T2 geodynamika

Projekt 2

Analiza deformacji powierzchni terenu w rejonie uskoku Haywarda

Grzegorz Kruczek

rok akademicki 2014/2015

Geodezja Inżynieryjno-Przemysłowa

grupa ćwiczeniowa 1

nr z listy: 19

Skład operatu

Sprawozdanie techniczne

1. Dane formalno-prawne:

  1. termin rozpoczęcia prac: 15 VI 2015 r.;

  2. termin zakończenia prac: 4 V 2015 r.;

2. Dokumentacja wykorzystana przy wykonywaniu zlecenia:

3. Opracowanie wyników:

Kraków, 11 V 2015 r.

Dane

Punkt 1 Punkt 2 Data (rok) Azymut [°] Długość [m] wykonawca α [°]
A B 1966 317,1 128,93 ngs 132,9
A B 1967 317,1 128,93 ngs 132,9
A B 1969 317,1 128,93 ngs 132,9
A B 1982 317,1 128,9305 *hp 132,9
A C 1966 270,4 210,821 ngs 179,6
A C 1967 270,4 210,822 ngs 179,6
A C 1969 270,4 210,829 ngs 179,6
A C 1982 270,4 210,8548 *hp 179,6
A D 1966 226,8 166,61 ngs 223,2
A D 1967 226,8 166,605 ngs 223,2
A D 1969 226,8 166,605 ngs 223,2
A D 1982 226,7 166,5785 *hp 223,3
B C 1966 232,9 154,114 ngs 217,1
B C 1967 232,9 154,111 ngs 217,1
B C 1969 232,9 154,112 ngs 217,1
B C 1982 233 154,117 *hp 217
B D 1966 189,2 211,233 ngs 260,8
B D 1967 189,2 211,226 ngs 260,8
B D 1969 189,2 211,221 ngs 260,8
B D 1982 189,2 211,1729 *hp 260,8
C D 1966 142,3 146,248 ngs 307,7
C D 1967 142,3 146,246 ngs 307,7
C D 1969 142,3 146,248 ngs 307,7
C D 1982 142,3 146,241 *hp 307,7

gdzie:

α - kąt pomiędzy poziomą osią Y, a zadanym kierunkiem, mierzony w stronę przeciwna do ruchu wskazówek zegara; α = 90° - Azymut.

Czasookresy pomiarowe:

Zadanie A

Z każdego z punktów (A, B, C i D) rozpisano równania dla trzech linii biegnących do pozostałych punktów. Obliczenia wykonano dla każdego czasookresu pomiarowego osobno zgodnie ze wzorem:


$$\frac{{L}_{i}}{L_{i}} = \varepsilon_{x'x'} = {\varepsilon_{\text{xx}}\cos}^{2}\alpha_{i} + 2\varepsilon_{\text{xy}}\sin\alpha_{i}*cos\alpha + {\varepsilon_{\text{yy}}\sin}^{2}\alpha_{i}$$

Na podstawie równań obserwacyjnych ( x = (ATA)-1*ATL ) obliczono po trzy składowe odkształceń (εxx, εxy i εyy) dla punktów A, B, C i D w trzech czasookresach:

Macierz A Macierz L Macierz x

xxxyyy ΔL/L

Linia AB 0,463381 -0,997314 0,536619
Linia AC 0,999951 -0,013962 0,000049
Linia AD 0,531395 0,998027 0,468605
0,000000
0,004743
-0,030010
εxx 0,005
εxy -0,016
εyy -0,034

Macierz A Macierz L Macierz x

xxxyyy ΔL/L

Linia AB 0,463381 -0,997314 0,536619
Linia AC 0,999951 -0,013962 0,000049
Linia AD 0,531395 0,998027 0,468605
0,000000
0,037947
-0,030010
εxx 0,038
εxy -0,019
εyy -0,067

Macierz A Macierz L Macierz x

xxxyyy ΔL/L

Linia AB 0,463381 -0,997314 0,536619
Linia AC 0,999951 -0,013962 0,000049
Linia AD 0,529653 0,998240 0,470347
0,003878
0,160326
-0,189064
εxx 0,159
εxy -0,113
εyy -0,340

