Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor [627986]

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 1 Ing. Tudor Sălăgean

Prefață

Lista simbolurilor și abrevierilor

Lista figurilor

Lista tabelelor

INTRODUCERE

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 2 Ing. Tudor Sălăgean
1. REȚELE GEODEZICE DE URMĂRIRE. PROIECTAREA,
MATERIALIZAREA ȘI PRELUCRAREA OBSERVAȚIILOR

1.1. IMPORTANȚA URMĂRIRII COMPORTĂRII ÎN TIMP A TERENURILOR ȘI
CONSTRUCȚIILOR

Având în vedere tendința de dezvoltare tot mai accentuată la nivel global, societatea
umană a intervenit major asupra habitatului prin realizarea unor construcții de mare anvergură
cum ar fi: baraje, poduri, viaducte, construcții înalte etc. Odată cu realizarea acestor
construcții a apărut nevoia dezvoltării metodelor topo -geodezice de monitorizare a
comportării în timp al acestora precum și a habitatul ui înconjurător.
Odată cu dezvoltarea societății și implicit realizarea unor obiective complexe, s -au
dezvoltat și metodele de urmărire a comportării în timp a terenurilor și construcțiilor. În
Canada, urmărirea tasărilor se făcea cu precizie milimetrică î ncă de acum mai bine de 100 de
ani, având astfel o bază de date ce permite compararea rezultatelor cu cele obținute în ultimii
ani. Până în anii 1975, în România, urmărirea deplasării terenurilor se realiza doar prin
metode geodezice clasice (măsurători de unghiuri și distanțe), însă realizarea acestor
măsurători era foarte greu de efectuat în special datorită condițiilor climatice (temperaturi
foarte scăzute, vânturi puternice, precipitații etc.) fiind dependente de acestea.
Actualmente, pe lângă metodel e topo -geodezice consacrate, în lucrările de
monitorizare a comportării în timp a terenurilor și construcțiilor se utilizează diferite tehnici și
tehnologii moderne cum ar fi: diverși senzori de urmărire amplasați pe construcții, tehnologia
de scanare lase r, tehnologia GPS etc.
Proiectele de urmărirea comportării în timp a construcțiilor (UCC) se realizează pe
parcursul tuturor fazelor determinante ale obiectivului și anume: începând cu stadiul de
execuției al acestuia, la recepția finală a lucrărilor, respectiv pe toată durata de viață a
obiectivului. Necesitatea urmăririi comportării în timp survine din nevoia asigurării stabilității
și siguranței în exploatare, prin determinarea tuturor modificărilor geometrice ale formei și
poziției relative sau abso lute apărute în decursul timpului asupra obiectivului cercetat.
În cadrul proiectelor de monitorizare a comportării în timp a terenurilor și
construcțiilor, se impune ca precizia de determinare a deplasărilor și deformațiilor să fie cât
mai ridicată, deoar ece informațiile obținute în cadrul acestor proiecte sunt de o importanță
majoră pentru stabilirea gradului de încredere la exploatarea în condiții de siguranță a
obiectivelor studiate.
Încă din etapa de proiectare a diferitelor obiective sunt stabilite an umite tipare
evolutive referitoare la încărcările, intensitățile și diferitele tipuri de solicitări ce pot apărea și
care trebuie luate în considerare.
Personalul specializat ce răspunde de urmărirea comportării în timp a construcțiilor și
terenurilor va a vea în vedere tiparele evolutive referitoare la mișcările suprafețelor studiate în
vederea validării rezultatelor și identificarea eventualelor abateri față de tiparele evolutive
prognozate.
Procesul de monitorizare a comportării în timp constă atât în urmărirea curentă cât și
în urmărirea specială. Urmărirea curentă presupune observarea și înregistrarea aspectelor,
fenomenelor sau parametrilor care indică diferite modificări ale construcției din punctul de

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 3 Ing. Tudor Sălăgean
vedere al rezistenței, stabilității și durabilității, aspecte ce sunt stabilite prin proiect. Urmărirea
specială presupune realizarea sistematică de măsurători, înregistrări, prelucrări și interpretări
ale aspectelor, fenomenelor sau paramet rilor care indică diferite modificări ale construcției
din punctul de vedere al rezistenței, stabilității și durabilității, stabilite prin proiect.
În vederea asigurării protecției și siguranței barajelor trebuie să avem în vedere
acțiunea pe care o exerci tă apa asupra acestor construcții hidrotehnice.
Prin crearea lacurilor de acumulare, barajele produc o multitudine de efecte asupra
mediului cum ar fi: modificarea regimului climatic, modificarea regimului biologic,
modificarea regimului apelor freatice di n versanții pe care se sprijină barajele etc.
În vederea evitării unor hazarde naturale cum ar fi ruperea barajelor, răsturnarea
acestora, alunecări de teren, vărsarea apei în aval etc. Se impune monitorizarea comportării în
timp a acestor construcții hidr otehnice începând din perioada de construire, în timpul punerii
în sarcină, precum și în timpul exploatării.
Principiul clasic de urmărire a comportării în timp a construcțiilor presupune instalarea
de mărci de urmărire, ținte reflectorizante sau prisme pe obiectivul monitorizat, respectiv
integrarea acestora într -o rețea de urmărire. În cadrul rețelei de urmărire sunt efectuate
măsurători la diferite intervale de timp care ulterior sunt comparate între ele. Un dezavantaj
major al metodelor clasice se const ituie din faptul că rezultatele nu sunt disponibile în timp
real ci cu o anumită întârziere, datorată în principal timpului alocat efectuării măsurătorilor și
prelucrării acestora.
Urmărirea obiectivelor mari presupune discretizarea acestora prin puncte
reprezentative dispuse uniform pe suprafața studiată. Cu cât numărul punctelor de urmărire
este mai mare, monitorizarea va fi mai exactă însă trebuie avut în vedere și afectarea
aspectului vizual al obiectivului studiat. Din acest punct de vedere, monitoriza rea utilizând
tehnici moderne cum ar fi scanarea laser conferă un grad de detaliu mult mai ridicat și în
același timp nu afectează aspectul vizual al obiectivelor, eliminându -se nevoia de instalare a
mărcilor de urmărire.
Metodele clasice conferă precizile cele mai ridicate însă acestea sunt asigurate în
detrimentul costurilor de implementare, respectiv al costurilor din punct de vedere al timpului
de execuție.
Factori ca: nivelul apei subterane, vântul, natura terenului de fundare, fenomene
microseismice, acțiunea greutății proprii asupra fundației, afectează construcțiile de
dimensiuni mari, ducând la modificări în timp a formei și poziției geometrice a acestora.
Construcțiile hidrotehnice, spre deosebire de alte tipuri de construcții, necesită o
atenție m ult mai mare din punctul de vedere al monitorizării comportării în timp.
În situația producerii unor accidente, pe lângă compormiterea scopului acestora, se pot
afecta grav așezările din aval. Puterea uriașă de distrugere dată de masă, înălțime și viteza
mare de propagare, are pe lângă efectul fizic al distrugerii și un impact psihologic devastator.
Toți factorii decizionali implicați în realizarea și exploatarea acestui tip de construcții au o
răspundere deosebită.
Ținând cont de dezvoltarea tot mai accele rată la nivel global, numărul amenajărilor
hidrotehnice este în continuă creștere, iar de cele mai multe ori aceste construcții sunt
amplasate în zone geomorfologice nu tocmai favorabile, aproape de așezări omenești,
realizate cât mai eficient posibil din punctul de vedere al costurilor economice și în timp
foarte scurt. Astfel, pentru administratorii acestor construcții, lucrările de monitorizare

