometre cu coardă vibrantă pentru cartareaapei subterane pe arealul unui versant este necesară când fluctuaţiile niveluluiapei subterane sunt consecinţa imediată a unui eveniment critic meteorologicsau antropic, ce poate declanşa o instabilitate în zona de interes.

În acelaşi sens, reţeaua instalată poate monitoriza comportarea unorlucrări de epuismente/drenaj instalate ca măsuri de intervenţie pentrumenţinerea nivelului apei subterane cât mai aproape de o valoare constantă, lacare este asigurată stabilitatea pe amplasament (rezerva de stabilitate noucreată menţine zona la un risc scăzut la alunecare).

Puţul piezometric

Puţurile piezometrice, denumite uneori şipiezometre hidraulice deschise, sunt compuse dintr-unelement poros de captare a apei, dispus într-o gaură deforaj la adâncimea specificată, conectat la un tub

prelungitor prin care se introduce apa. În măsura încare presiunea apei din pori creşte sau scade, variazăşi nivelul apei în tubul piezometric, citirile obţinându-secu ajutorul unui indicator de nivel al apei.

V. Monit orizare


36/44


Elementul poros este realizat din polietilenă hidrofilă (care absoarbe uşorapa) sau oxid de aluminiu, având în general o lungime cuprinsă între 30 cm şi60 cm şi dimensiunea porilor cuprinsă între 60 şi 70 microni.

Tubul prelungitor este de obicei din plastic şi arediametrul de 2 – 2,5 cm. Dacă există posibilitatea cacitirile piezometrice să fie automatizate în viitor, serecomandă utilizarea tuburilor de 2,5 cm diametru saumai mari pentru încadrarea traducătorului de presiune(aprox. 2 cm).

Elementul cheie a puţurilor piezometrice estedopul de etanşare din bentonită plasat deasuprastratului acvifer. În acest mod se previne infiltrareaapei din celelalte straturi, nivelul apei din tubulpiezometric fiind controlat doar de presiunea apei dinporii stratului acvifer.

V. Monit orizare


37/44


Avantaje:o măsurarea directă a nivelului de apă; o nu necesită îngroparea de senzori;

Limitări:

o citirea necesită accesul direct la partea superioară a tubulaturii; o răspuns lent în cazul pământurilor cu permeabilitate scăzută.

Piezometru l p neumat ic

Piezometrele pneumatice funcţionează cu ajutorul aerului comprimat. Într -o instalaţie obişnuită, piezometrul este amplasat într -o gaură de foraj şietanşat, de care sunt legate două tuburi pneumatice paralele conectate laexterior unde, cu ajutorul unui aparat de măsură pneumatic, sunt obţinutecitirile.

Figura 4.17

V. Monit orizare


38/44


Piezometrul este compus dintr-un convertor,tubulatură şi un aparat de mărură portabil.Convertorul (transductorul) are un filtru de 50microni şi corespunde pentru aproximativ toate

aplicaţiile. Cele două tuburi sunt din polietilenă,unul transportă aerul comprimat spre transductor,iar celălalt elimină excesul de aer. Aparatul demăsură portabil este compus dintr -un dispozitivde măsură a presiunii şi un rezervor de aercomprimat.

Piezometrul este instalat în acelaşi mod ca în cazul puţului piezometric, cu transductoruletanşat cu ajutorul bentonitei.

Pentr u a obţine citirile, operatorulconectează tubul de intrare la convertorulpneumatic şi introduce un debit de aer comprimatprin acesta. Se încetează introducerea aerului în

momentul în care se observă eliminarea aeruluiprin celălalt tub.Citir ea se realizează cu ajutorul

dispozitivului de măsură a presiunii atunci cand

V. Monit orizare


39/44


se produce o stabilizare a acestuia. Durata de timp necesară pentru prelevareacitirilor variază în funcţie de lungimea tubulaturii.

Avantaje:o componentele îngropate sunt simple şi nu necesită o calibrare;

o componentele nu sunt afectate de eventuale circuite electrice;o răspuns rapid în majoritatea pământurilor;

Limitări: o necesitatea unui operator calificat;o durata mai mare a citirilor decât în cazul piezometrelor cu corzi

vibrante;necesitatea reîncărcării periodice cu aer comprimat uscat. Utilizarea aeruluiuscat este indicată pentru a împiedica condensările tuburilor.