Macierz A Macierz L Macierz x

xxxyyy ΔL/L

Linia BA 0,463381 -0,997314 0,536619
Linia BC 0,636140 0,962218 0,363860
Linia BD 0,025562 0,315649 0,974438
0,000000
-0,019466
-0,033139
εxx 0,006
εxy -0,013
εyy -0,030

Macierz A Macierz L Macierz x

xxxyyy ΔL/L

Linia BA 0,463381 -0,997314 0,536619
Linia BC 0,636140 0,962218 0,363860
Linia BD 0,025562 0,315649 0,974438
0,000000
-0,012977
-0,056809
εxx 0,032
εxy -0,014
εyy -0,055

Macierz A Macierz L Macierz x

xxxyyy ΔL/L

Linia BA 0,463381 -0,997314 0,536619
Linia BC 0,637819 0,961262 0,362181
Linia BD 0,025562 0,315649 0,974438
0,003878
0,019466
-0,284520
εxx 0,253
εxy -0,040
εyy -0,286

Macierz A Macierz L Macierz x

xxxyyy ΔL/L

Linia CA 0,999951 -0,013962 0,000049
Linia CB 0,636140 0,962218 0,363860
Linia CD 0,373965 -0,967709 0,626035
0,004743
-0,019466
-0,013675
εxx 0,005
εxy -0,009
εyy -0,038

Macierz A Macierz L Macierz x

xxxyyy ΔL/L

Linia CA 0,999951 -0,013962 0,000049
Linia CB 0,636140 0,962218 0,363860
Linia CD 0,373965 -0,967709 0,626035
0,037947
-0,012977
0,000000
εxx 0,038
εxy -0,019
εyy -0,052

Macierz A Macierz L Macierz x

xxxyyy ΔL/L

Linia CA 0,999951 -0,013962 0,000049
Linia CB 0,637819 0,961262 0,362181
Linia CD 0,373965 -0,967709 0,626035
0,160326
0,019466
-0,047864
εxx 0,160
εxy -0,013
εyy -0,193

Macierz A Macierz L Macierz x

xxxyyy ΔL/L

Linia DA 0,531395 0,998027 0,468605
Linia DB 0,025562 0,315649 0,974438
Linia DC 0,373965 -0,967709 0,626035
-0,030010
-0,033139
-0,013675
εxx -0,011
εxy -0,010
εyy -0,031

Macierz A Macierz L Macierz x

xxxyyy ΔL/L

Linia DA 0,531395 0,998027 0,468605
Linia DB 0,025562 0,315649 0,974438
Linia DC 0,373965 0,000000 0,626035
-0,030010
-0,056809
-0,013675
εxx 0,030
εxy -0,022
εyy -0,052

Macierz A Macierz L Macierz x

xxxyyy ΔL/L

Linia DA 0,529653 0,998240 0,470347
Linia DB 0,025562 0,315649 0,974438
Linia DC 0,373965 -0,967709 0,626035
-0,030010
-0,033139
-0,013675
εxx 0,059
εxy -0,097
εyy -0,262

Ostateczne zestawienie wyników dla wszystkich punktów pomiarowych we wszystkich czasookresach:

Punkt A
 czasookres
I
II
III
 
Punkt B
  czasookres
I
II
III
 
Punkt C
 czasookres 
I
II
III
 
Punkt D
 czasookres 
I
II
III

gdzie:


$$\varepsilon_{calk.} = \sqrt{{\varepsilon_{\text{xx}}}^{2} + {\varepsilon_{\text{yy}}}^{2}}$$

Zadanie B

1. Wykres odkształceń w poszczególnych latach:

Wraz z upływem czasu w każdym z punktów rosną zarówno odkształcenia całkowite jak i ich składowe, co świadczy o ciągłych przemieszczeniach powierzchni terenu na badanym obszarze. Odkształcenia całkowite mają zawsze wartość dodatnia, gdyż są one pierwiastkiem z sumy kwadratów swoich składowych.