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 4 Ing. Tudor Sălăgean
reprezintă una dintre cele mai importante activități, fiind o sursă de date atât pentru prevenirea
eventualelor accidente cât și pentru proiectarea unor lucrări noi.
Pe parcursul timpului, s -au căutat metode cât mai eficiente de monitorizare, respectiv
odată cu evoluția tehnologiei s -a încercat integrarea tehnicilor și tehnologiilor moderne în
lucrările de urmărir ea comportării în timp a terenurilor și construcțiilor. De asemenea,
automatizarea datorată evoluției tehnicii de calcul, a programelor și a metodelor de măsurare,
respectiv prelucrare, ne permit obținerea de rezultate precise într -un timp foarte scurt, ev itând
astfel producerea unor posibile hazarde.
La nivel mondial, activitatea de urmărire a comportării în timp a terenurilor și
construcțiilor este reglementată de legi și normative stricte.
În România, aspectul urmăririi comportării în timp și a asigurăr ii siguranței
construcțiilor hidrotehnice este reglementat prin :
– Legea 10/1995 – Legea privind calitatea în construcții, MO partea I, Nr. 12,
24.I.1995;
– Legea 107/1996 – Legea apelor , modificată și completată prin legea 310/2004; MO
partea I, Nr. 584, 30.VI.2004;
– Legea nr. 466/2001 pentru aprobarea OUG nr. 244/2000 – Legea siguranței barajelor;
MO partea I, Nr. 428/31.VII.2001 ;
– HGR 766/1997 – Regulament privind stabilirea categoriei de importanță a
construcțiilor, MO partea I , Nr. 352, 10.XII.1997 ;
– Ordinul 115/288/2002 MAPM/MLPTL – Metodologia privind stabilirea categoriilor
de importanta a barajelor – NTLH -021, MO partea I Nr.427/19.VI.2002 ;
– Ordinul 116/289/2002 MAPM/MLPTL – Metodologiei privind evaluarea stării de
siguranță în exploatare a barajelor si lacurilor de acumulare – NTLH -022, MO partea
I Nr.427/19.VI.2002 ;
– Normativul P 130 -1999 – Normativ privind urmărirea comportării în timp a
construcțiilor, Buletinul Construcțiilor, Vol. 1, 2000 ;
– ISPH, Normativul NP 087 -2003 – Normativ privind urmărirea comportării
construcțiilor hidrotehnice , Anexa Buletinul Construcțiilor, Vol. 13, 2004 ;
– UTCB, Normativul NP 090 -2003 – Normativ pentru instrumentarea seismică a
barajelor , Anexa Buletinul Construcțiilor, vol. 13, 2004 ;
– Legea 13/2006 pentru aprobarea Ordonanței de Urgenta 138/2005 privind exploatarea
în siguranță a acumulărilor cu folosință piscicolă, de agrement sau de interes local,
din categoriile de importanta C si D ; MO nr. 916/13.10. 2005 ;
– Metodologie privind determ inarea infiltrațiilor la baraje si diguri de pământ, canale
de navigație si canalizări prin măsurători de termometrie in foraje – indicativ MP
023-02, aprobat prin ordinul MLPTL nr. 1715 din 17 octombrie 2002, Buletinul
Construcțiilor nr. 7/2003 .

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 5 Ing. Tudor Sălăgean
1.2. DEPLASĂRI ȘI DEFORMAȚII

Pentru orice obiectiv supus urmăririi comportării în timp este necesară cunoașterea în
detaliu a modificării formelor geometrice și a poziției în spațiu a obiectivului urmărit.
În vederea realizării acestui obiectiv se pot defini n oțiunile:
– Deplasarea (Fig.1.1. a) – constă în modificarea poziției spațiale a unui punct amplasat
pe obiectivul urmărit (teren sau construcție).
– Deformația (Fig.1.1. b) – constă în schimbarea formei unui obiect, prin modificarea
distanțelor între punctele caracteristice amplasate pe obiectivul urmărit.

Figura 1.1. Deplasări (a) și deformații (b)
1.2.1. Clasificarea deformațiilor și deplasărilor

Caracterul deplasărilor și deformațiilor identificate pe baza măsurătorilor poate fi:
– relativ – determinat prin măsurarea distanței dintre două sau mai multe puncte de
urmărire;
– absolut – determinat prin măsurarea reperilor de urmărire în raport cu puncte fixe
amplasate în afara zonei de influență a obiectivului;
– parțial – determinat pe baza rezultatelor a doar două epoci de măsurare succesive;
– total – determinat pe baza rezultatelor a tuturor epocilor de măsurare.
Deplasările și deformațiile pot fi liniare, ungiulare și specifice [43]. Deplasările și
deformațiile liniare se împart în: tasări (deplasări verticale suferite de fundații sau terenul de
fundare, în special datorate încarcării construcției, a infiltrațiilor de apă sau a proiectării
defectuoase); săgețile (apar în principal la grinzi, stâlpi sau plăci care se înc ovoaie ca urmare
a solicitărilor orizontale sau verticale); înclinările liniare (sunt rezultatul încărcărilor inegal
distribuite, însă care nu afectează structura de rezistență a construcției); crăpăturile și fisurile
(reprezintă rupturi rezultate datorită deplasărilor și deformațiilor inegale); deplasări pe
orizontală (apar ca efect al alunecărilor de teren, al acțiunii apelor subterane și supraterane,
sau modificării caracteristicilor terenului de fundare, manifestându -se prin modificare poziției
în plan orizontal, acestea putând afecta întreaga construcție).

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 6 Ing. Tudor Sălăgean
Deplasările și deformațiile unghiulare (Fig. 1.2) reprezintă rotirile ce apar în plan
orizontal și vertical, ce sunt datorate în special solicitărilor, infiltrărilor de apă, precum și
alunecărilor de teren.
Rotirile în plan orizontal al obiectivului urmărit se mai numesc răsuciri, iar rotirile în
plan vertical se mai numesc înclinări unghiulare și reprezintă unghiurile formate de poziția
muchiei construcției, ce se determină prin măsurători la epoca de bază precum și la epoca
curentă.
Deformațiile specifice apar datorită comprimărilor sau tensionărilor apărute în special
datorită acțiunii unor forțe exterioare, fiind caracterizate prin scurtări sau alungiri ale
elementelor construcției.