Piezometrul cu corzi vibrante

Piezometrul cu corzi vibrante este în

principal compus dintr-un convertor de presiuneşi un cablu de semnal. Se folosesc două tipuride dispozitive, arătate în fotografia următoare.Instrumentul din partea de sus este unul

V. Monit orizare


40/44


standard şi se foloseşte în majoritatea aplicaţiilor. Celprezentat în partea de jos este un instrument specialfolosit în argile cu umiditate ridicată. Cablul de semnalconţine patru sârme (corzi) prevăzute cu un înveliş de

polietilenă. Instalarea piezometrului cu corzi vibrante sepoate realiza fără etanşarea cu bentonită, injectându-se

în schimb întreaga gaură de foraj cu ciment – bentonită.Caracteristica principală a coarzii vibrante este

faptul că tensiunea din coardă este direct proporţionalăcu pătratul frecvenţei de vibrare. Piezometrul esteproiectat astfel încât presiunea pe diafr agmăcontrolează tensiunea corzii vibrante din interior.

În momentul în care este conectat un dispozitivde citire la cablul de semnal, acesta trimite un pulselectric către o bobină care trage firul, cauzând vibrareaacestuia la frecvenţa naturală. O a doua bobină preia

această vibraţie şi o transmite dispozitivului de citire subformă de frecvenţă.

V. Monit orizare

V l il bţi t j t l di iti l d iti î lţ


41/44


Valorile obţinute cu ajutorul dispozitivelor de citire se înmulţesc cu unfactor de calibrare pentru a obţine valori în unităţi de măsură a presiunii.

Avantaje:

o instalarea simplă cu injectare oferă posibilitatea montăriipiezometrelor în tuburi înclinometrice;o piezometrele cu corzi vibrante oferă răspunsuri în timp scurt în toate

tipurile de pământuri; o potrivit pentru o monitorizare nesupr avegheată cu dispozitiv de

stocare a datelor.

Limitări: o îngroparea unei componte calibrate (asemeni senzorilor electrici);o necesită protejarea în cazul trecerii unui curent electric; o senzorii VW necesită dispozitive de înregistrare şi de citire cu

interfaţă VW.

V. Monit orizare

Pi t i ib t t i l t


42/44


Piezometru cu corzi vibrante pentru mai mul te

n ive lur i

Acest tip de piezometru este folosit pentru monitorizarea

în serie a presiunii apei din pori la diferite adâncimi aleforajului. Sistemul combină piezometrul cu corzi vibrantestandard şi tubulatura din PVC.

Tuburile asamblate permit controlul adâncimilor la caresunt amplasate piezometrele şi a distanţelor relative dintre

ele. După ce se introduc componentele acestui sistem îngaura de foraj, se injectează o suspensie ciment bentonităcare înconjoară fiecare piezometru, permiţând astfel

V. Monit orizare

măs rarea presi nii apei din pori la fiecare adâncime la care s nt amplasate


43/44


măsurarea presiunii apei din pori la fiecare adâncime la care sunt amplasate. Tuburile asamblate permit controlul adâncimilor la care sunt amplasate

piezometrele şi a distanţelor relative dintre ele.După ce se introduc componentele acestui sistem în gaura de foraj, se

injectează o suspensie ciment bentonită care înconjoară fiecare piezometru,permiţând astfel măsurarea presiunii apei din pori la fiecare adâncime la caresunt amplasate.

Urmărirea precipitaţiilor

Urmărirea precipitaţiilor este recomandată atunci când ele au influenţă saucând se apreciază că intervalul de timp între aportul hidric şi accelerareafenomenului asigură o estimare mai corectă a timpului de avertizare (alertare -alarmare). Pe amplasament se va instala un pluviometru, sau în lipsa acestuiase va face uz de informaţiile culese de staţiile meteorologice existente înapropierea amplasamentului(7).

Este preferabil a se plasa pluviometrul în locul de unde se facealimentarea cu apă din precipitaţii (alimentarea amonte sau alimentarea înlocuri cu scurgere verticală, în funcţie de amplasament). Poziţionarea unor

V. Monit orizare

astfel de echipamente trebuie să se facă cu mare


44/44


astfel de echipamente trebuie să se facă cu mareatenţie având în vedere că: obstacolele pot alerta măsurătorile reprezentative ale unui pluviometru; înregiuni muntoase precipitaţiile pot fi variabile pe

zone apropiate, dar diferit expuse; altitudinea şiexpunerea la vânt joacă un rol major asupragrosimii stratului de zăpadă.

Este de dorit ca atunci când se urmăresc înacelaşi timp mai mulţi parametri, în vedereastabilirii unor corelări între aceştia, captatorii să

ocupe poziţii apropiate unii de alţii (spre exemplupresiunea interstiţială şi deplasarea la nivelulsuprafeţei de rupere).

asp - curs - v. monitorizare

Documents