2. Mapa izolinii całkowitych odkształceń.

Współrzędne obserwowanych punktów w lokalnym układzie współrzędnych

o początku w punkcie C, przyjętym w celu wykonania map izolinii oraz map wektorowych:

Punkt X [m] Y [m]
A -1,472 210,816
B 92,963 122,919
C 0,000 0,000
D -115,715 89,435

Do wyznaczenia współrzędnych przyjęto początek układu w punkcie C oraz posłużono się azymutami i odległościami zawartymi w danych pomiarowych,

a pochodzącymi z roku 1966. Mapy sporządzono w programie surfer.

Zmieniające się, w kolejnych czasookresach, obszary maksymalnych odkształceń wskazują na nieliniowy charakter zjawiska deformacji. Ponadto zmiana kierunku maksymalnych odkształceń, pomiędzy I i III czasookresem, na przeciwny informuje

o zmiennym odkształcaniu się powierzchni badanego terenu.

3. Mapa wektorowa.

Wygenerowanie w programie surfer, dla każdego czasookresu, mapy wektorowej przedstawiającej rozkład wektorów odkształcenia. Do wygenerowania mapy wykorzystano współrzędne punktów A, B, C i D oraz składowe kierunkowe odkształceń εxx i εyy.

Wektory na wykonanych mapach zwrócone są w przybliżeniu prostopadłe do izolinii wyznaczonych w poprzedniej części zadania, co pozwala na wyciągnięcie wniosku, że izolinie oprócz wartości odkształceń mogą informować także o przybliżonym ich kierunku, podczas gdy mapa wektorowa precyzuje te informacje. Analizując powyższe mapy można zauważyć tendencję do wzrostu odkształceń i powiększania się deformacji terenu w kierunku wschodnim i północno wschodnim.

4. Wykresy biegunowe, w których za kąt i promień przyjęto:

Wykres deformacji poszczególnych linii pokazuje jak zmieniały się ich długości

w poszczególnych czasookresach. Naniesione na wykres wartości są symetryczne względem jego środka ze względu na podwójne rozpisanie równań każdej linii np.

A-B i B-A. Największą deformacje zaobserwowano na linii A-C.

Wykres odkształceń w poszczególnych punktach pokazuje wielkości składowych odkształceń oraz ich wartości wypadkowe.

Zadanie C

Dziennik pomiarowy przebiegu celowych.

Punkt 1 Punkt 2 Data Kierunek Azymut [°] α [0] α [rad]
[0] ['] [''] [0]
A B Nov 1966 0 0 0,00 0,0000
A C Nov 1966 313 21 1,72 313,3505
A D Nov 1966 269 40 58,80 269,6830
B A Nov 1966 0 0 0,00 0,0000
B C Nov 1966 95 52 49,96 95,8805
B D Nov 1966 52 4 2,50 52,0674
C D Nov 1966 0 0 0,00 0,0000
C B Nov 1966 270 39 39,02 270,6608
C A Nov 1966 308 7 50,60 308,1307
D C Nov 1966 0 0 0,00 0,0000
D B Nov 1966 46 50 54,74 46,8485
D A Nov 1966 84 27 49,79 84,4638
A B Dec 1967 0 0 0,00 0,0000
A C Dec 1967 313 21 6,99 313,3519
A D Dec 1967 269 40 67,04 269,6853
B A Dec 1967 0 0 0,00 0,0000
B C Dec 1967 95 52 55,03 95,8820
B D Dec 1967 52 4 4,10 52,0678
C D Dec 1967 0 0 0,00 0,0000
C B Dec 1967 270 39 48,76 270,6635
C A Dec 1967 308 7 58,67 308,1330
D C Dec 1967 0 0 0,00 0,0000
D B Dec 1967 46 50 56,36 46,8490
D A Dec 1967 84 27 56,64 84,4657
A B Nov 1969 0 0 0,00 0,0000
A C Nov 1969 313 21 13,77 313,3538
A D Nov 1969 269 40 76,74 269,6880
B A Nov 1969 0 0 0,00 0,0000
B C Nov 1969 95 52 67,82 95,8855
B D Nov 1969 52 4 10,10 52,0695
C D Nov 1969 0 0 0,00 0,0000
C B Nov 1969 270 39 62,70 270,6674
C A Nov 1969 308 7 65,83 308,1350
D C Nov 1969 0 0 0,00 0,0000
D B Nov 1969 46 50 63,41 46,8509
D A Nov 1969 84 27 67,92 84,4689