Figura 1.2. În clinare unghiulară (a) și înclinare liniară (b)

1.2.2. Factori de influență asupra deformațiilor și deplasărilor

În vederea urmăririi comportării în timp a terenurilor și construcțiilor se impune
cunoașterea tuturor factorilor ce pot influența comportarea în timp a obiectivelor urmărite.
Factorii de influență pot fi datorați activităților antropice (geologico -minieri) sau
naturali, datorați condițiilor de mediu (ape subterane și supraterane, acțiunea vântului,
activitatea seismică etc.).
Facto rii de influență trebuie tratați ca un complex care acționează în mod combinat și
nu individual. Unii factori pot avea influențe în sensul intensificării sau slăbirii influenței altor
factori.
1.2.2 .1. Factori de influență asupra deplasării scoarței terest re

Deplasarea porțiunilor din scoarța terestră are la bază influența a numeroși factori
interdependenți constituind principalele cau ze ale deplasării respectiv: [36]

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 7 Ing. Tudor Sălăgean
– modificări datorate eliberării bruște a unor suprafețe mari de uscat de sub acțiunea
ghețarilor, prin topirea acestora. Astfel scoarța terestră se dezechilibrează în raport cu
mantaua terestră, restabilirea echilibrului făcându -se într -un mod lent, determinând
deplasări verticale ale scoarței pe suprafețe mari, deplasări cu un caracter con tinuu și
relativ uniform ;
– macromișcările scoarței terestre, respectiv tectonica plăcilor. Litosfera rigidă este
formată din mai multe plăci ce plutesc deasupra astenosferei , fiind compusă dintr -un
material de natură vâscoasă. Plăcile tectonice pot avea div erse mișcări precum:
– mișcări divergente, eliberând magma din astenosferă spre suprafață și
remodelând astfel suprafețe noi de scoarță terestră;
– mișcări reciproc convergente, când plăcile alunecă una sub cealaltă,
diminuându -se astfel suprafața scoarței ter estre a plăcii inferioare. Aceste
mișcări sunt de cele mai multe ori însoțite de cutremure intermediare produse
la diferite adâncimi (60 km – 300 km – 700 km);
– mișcări de alunecare reciprocă sau frecare a plăcilor. Aceste mișcări nu produc
modificări în se nsul apariției sau dispariției suprafeței scoarței terestre, însă
sunt însoțite de cutremure de mici adâncimi ce genereazâ la rândul lor
deplasări ale continentelor implicând efecte asupra câmpului gravific, respectiv
a formei geoidului.
– deformații și deplasări locale ale scoarței terestre. Acestea sunt datorate factorilor
naturali (acțiuni ale vulcanilor, acțiuni ale apelor freatice) sau factorilor antropici
(construcții hidrotehnice, minerit la suprafață sau în subteran, cariere etc.) ;
– formarea unor f alii, depresiuni terestre și cutremure sub acțiunea mareelor terestre
(influențate de soare și lună) combinate cu alți factori naturali;
– factori secundari cum ar fi: acțiunea sistematică a vântului sau presiunea aerului.

1.2.2. 2. Factori de influență geologici cu acțiuni asupra deplasării și deformării
suprafețelor de teren

De cele mai multe ori, acești factori acționează sub diferite combinații influențând
mișcările suprafețelor de teren și implicit valorile parametrilor de urmărire.
Pentru determinare a cât mai precisă a parametrilor de urmărire a suprafețelor de teren,
trebuie avute în vedere condițiile geologice, particularitățile structurale, natura rocilor,
înclinarea structurilor geologice etc.
Factorii de influență a deplasărilor pot fi grupați a stfel [43]:
– factori naturali condiționați de geneza straturilor geologice (proprietăți fizico –
mecanice a rocilor: tăria, structura etc.);
– factori dependenți de geometria straturilor geologice (forma, dimensiunea, grosimea,
adâncimea și unghiul de înclinare a straturilor geologice);
– factori perturbatori (faliile, nivelul hidrostatic, relieful terenului etc.);
– factori derivați, care acționează ca rezultat al relațiilor dintre factorii geologici
individuali.

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 8 Ing. Tudor Sălăgean
1.2.2. 3. Factori de influență asupra deplasării și deformării construcțiilor

Factorii deplasării sau deformării unui element sau al întregii construcții sunt grupați
în: generali și speciali.
Principalii factori generali care influențează stabilitatea construcțiilor sunt:
– structura neomogenă din punct de vedere geologic a terenului de fundare, având ca
rezultat compresiunea neuniformă și deplasarea terenului sub presiunile exercitate de
construcții asupra acestuia;
– rezistența terenului la deformații sub influența încărcării;
– fenomenul de îngheț/dezgheț a terenurilor saturate cu apă;
– variații sezoniere sau multianuale ale condițiilor hidrologice: temperatura, nivelul
apelor subterane etc.
Factorii speciali sunt datorați cu prioritate erorilor de proiectare, execuție, respectiv
exploatarea necorespunzătoare a construcțiilor. Acești factori pot fi clasificați în:
– organizarea defectuoasă a șantierului din punctul de vedere al gestionării apelor
pluviale;
– dimensionarea necorespunzătoare a structurii de rezistență în etapele de elaborare a
soluț iilor inginerești, geologice sau hidrogeologice;
– intervenții artificiale în timpul execuției lucrărilor asupra nivelului apelor subterane;
– deplasarea sau deformarea stratificării supraterane prin executarea unor lucrări
subterane de amploare;
– schimbarea pr esiunii survenite din modificări ale construcțiilor sau a unor sarcini
variabile, diferite față de cele proiectate;
– presiunea neuniformă asupra fundației prin executarea construcției în trepte sau
încărcarea cu sarcină utilă într -un mod neuniform;
– rigidita tea, forma și dimensionarea fundațiilor;
– vibrații datorate diverselor utilaje, mașini sau trafic intens în zonă.
Deși mulți factori speciali, anterior enumerați, au un caracter imprevizibil și o
probabilitate mică de manifestare, aceștia trebuie luați foar te în serios în considerare, mai ales
în cazul elaborării proiectelor construcțiilor importante cum ar fi: baraje, poduri, viaducte,
tuneluri etc. Importanța socio -economică a acestor obiective justifică abordarea unui grad de
siguranță sporit în proiectar ea, executarea și exploatarea acestora.
Pentru asigurarea siguranței exploatării construcțiilor se impune realizarea
observațiilor geodezice repetate, respectiv verificarea periodică a stabilității acestora prin
metode specifice de preluare, prelucrare și interpretare a datelor.

1.3. REȚELE GEODEZICE DE URMĂRIRE A COMPORTĂRII ÎN TIMP A
TERENURILOR ȘI CONSTRUCȚIILOR

În vederea verificării stabilității în timp a terenurilor și construcțiilor se efectuează
măsurători geodezice repetate având ca scop identif icarea deplasărilor și deformațiilor.
Rețelele geodezice de urmărire a comporării în timp a terenurilor sau construcțiilor
sunt compuse din două categorii de puncte [35]:

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 9 Ing. Tudor Sălăgean
 punctele de referință – reprezintă punctele rețelei din afara zonei de influență a
obiectivului monitorizat, amplasate în 3 zone: zona stabilă, zona semistabilă și zona
instabilă;
 puncte obiect – constituite din puncte mobile (se deplasează odată cu obiectul urmărit)
amplasate pe obiectivul monitorizat.
În cadrul lucrărilor de urmărirea comportării în timp a terenurilor și construcțiilor, în
cadrul fiecărei epoci de măsurare se vor verifica rețeaua compusă atât din punctele de
referință cât și punctele obiect.
1.3.1. Tipuri de rețele geodezice de urmărire

În cadrul lucrărilor de urmărir e în timp a construcțiilor și terenurilor, o etapă
importantă o constituie proiectarea și materializarea rețelei geodezice. Cu ocazia acestei etape,
se identifică și materializează punctele obiect (de pe obiectivul urmărit) și punctele de
referință (din zo nele stabile, semistabile și instabile), puncte ce vor constitui rețeaua
geodezică de urmărire, conform figurii 1.3.

Figura 1.3. Alcătuirea rețelei geodezice de urmărire
Punctele din componența rețelei geodezice de urmărire bidimensionale sunt [43]:
 mărci de urmărire (M) – semnalizate prin mărci speciale, amplasate în punctele
caracteristice ale obiectivului urmărit, de obicei nestaționabile, având rolul de a reda
mărimile și direcțiile de deplasare a elementelor obiectivului monitorizat;
 stații de ob servație (S) – ce servesc ca puncte de observație spre mărcile de urmărire.
Aceste puncte se amplasează în afara zonei de influență a obiectivului monitorizat;

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 10 Ing. Tudor Sălăgean
 punctele de control (C) – aceste puncte sunt amplasate în zone stabile, semistabile, la
distanțe mari față de obiectivul urmărit și servesc la evaluarea stabilității punctelor de
observație ;
 punctele de orientare (O) – sunt amplasate în zone stabile, vizibile atât din punctele de
control cât și din punctele de observație.
În vederea optimizării lucră rilor de proiectare, execuție și ulterior exploatare a
rețelelor geodezice de urmărire a comportării în timp a construcțiilor și terenurilor, trebuie
analizate condițiile geologice, hidrologice, respectiv sistematizarea terenului în jurul
obiectivului stud iat.
Punctele rețelei geodezice de urmărire să se amplaseze [36] astfel: în zone cu roci
consolidate; în zone cu un nivel scăzut al apelor freatice; în locuri depărtate de circulația
rutieră; pe zidurile construcțiilor mai vechi de 5 ani și stabile. Totodată se recomandă evitarea
amplasării punctelor de observație pe t erasamente, pe terenuri de umplutură etc. Se evită toate
sursele posibile de tulburare al echilibrului. Aceste puncte de observație se amplasează
obligatoriu sub limita de îngheț până la nivelul rocii de bază sau încastrate în construcții
vechi, masive și stabile sau stânci. Conservarea punctelor de observații este esențială pe toată
durata monitorizării comportării în timp.
Mărcile de urmărire trebuie încastrate în elementele de rezistență a construcțiilor și
repartizate în lungul axelor fundațiilor în ved erea determinării direcțiilor de deplasare. De
asemenea, se amplasează mărci în zonele unde se preconizează deplasări majore (rosturi de
dilatație) sau în zonele cu cele mai defavorabile condiții geologice.
Pentru urmărirea comportării în timp fiecare epoc ă de determinări este comparată cu
un set de puncte reprezentative a căror poziție a fost precis determinată într -un sistem de
coordonate de referință, alcătuind rețeaua geodezică de urmărire.
Clasificarea rețelelor în funcție de spațiul luat în considerar e se face astfel [35]: rețea
altimetrică definită de o singură coordonată și anume altitudinea; rețea planimetrică, definită
într-un sistem de coordonate bidimensional în vederea determinării poziției orizontale; rețea
tridimensională, conținând puncte def inite într -un sistem de coordonate cartezian
tridimensional (X, Y, Z).
Clasficiarea rețelelor în funcție de natura observațiilor efectuate poate fi făcută astfel
[46]:
 rețele de triangulație – implică efectuarea observațiilor unghiulare orizontale;
 rețele de trilaterație – implică efectuarea observațiilor distanțelor;
 rețele combinate – implică efectuarea observațiilor atât unghiulare cât și de distanțe.
Clasificarea rețelelor în funcție de categoria punctelor ce intră în componența acestora
[36]:
 rețele co mplete – cuprind toate tipurile de puncte (S, C, O, M), cu vize reciproce între
stațiile de observație și punctele de control. Mărcile sunt nestaționabile. Aceste rețele
sunt preferate în lucrările de urmărire a comportării în timp a barajelor hidrotehnice ;
 rețele incomplete – cuprind toate tipurile de puncte (S, C, O, M) însă nu asigură vize
reciproce între stațiile de observație și punctele de control . Aceste rețele se găsesc în
zone cu vizibilitate redusă, cu construcții numeroase, masive sau în cazul po durilor,
când punctele obiect sunt staționabile;
 rețele superficiale – compuse din trei tipuri de puncte (S, C și M), regăsite în special la
urmărirea comportării în timp a terenurilor afectate de alunecări sau la construcțiile
accesibile direct.

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 11 Ing. Tudor Sălăgean
1.3.2. Aparatură și metode de măsurare folosite pentru determinarea deformațiilor și
deplasărilor

Cercetarea metodelor utilizate de -a lungul timpului pentru monitorizarea comportării
in timp a terenurilor și construcțiilor este o activitate esențială în vederea asigurării siguranței
exploatării diferitelor obiective cu importanță socio -economică ridicată.
În cadrul acestui subcapitol sunt descrise câteva dintre tehnicile și echipamentele
utilizate la urmărirea comportării în timp a terenurilor și construcțiilor . Tehnicile și
instrumentele destinate monitorizării statice și cvasistatice au fost grupate de către
profesioniștii din domeniu în două grupuri distincte, conform disciplinelor implicate și
anume:
– determinări topo -geodezice, incluzând: metode convențional e (tehnologii topografice
terestre – nivelitice sau planimetrice), metode fotogrammetrice, tehnologii
neconvenționale (scanare laser terestră, nivelment hidrostatic, metoda aliniamentului)
și metode satelitare GPS;
– investigări structurale și geologice. Ace ste metode presupun analizarea structurii
terenurilor și a proceselor produse în timp în structura de rezistență a construcțiilor
monitorizate.
Dată fiind dezvoltarea tehnicii și tehnologiilor din domeniu, mare parte din metodele
clasice de urmărire a comp ortării în timp, cum ar fi metodele nivelmentului geometric de
mijloc, metoda aliniamentului, metoda fotogrammetrică, tehnica stereoscopică, este posibil să
intre în partea de istorie a acestui domeniu, fiind ușor preluate de metode senzoriale
configurate în sisteme de monitorizare.
Automatizarea completă, procesarea virtuală în timp real și varietatea de tipuri de
instrumente destinate urmăririi comportării în timp a terenurilor și construcțiilor, crează noi
provocări în cadrul specialiștilor în domeniu, a ceștia fiind puși în dificultate cu privire la:
alegerea instrumentelor potrivite, localizarea rețelelor, combinarea metodelor geodezice cu
cele geotehnice, respectiv integrarea tuturor datelor într -un sistem de monitorizare complex
astfel încât ele să se completeze reciproc.
Metodele de determinare a tasărilor și deformațiilor în construcții pot fi structurate în
două grupuri independente:
– metode de determinare a tasărilor, respectiv analiza pământului, a presiunilor sub talpa
fundațiilor, a oscilațiilor d e temperatură etc. În cadrul acestei grupe de măsurători, în
principal aparatele se fixează pe construcții sau în interiorul acestora, aparate care se
deplasează odată cu construcția, indicând mărimea relativă a tasării sau deformării
(pendule, tensometre, clinometre etc.);
– metode propriu -zise de stabilire a tasării și deformării construcțiilor. Aceste metode se
referă la procedee topo -geodezice, fotogrammetrice sau neconvenționale, satelitare
etc. În cadrul acestor metode este esențială alegerea atât a apa raturii adecvate
efectuării măsurătorilor dar și personalul calificat în realizarea măsurătorilor, a
analizării și interpretării rezultatelor . Aceste metode sunt foarte des utilizate deoarece
oferă informații legate atât de mărimea relativă cât și absolută a deformațiilor și
deplasărilor.
Rețeaua de urmărire a comportării terenurilor și construcțiilor conține:
– repere stabile amplasate în afara zonei de influență a obiectivelor urmărite;