Wyznaczenie prędkości ruchu:

Od Do Długość [m] α [0] α [rad] θ1 θ2 ∆θ tg∆θ u [mm/rok] upopr. [mm/rok]
A D 166,6100 75,7 1,3213 90,3147 90,3170 -0,002289 -0,000040 -6,66 -6,87
A D 166,6050 75,7 1,3213 90,3120 90,3147 -0,002694 -0,000047 -7,83 -8,09
A C 210,8210 119,4 2,0834 46,6481 46,6495 -0,001464 -0,000026 -5,39 -6,18
A C 210,8220 119,4 2,0834 46,6462 46,6481 -0,001883 -0,000033 -6,93 -7,95
B D 211,2330 38,1 0,6647 52,0678 52,0674 0,000444 0,000008 1,64 2,66
B D 211,2260 38,1 0,6647 52,0695 52,0678 0,001667 0,000029 6,14 9,96
B C 154,1140 81,9 1,4294 95,8820 95,8805 0,001408 0,000025 3,79 3,83
B C 154,1110 81,9 1,4294 95,8855 95,8820 0,003553 0,000062 9,56 9,65
C A 210,8210 60,6 1,0582 51,8670 51,8693 -0,002242 -0,000039 -8,25 -9,46
C A 210,8220 60,6 1,0582 51,8650 51,8670 -0,001989 -0,000035 -7,32 -8,40
C B 154,1140 98,1 1,7122 89,3365 89,3392 -0,002706 -0,000047 -7,28 -7,35
C B 154,1110 98,1 1,7122 89,3326 89,3365 -0,003872 -0,000068 -10,42 -10,52
D A 166,6100 104,3 1,8203 84,4657 84,4638 0,001903 0,000033 5,53 5,71
D A 166,6050 104,3 1,8203 84,4689 84,4657 0,003133 0,000055 9,11 9,40
D B 211,2330 141,9 2,4769 46,8490 46,8485 0,000450 0,000008 1,66 2,69
D B 211,2260 141,9 2,4769 46,8509 46,8490 0,001958 0,000034 7,22 11,70

Prędkość wyznaczono na podstawie materiałów zawartych na stronie internetowej: http://funnel.sfsu.edu/creep/WhatsCreepPage.html#Anchor-Measurement-23522 :

źródło: http://funnel.sfsu.edu/creep/WhatsCreep_Models_Figs/Measurements.gif

źródło: http://funnel.sfsu.edu/creep/WhatsCreep_Models_Figs/MeasureCorrected.gif

Obliczenie składowych odkształceń dla punktów A, B, C i D w dwóch czasookresach:

Macierz A Macierz L Macierz x

xxxyyy u [mm/m]

Linia AB 0,463381 -0,997314 0,536619
Linia AC 0,999951 -0,013962 0,000049
Linia AD 0,531395 0,998027 0,468605
0,000000
-0,016922
-0,018805
εxx -0,017
εxy -0,009
εyy -0,002

Macierz A Macierz L Macierz x

xxxyyy u [mm/m]

Linia AB 0,463381 -0,997314 0,536619
Linia AC 0,999951 -0,013962 0,000049
Linia AD 0,531395 0,998027 0,468605
0,000000
-0,021770
-0,022137
εxx -0,022
εxy -0,010
εyy 0,000

Macierz A Macierz L Macierz x

xxxyyy u [mm/m]

Linia BA 0,463381 -0,997314 0,536619
Linia BC 0,636140 0,962218 0,363860
Linia BD 0,025562 0,315649 0,974438
0,000000
0,010476
-0,007273
εxx 0,005
εxy 0,005
εyy 0,006

Macierz A Macierz L Macierz x

xxxyyy u [mm/m]

Linia BA 0,463381 -0,997314 0,536619
Linia BC 0,636140 0,962218 0,363860
Linia BD 0,025562 0,315649 0,974438
0,000000
0,026427
0,027272
εxx 0,006
εxy 0,015
εyy 0,023

Macierz A Macierz L Macierz x

xxxyyy u [mm/m]

Linia CA 0,999951 -0,013962 0,000049
Linia CB 0,636140 0,962218 0,363860
Linia CD 0,373965 -0,967709 0,626035
-0,025913
-0,020125
0,000000
εxx -0,026
εxy -0,006
εyy 0,006