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 12 Ing. Tudor Sălăgean
– repere mobile de monitorizare amplasate pe obiectivele urmărite.
În fun cție de obiectivele urmărite, respectiv de sensul deplasărilor (verticale sau
orizontale) se vor adopta cele mai adecvate metode.
În vederea analizei comportării în timp din punctul de vedere al deplasărilor și
deformațiilor orizontale, se pot folosi metode ca: microtriangulația, trilaterația,
poligonometria sau metode combinate.
Prin metoda fotogrammetrică se pot determina în același timp atât deformații
orizontale cât și verticale.
Prin metode nivelitice se pot determina deplasări și deformații verticale.
Metodele topografice de urmărire a comportării în timp aplicate pe materiale
echivalente, respectiv încercate în medii de probă, constituie baza modelelor stohastice de
predicție a parametrilor specifici proceselor de comportare în timp a terenu rilor și
construcțiilor.

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 13 Ing. Tudor Sălăgean
2. TEHNICI ȘI TEHNOLOGII UTILIZATE LA URMĂRIREA
COMPORTĂRII TERENURILOR ȘI CONSTRUCȚIILOR

2.1. NOȚIUNI INTRODUCTIVE

2.2. MODELUL FUNCȚIONAL ȘI MODELUL STOHASTIC
Având în vedere natura variabilelor ce intervin în acesta putem face o clasificare a
modelului funcțional [35] astfel:
 modelul funcțional determinist – caracterizat prin faptul că nu conține elemente
aleatoare și descrie o relație pură între mărimi
𝑉=𝐴𝑥−𝑙 (2.1)
În care, la valoarea dată a argumentului îi corespunde o valoare unică a funcției, iar
vectorul corecțiilor v și cel al termenilor liberi l au dimensiunea m egală cu numărul
observațiilor efectuate în rețea. De asemenea se cunoaște că matricea coeficienților A are
dimensiunea ( m, n ), iar vectorul parametrilor x are dimensiunea n, adică numărul de
necunoscute.
 modelul sto hastic statistic – este caracterizat prin variabile aleatoare care
caracterizează posibilitatea apariției deplasări lor și deformațiilor.
𝐶𝑚𝑚 =𝜎02𝑄𝑚𝑚 (2.2)
unde:
– Cmm reprezintă matricea de varianță -covarianță a măsurătorilor de dimensiuni ( m, n);
– Qmm reprezintă matricea cofactorilor măsurătorilor, având aceleași dimensiuni cu matrice a
de varianță -covaria nță;
– 𝜎02 reprezintă varianța unității de pondere sau factorul de varianță (adimensional).
În urma prelucrării și compensării măsurătorilor din diferite epoci, rezultă poziția
punctelor. Pentru determinarea deplasărilor și deformațiilor în vederea compensării
măsurătorilor se adoptă un model functional de calcul, iar pentru fiecare epocă în part e rezultă
câte o poziție în cadrul acestui model functional (2.1), definit de relația [35]:
[𝑣1
𝑣2
…
𝑣𝑘]=[𝐴11
𝐴21
…
𝐴𝑘1𝐴12
𝐴22
…
𝐴𝑘2…
…
…
…𝐴1𝑘
𝐴2𝑘
…
𝐴𝑘𝑘]×[𝑋1
𝑋2
…
𝑋𝑘]−[𝑙1
𝑙2
…
𝑙𝑘] (2.3)
În cadrul relației:
li – reprezintă vectorul termenilor liberi, ce are dimensiunea ( m, l) și care poate să difere ca
număr de elemente în funcție de numărul de observații efectuate;
vi – reprezintă vectorul corecțiilor măsurătorilor, având dimensiunea ( m, l);
Aij – reprezintă matricea coeficienților de configurație aferenți rețelei geodezice de urmărire;
Xi – reprezintă vectorul necunoscutelor, ce are o dimensiune ( n, l) care este variabilă de la o
epocă la alta. Acesta conține estimările coordonatelor punctelor, care caracterizează
modificări ale configurației rețelei.

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 14 Ing. Tudor Sălăgean
Submatricea Aij, în condiția în care i≠j, reprezintă proprietățile funcționale ale
parametrilor între diferite epoci de măsurare.
Ținând cont că evaluarea legăturilor dintre epocile de măsurare este extrem de greu de
estimate, se aproximează Aij=0, astfel modelul functional pentru prelucrarea a k epoci de
măsurare, când k>1, devine:
[𝑣1
𝑣2
…
𝑣𝑘]=[𝐴11
0
…
00
𝐴22
…
0…
…
…
…0
0
…
𝐴𝑘𝑘]×[𝑋1
𝑋2
…
𝑋𝑘]−[𝑙1
𝑙2
…
𝑙𝑘] (2.4)
Se poate spune că relația modelului funcțional prezentată în relația (2.3) corespunde
ipotezei modificării permanente a coordonatelor punctelor din cadrul rețelei geodezice , astfel:
H0: X1 ≠ X2 ≠ … ≠ Xk (2.5)
Astfel rangul matricelor Aii se calculează:
rang(A ii) = r i = n i – d (2.6)
unde:
ni – reprezintă numărul parametrilor la epoca de măsurare i, i = 1,𝑘;
d – reprezintă defectul de rang;
k – reprezintă numărul epocilor de măsurare.
În situația în care nu se ia în considerare ipoteza punctelor fixe, atunci matricele Aii
vor fi tot timpul singular, astfe l di ≠ 0.
Modelul stohastic:
Având în vedere că în cazul mărimilor măsurate intervin erorile întâmplătoare și
erorile sistematice, ele trebuie tratate ca și variabile aleatoare, iar efectul pe care îl au aceste
erori întâmplătoare este evidențiat prin modelul stohastic [35].
Relația modelului stohastic pentru k epoci de măsuare este:
𝐶𝑚𝑚 =𝜎02𝑄𝑚𝑚 =𝜎02[𝑄11
𝑄21
…
𝑄𝑘1𝑄12
𝑄22
…
𝑄𝑘2…
…
…
…𝑄1𝑘
𝑄2𝑘
…
𝑄𝑘𝑘] (2.7)
În cazul relației (2.7), submatricile Qij (i ≠ j ), prezintă legătura dintre măsurătorile
efectuate la diferite epoci de măsurare, din punct de vedere stohastic.
Aceste corelații între epocile de măsurare sunt aplicabile doar în cazul unor anumite
măsurători, în special în situația în care se face simțită prezența unor factori externi.
Factorul de varianță unic este folositor în cazul utilizării testelor statistice univ ariate.
Relația aferentă modelului stohastic simplificat este:
𝐶𝑚𝑚 =𝜎02𝑄𝑚𝑚 =𝜎02[𝑄11
0
…
00
𝑄22
…
0…
…
…
…0
0
…
𝑄𝑘𝑘] (2.8)

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 15 Ing. Tudor Sălăgean
2.3. METODE TOPO -GEODEZICE UTILIZATE LA URMĂRIREA
DEPLASĂRILOR ORIZONTALE
Monitorizarea deformațiilor sau deplasărilor în plan orizontal a construcțiilor
constituie o activitate esențială mai ales în cazul unor immobile massive, cum ar fi barajele
sau podurile.
În cazul acestor construcții, acțiunea forțelor orizontale poate genera deplasări sau
deformări majore, cu consecințe de zastroase.
Urmărirea comportării în timp a construcțiilor, în plan orizontal, se va realiza
raportându -se întotdeauna la o rețea de puncta de sprijin aflate în afara zonei de influență a
obiectivului urmărit.
Ținând cont de posibilitățile de urmărire, re spective de obiective, metodele adoptate
pot fi:
– metoda microtrilaterației;
– metoda microtriangulației;
– metoda aliniamentului.
Principalul avantaj, respectiv motiv, pentru care metodele topo -geodezice sunt printer
cele mai utilizate la urmărirea comp ortării în timp a terenurilor și construcțiilor, îl constituie
faptul că aceste metode furnizează o imagine globală a deplasărilor și deformațiilor relative și
absolute.
2.3.1. Metoda trigonometrică – Microtriangulația

Această metodă este cel mai des utilizată la urmărirea comportării în timp a
obiectivelor de dimensiuni mari, respectiv a terenurilor din jurul acestor obiective, cum ar fi:
– baraje;
– poduri;
– viaducte;
– ecluze.
Totodată, monitorizarea efectelor subsidenței sau a deplasărilor pe versanți se
efectuează tot prin metoda microtriangulației.
Caracteristic microtriangulației este faptul că aceasta păstrează preciziile de măsurare
a unghiurilor din cadrul triangulațiilor de ordin superior, însă se efectuează în tr iunghiuri cu
laturi mici de aproximativ 100 – 300 m.
Determinarea vectorului deplasărilor obiectivelor urmărite impune efectuarea de
măsurători ciclice, măsurători cu aceeași precizie ca cele efectuate în cadrul primei
determinări a rețelei de microtriang ulație. Toate compensările se impun a fi făcute în mod
riguros prin metoda celor mai mici pătrate și implicit apreciind precizia compensării, respectiv
a determinării vectorului deplasare.
Principalele componente ale rețelei de sprijin construite în veder ea urmăririi
comportării în timp, sunt:

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 16 Ing. Tudor Sălăgean
 Mărcile de vizare – acestea sunt constituite din puncta semnalizate pe obiectivul
supus monitorizării, cu rolul redării mărimilor și direcțiilor deplasării sau deformării.
 Stațiile de observație (A, B, C, D, … ), din care se efectuează observații înspre mărcile
de urmărire ( P1, P2, P3, …), conform figurii 2.1.
În vederea materializării stațiilor de observație se vor construi, în funcție de natura
terenului și de avizele geologice, pliaștrii cilindrici, tronconici sau p rismatici, confecționați
din beton armat.
Pilaștrii au o fundație adâncă și de obicei sunt echipați la partea superioară cu
dispositive special de centrare, cum ar fi dispozitivele de centrare de tip Wild. În vederea
protejării acestora, în perioada în car e se fac măsurători, peste aceste dispositive se montează
capace metalice.
În vederea amplasării stațiilor de observație, se va avea în vedere distanța maximă de
300 m față de obiectivul monitorizat.
În etapa de proiectare a rețelei de urmărire, se va ține seama de precizia impusă de
determinare a deplasărilor, respectiv asigurarea stabilității rețelei pe toată perioada efectuării
observațiilor.
În componența rețelelor de urmărire mai intră și:
 Punctele de control sau referință (K1, K 2, K 3) din care se vor monitoriza stațiile de
observație ( A, B, C ). Aceste puncta sunt amplasate în afara zonei de influență, la
distanțe de peste 200 – 300 m față de obiectivul de urmărit.
 Punctele de orientare (O1, O2, O3) care sunt aflate tot în afara zonei de influență, fiind
amplasate astfel încât să asigure precizia de determinare a mărcilor de urmărire.

Figura 2.1. Rețele de microtriangulație pentru măsurarea deplasărilor orizontale ale
barajelor
În cadrul rețelelor de urmărire, unghiurile, orinetările și coordonat ele punctelor din
prima tranșă de măsurători devin, după compensare, elemente de referință pentru următoarele
cicluri de măsurători.
Monitorizarea poziției mărcilor de urmărire se face determinând poziția acestora prin
intersecții înainte din minim trei v ize.

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 17 Ing. Tudor Sălăgean
În etapa de proiectare a rețelei, aceasta se va optimiza în așa fel încât să asigure
precizia de determinare a mărcilor de urmărire, prin apropierea stațiilor de observare, dar în
același timp, această precizie să nu fie în detrimental stabilității s tațiilor de observație.
Măsurătorile în rețelele de microtriangulație vor fi executate cu precizia
corespunzătoare rețelei de ordinal I, II și III, prin metoda reiterațiilor sau Schreiber. De
asemenea, se va încerca pe cât posibil eliminarea tuturor erori lor sistematice,
În cadrul fiecărui ciclu de observații se va începe prin verificarea stabilității punctelor
de observație în corelație cu punctele de control, iar în cazul constatării deplasării acestora, se
vor introduce corecțiile necesare.
Principale le etape în determinarea deplasărilor sunt:
1. Măsurătorile unghiulare și liniare în fiecare ciclu de observații și anume:
 Măsurarea direcțiilor orizontale și a distanțelor din toate punctele de stație;
 Compensarea riguroasă a măsurătorilor;
 Analiza stabilității punctelor de stație;
 Calculul modificărilor direcțiilor observate.
2. Prelucrarea măsurătorilor și determinarea vectorilor deplasării, respectiv evaluarea
preciziei, astfel:
 Analiza stabilității punctelor fixe și, în cazul constatării modifică rilor poziției acestora,
introducerea corecțiilor corespunzătoare;
 Determinarea vectorilor deplasărilor orizontale ale mărcilor de pe obiectivul luat în
studiu;
 Evaluarea preciziilor de determinare, respectiv a intervalului și domeniului de
încredere;
 Realizarea documentației tehnice. [6]
2.3.1.1. Urmărirea stabilității punctelor de referință din zona semistabilă/stabilă a rețelei de
microtriangulație
În cadrul rețelelor de microtriangulație se efectuează măsurători unghiulare repetate, în
epoci diferite. Teoretic, aceste măsurători trebuie să coincidă de la o epocă la alta, însă de cele
mai multe ori acestea variază, motiv pentru care trebuie analizată admisibi litatea stabilității
punctelor de referință . De regulă, punctele de referință sunt determinate într -un sistem de
coordonate local. În figur a 2.2 se prezintă o porțiune de rețea de microtriangulație.