Macierz A Macierz L Macierz x

xxxyyy u [mm/m]

Linia CA 0,999951 -0,013962 0,000049
Linia CB 0,636140 0,962218 0,363860
Linia CD 0,373965 -0,967709 0,626035
-0,022991
-0,028803
0,000000
εxx -0,023
εxy -0,013
εyy -0,005

Macierz A Macierz L Macierz x

xxxyyy u [mm/m]

Linia DA 0,531395 0,998027 0,468605
Linia DB 0,025562 0,315649 0,974438
Linia DC 0,373965 -0,967709 0,626035
0,015633
0,007364
0,000000
εxx 0,011
εxy 0,007
εyy 0,005

Macierz A Macierz L Macierz x

xxxyyy u [mm/m]

Linia DA 0,531395 0,998027 0,468605
Linia DB 0,025562 0,315649 0,974438
Linia DC 0,373965 0,000000 0,626035
0,025742
0,032044
0,000000
εxx -0,006
εxy 0,016
εyy 0,028

Porównanie wyników obliczeń:

Punkt Czasookres εxx [mm/m] εxy [mm/m] εyy [mm/m] εcałk. [mm/m]
A I -0,017 -0,009 -0,002 0,017
II -0,022 -0,010 0,000 0,022
B I 0,005 0,005 0,006 0,008
II 0,006 0,015 0,023 0,024
C I -0,026 -0,006 -0,005 0,027
II -0,023 -0,013 -0,005 0,024
D I 0,011 0,007 0,005 0,012
II -0,006 0,016 0,028 0,029
Punkt Czasookres εxx [mm/m] εxy [mm/m] εyy [mm/m] εcałk. [mm/m]
A I 0,005 -0,016 -0,034 0,035
II 0,038 -0,019 -0,067 0,077
B I 0,006 -0,013 -0,030 0,031
II 0,032 -0,014 -0,055 0,063
C I 0,005 -0,009 -0,038 0,039
II 0,038 -0,019 -0,052 0,064
D I -0,011 -0,010 -0,031 0,032
II 0,030 -0,022 -0,052 0,060

Wszystkie wyniki otrzymane na podstawie pomiarów kątów mają mniejsze wartości od analogicznych wyników z metody pomiarów odległości.

Wykresy dla poszczególnych punktów w dwóch czasookresach:

Mapy izolinii dla poszczególnych czasookresów:

Chociaż ogólne kierunki odkształceń są takie same to przebieg izolinii powyższych map odbiega od przebiegu izolinii w zadaniu B. Oprócz zmiany danych wpływ na to może mieć mała liczba punktów do interpolacji.

Zadanie D

Stacje GPS wykorzystane w zadaniu: P176, P177, P222, P248, P256.

Stacja φ[o] λ [o] Z [m] Składowe kierunkowe wektora prędkości
N-S [mm/rok]
P176 37,4718 -122,3571 433,838 19,203
P177 37,5282 -122,3571 71,803 21,602
P222 37,5392 -122,0833 53,485 12,617
P248 37,9756 -121,8687 229,824 1,302
P256 37,9320 -121,6048 -30,691 -2,601
Linia Azymut [0] Azymut [rad] Odległość [km] Różnica prędkości [mm/rok] Odkształcenie [%/rok]
P176 P177 0,0000 0,0000 6,261 3,592
P176 P222 72,7290 1,2694 25,348 -6,348
P176 P248 37,3816 0,6524 70,686 -17,822
P176 P256 52,1169 0,9096 83,795 -18,066
P177 P176 180,0000 3,1416 6,261 -3,592
P177 P222 87,0104 1,5186 24,238 -9,940
P177 P248 40,7074 0,7105 65,801 -21,415
P177 P256 55,6678 0,9716 80,090 -21,658
P222 P176 252,8957 4,4139 25,348 6,348
P222 P177 267,1772 4,6631 24,238 9,940
P222 P248 201,3503 3,5142 52,087 -11,474
P222 P256 224,1458 3,9121 60,709 -11,718
P248 P176 217,6805 3,7992 70,686 17,822
P248 P177 221,0064 3,8573 65,801 21,415
P248 P222 201,3503 3,5142 52,087 11,474
P248 P256 281,8780 4,9197 23,690 -0,243
P256 P176 232,5770 4,0592 83,795 18,066
P256 P177 236,1282 4,1212 80,090 21,658
P256 P222 224,1458 3,9121 60,709 11,718
P256 P248 281,8780 4,9197 23,690 0,243