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 18 Ing. Tudor Sălăgean

Figura 2.2. Rețea de microtriangul ație
În figura 2.2 avem punctul de referință S de unde se vizează punctele S1, S2, S3,
măsurându -se direcțiile k1, k2, respectiv k3. La o altă epocă de măsurare, punctul de referință
poate suferi eventuale deplasări ajungând într -o anumită poziție S’, astfel încât, în această
tranșă de măsurători, se vor viza punctele S1’, S2’, S3’ și se vor măsura direcțiile k1’, k2’,
respectiv k3’.
Această deplasare a punctului de referință a generat o variație a direcțiilor măsurate cu
ε1, ε2, ε3, iar deplasarea p unctelor ce au fost vizate au generat o variație a direcțiilor măsurate
de φ1, φ2, respectiv φ3.
Aceste diferențe ale unghiurilor, apărute în cele două tranșe de măsurare, sunt
dependente de mărimea deplasărilor, precum și de erorile de măsurare. Determinarea
componentelor cele mai probabile ale deplasărilor punctelor de referință se va realiza pe baza
acestor diferențe.
Se notează :
v – corecțiile pentru direcțiile măsurate în prima tranșă;
v’ – corecțiile pentru direcțiile măsurate în cea de a doua tranșă.
astfel se vor obține următoarele condiții de egalitate:
(𝑘2+𝑣2)−(𝑘1+𝑣1)=(𝑘2′+𝑣2′+𝜑2+𝜀2)−(𝑘1′+𝑣1′+𝜑1+𝜀1)
(𝑘3+𝑣3)−(𝑘1+𝑣1)=(𝑘3′+𝑣3′+𝜑3+𝜀3)−(𝑘1′+𝑣1′+𝜑1+𝜀1) (2.9)
În relația 2.9 necunoscuta de orientare a stație de observație:
𝑑𝑧𝑠=(𝑘1+𝑣1)−(𝑘1′+𝑣1′+𝜑1+𝜀1)
𝑑𝑧𝑠=(𝑘2+𝑣2)−(𝑘2′+𝑣2′+𝜑2+𝜀2) (2.10)
Ecuațiile 2.10 se mai pot exprima astfel :
𝑣1−𝑣1′−𝑑𝑧𝑠−𝜑1−𝜀1+(ℎ1−ℎ1′)=0
𝑣2−𝑣2′−𝑑𝑧𝑠−𝜑2−𝜀2+(ℎ2−ℎ2′)=0
𝑣3−𝑣3′−𝑑𝑧𝑠−𝜑3−𝜀3+(ℎ3−ℎ3′)=0 (2.11)
Variațiile  și  ale orientării unei direc ții datorate de variația coordonatelor sunt date
de relații cunoscute.

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 19 Ing. Tudor Sălăgean
Astfel, p entru direcția SS 1:
𝜑𝑆𝑆1=𝜌×𝑠𝑖𝑛𝜃𝑆𝑆1
𝑑1∆𝑋𝑆1−𝜌×𝑐𝑜𝑠𝜃𝑆𝑆1
𝑑1∆𝑌𝑆1
𝜀𝑆𝑆1=−𝜌×𝑠𝑖𝑛𝜃𝑆𝑆1
𝑑1∆𝑋𝑆−𝜌×𝑐𝑜𝑠𝜃𝑆𝑆1
𝑑1∆𝑌𝑆 (2.12)
unde : SS1 – orientarea direcției SS 1
d1 – lungimea laturii SS 1 calculată din coordonatele inițiale
Folosind notațiile cunoscute ale coeficienților de direcție :
𝑎𝑆𝑆1=−𝜌×𝑠𝑖𝑛𝜃𝑆𝑆1
𝑑1
𝑏𝑆𝑆1=𝜌×𝑐𝑜𝑠𝜃𝑆𝑆1
𝑑1 (2.13)
Se va obține:
𝜑𝑆𝑆1=−𝑎𝑆𝑆1∆𝑋𝑆1−𝑏𝑆𝑆1∆𝑌𝑆1
𝜀𝑆𝑆1=𝑎𝑆𝑆1∆𝑋𝑆+𝑏𝑆𝑆1∆𝑌𝑆 (2.14)
Dacă introducem aceste mărimi în sistemul de ecuații, atunci pentru fiecare direcție
observată de două ori, vom avea:
𝑣1−𝑣1′−𝑑𝑧𝑠−𝑎𝑆𝑆1∆𝑋𝑠−𝑏𝑆𝑆1∆𝑌𝑠+𝑎𝑆𝑆1∆𝑋𝑠1−𝑏𝑆𝑆1∆𝑌𝑠1+𝑙1=0
𝑣2−𝑣2′−𝑑𝑧𝑠−𝑎𝑆𝑆2∆𝑋𝑠−𝑏𝑆𝑆2∆𝑌𝑠+𝑎𝑆𝑆2∆𝑋𝑠2−𝑏𝑆𝑆2∆𝑌𝑠2+𝑙2=0
𝑣3−𝑣3′−𝑑𝑧𝑠−𝑎𝑆𝑆3∆𝑋𝑠−𝑏𝑆𝑆3∆𝑌𝑠+𝑎𝑆𝑆3∆𝑋𝑠3−𝑏𝑆𝑆3∆𝑌𝑠3+𝑙3=0 (2.15)
Relațiile de mai sus sunt aferente cazului „punct nou spre punct nou”, putându -se scrie
astfel de ecuații pentru fiecare punct din rețeaua de microtriangulație unde direcțiile au fost
măsurate de două ori.
2.3.1.2. Identificarea punctelor stabile în rețele de microtriangulație și precizia determinării
deplasărilor punctelor de referință
Studiul stabilității punctelor de referință , precum și determinarea dimensiunilor
deplasărilor acestora, reprezintă o problemă majoră în activitatea de urmărire a comportării în
timp.
Determinarea deplasărilor orizontale a punctelor de referință se realizeaz ă prin
cunoașterea a cel puțin două puncte care nu și -au schimbat poziția în intervalul de timp dintre
două măsuători:
∆𝑋𝑖=∆𝑌𝑖=0 (2.16)
În momentul în care se proiectează o rețea de microtriangulație, trebuie urmărit ca
amplasarea acestor puncte de referință să se realizeze în zone în care se asigură stabilitatea
acestora. Totuși, poziția acestor puncte de referință nu este perfect stabilă , apărând mici
deplasări, datorate în principal influenței anumitor factori. Aceste mici deplasări generează
erori destul de mari în rețea, raportate la deplasările obiectivului luat în studiu.
Există mai multe metode prin care se pot identifica punctele de referință care au rămas
stabile, și anume: compararea distanțelor măsurate cu precizie; compararea cotelor punctelor
de stație, compararea unghiurilor, a orientărilor etc.
Toate aceste procedee necesită un volum mare de muncă și implicit cheltuieli
consistente.