Stacja

Linia Odkształcenie [%/rok] cos2α 2sinαcosα sin2α
P176 P177 0,574 1,0000 0,0000
P176 P222 -0,250 0,0881 0,5670
P176 P248 -0,252 0,6314 0,9648
P176 P256 -0,216 0,3771 0,9693
Linia Odkształcenie [%/rok] cos2α 2sinαcosα sin2α
P177 P176 -0,574 1,0000 0,0000
P177 P222 -0,410 0,0027 0,1042
P177 P248 -0,325 0,5746 0,9888
P177 P256 -0,270 0,3181 0,9315
Linia Odkształcenie [%/rok] cos2α 2sinαcosα sin2α
P222 P176 0,250 0,0865 0,5622
P222 P177 0,410 0,0024 0,0984
P222 P248 -0,220 0,8675 0,6782
P222 P256 -0,193 0,5149 0,9996
Linia Odkształcenie [%/rok] cos2α 2sinαcosα sin2α
P248 P176 0,252 0,6264 0,9675
P248 P177 0,325 0,5695 0,9903
P248 P222 0,220 0,8675 0,6782
P248 P256 -0,010 0,0424 -0,4028
Linia Odkształcenie [%/rok] cos2α 2sinαcosα sin2α
P256 P176 0,216 0,3693 0,9652
P256 P177 0,270 0,3106 0,9255
P256 P222 0,193 0,5149 0,9996
P256 P248 0,010 0,0424 -0,4028

Przemieszczenia poszczególnych stacji obliczono z równań obserwacyjnych:

(ATA)-1*AT.

Zestawienie współrzędnych kartezjańskich badanych stacji wraz z ich przemieszczeniami:

Nr XIGS08 [m] YIGS08 [m] ZIGS08 [m] εxx [mm/m] εxy [mm/m] εyy [mm/m] εcałkowite [mm/m]
P176 -2712719,5678 -4281637,7697 3859342,1434 0,560 -0,578 0,067 0,564
P177 -2720816,3142 -4271639,6560 3864087,6454 -0,577 0,203 -0,427 0,717
P222 -2689640,4179 -4290437,2214 3865050,9549 -0,050 -0,370 0,469 0,471
P248 -2657969,6459 -4275411,2217 3903451,5709 0,055 0,229 0,084 0,101
P256 -2639706,0526 -4289968,8614 3899471,6101 -0,285 0,268 0,136 0,316

W przypadku stacji GPS wyznaczone przemieszczenia są znacznie większe (dla krótszych okresów czasu) niż przemieszczenia badanych punktów zlokalizowanych na stadionie. Jednakże ze względy na ciągłe wyznaczanie pozycji za pomocą odbiorników GPS współrzędne punktów badanych w zadaniu D są wyznaczone z większą dokładnością.

Wykres odkształceń poszczególnych linii pomiarowych:


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
T2 geodynamika
T2 geodynamika
T2 geodynamika
T2 geodynamika — GK
T2 1
T2 Układ rzutni Mongea
Mazowieckie Studia Humanistyczne r1996 t2 n1 s165 173
grobnieczui t2
Mazowieckie Studia Humanistyczne r1996 t2 n1 s113 126
T2, Kulturoznawstwo UAM, Tożsamości kulturowe (W)
T2 dr Naplocha
Mazowieckie Studia Humanistyczne r1996 t2 n1 s223 232
Mazowieckie Studia Humanistyczne r1996 t2 n2 s203 207
Mazowieckie Studia Humanistyczne r1996 t2 n1 s255 258
Mazowieckie Studia Humanistyczne r1996 t2 n2 s218 220
Mazowieckie Studia Humanistyczne r1996 t2 n2 s161 170
Mazowieckie Studia Humanistyczne r1996 t2 n2 s149 159

więcej podobnych podstron