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 20 Ing. Tudor Sălăgean
Studiul invariabilității unghiurilor formate în rețeaua punctelor de referință reprezintă
una din metodele cele mai simple și mai puțin costisitoare, însă cu care nu vom obține
rezultate satisfăcătoare în situația în care avem distanțe mari într e punctele de referință . Acest
lucru este datorat faptului că o deplasare liniară mică a unui anumit punct va genera o variație
unghiulară mică care este posibil să se încadreze în limitele erorilor de măsurare.
După ce se rezolvă sistemul de ecuații norm ale, trebuie calculată mărimea erorii medii
pătratice a unității de pondere:
𝜇0=±√[𝑝𝑣𝑣 ]+[𝑝′𝑣′𝑣′]
𝑟−𝑛 (2.17)
unde:
r – reprezintă numărul de ecuații;
n – reprezintă numărul de necunoscute;
p, p’ – reprezintă ponderile observațiilor.
Pentru a obți ne valoarea corecțiilor v și v’, trebuie calculate mai întâi corelatele.
Totuși, acest lucru poate fi evitat dacă calculăm direct suma:
𝑝1𝑣1=𝑘1 𝑝1′𝑣1′=−𝑘1
𝑝2𝑣2=𝑘2 𝑝2′𝑣2′=−𝑘2
……………………………………………………………. (2.18)
𝑝𝑖𝑣𝑖=𝑘𝑖 𝑝𝑖′𝑣𝑖′=−𝑘𝑖
dacă înmulțim relația 2.18 cu vi în membrul stâng și cu expresia acestuia în membrul drept,
rezultă:
𝑝1𝑣1𝑣1=𝑘1𝑘1
𝑝1 𝑝1′𝑣1′𝑣1′=−𝑘1−𝑘1
𝑝1
𝑝2𝑣2𝑣2=𝑘2𝑘2
𝑝2 𝑝2′𝑣2′𝑣2′=−𝑘2−𝑘2
𝑝2
……………………………………………………………………. (2.19)
𝑝𝑖𝑣𝑖𝑣𝑖=𝑘𝑖𝑘𝑖
𝑝𝑖 𝑝𝑖′𝑣𝑖′𝑣𝑖′=−𝑘𝑖−𝑘𝑖
𝑝𝑖
prin însumare se obține:
[𝑝𝑣𝑣 ]=[𝑘2
𝑝] [𝑝′𝑣′𝑣′]=[𝑘2
𝑝′] (2.20)
astfel
[𝑝𝑣𝑣 ]+[𝑝′𝑣′𝑣′]=[𝑘2
𝑝]+[𝑘2
𝑝′]=𝑘2[1
𝑝+1
𝑝′]
[𝑝𝑣𝑣 ]+[𝑝′𝑣′𝑣′]=𝑘2[1
𝑝1]=[𝑘2
𝑝1] (2.21)
notăm [𝑘2
𝑝1]=𝑞, astfel eroarea medie pătratică a unității de pondere va fi:
𝜇0=±√𝑞
𝑟−𝑛 (2.22)

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 21 Ing. Tudor Sălăgean
iar erorile individuale ale necunoscutelor se vor calcula cu ajutorul coeficienților de pondere
Q:
𝑚𝑖=±𝜇0√𝑄𝑖𝑖 (2.23)
2.3.2. Metoda aliniamentelor
Această metodă este utilizată la scară largă în vederea determinării de plasărilor
orizontale ale anumitor tipuri de construcții cum ar fi barajele de greutate, podurile,
viaductele, căile ferate etc. (construcții care au în plan o configurație liniară dreaptă). [6]
Metoda aliniamentelor implică determinarea poziției planimet rice a unui șir de puncte
de control, puncte ce sunt dispuse pe un aliniament și a căror abatere de la linia ce unește
punctele marginale, nu sunt mai mici de 3 -4 cm. În cadrul acestei metode, punctele de bază
ale aliniamentului se fixează în locuri stabil e, în afara zonei de influență a construcției. În
punctele de control, care sunt amplasate în planul vertical al aliniamentului, se fixează mărci
de vizare, care prin observarea acestora se vor determina valorile abaterilor față de aliniament.
[1], [8]
2.3.2.1. Metoda observării unui aliniament pe toată lungimea lui

2.3.2.2. Metoda observării unghiurilor paralactice

2.3.2.3. Metoda observării aliniamentelor paralele suplimentare

2.3.2.4. Metoda observării aliniamentelor intersectate

2.3.3. Metoda microtrilaterației

2.3.4. Metoda poligonometrică

2.4. METODE GEODEZICE UTILIZATE LA URMĂRIREA DEPLASĂRILOR
VERTICALE

2.4.1. Metoda nivelmentului geometric de precizie înaltă

2.4.2. Metoda nivelmentului trigonometric de precizie

2.4.3. Metoda nivelmentului hidrostatic

2.5. METODE UTILIZATE PENTRU ANALIZA DEPLASĂRILOR ȘI
DEFORMAȚIILOR

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 22 Ing. Tudor Sălăgean
2.5.1. Metoda Karlsruhe

2.5.2. Metoda Pelzer

2.5.3. Metoda Mihailovic

3. ELEMENTE DE STATISTICĂ MATEMATICĂ UTILIZATE LA
ANALIZA DEPLASĂRILOR ȘI DEFORMAȚIILOR

3.1. INTERVALE DE ÎNCREDERE

3.2. DISTRIBUȚII UTILIZATE

3.3. VERIFICAREA IPOTEZELOR STATISTICE

4. STUDIU DE CAZ

4.1. MOTIVAȚIA ȘI SCOPUL TEMEI ABORDATE

4.2. OBIECTIVELE CERCETĂRILOR

4.3. MATERIAL ȘI METODĂ

4.4. REZULTATELE ANALIZEI DEFORMAȚIILOR LA BARAJUL CUMPĂNA

4.4.1. Date generale baraj Cumpăna

4.4.1.1. Localizare

4.4.1.2. Caracteristici tehnice

4.4.1.3. Rețeaua geodezică de urmărire

4.4.2. Compensarea rețelei de microtriangulație

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 23 Ing. Tudor Sălăgean
4.4.2.1. Metode de măsurare și de compensare utilizate

4.4.2.2. Rezultatele compensării rețelei

4.4.2.3. Reprezentarea grafică a reperilor de urmărire în plan orizontal

4.4.3. Interpretarea statistică a rezultatelor

4.4.3.1. Distribuția t (Student )

4.4.3.2. Distribuția F (Fisher)

4.4.3.3. Distribuția 2 (Chi pătrat)

4.5. REZULTATELE ANALIZEI DEPLASĂRILOR LA BARAJUL BELIȘ

4.5.1. Date generale baraj Beliș

4.5.1.1. Localizare

4.5.1.2. Caracteristici tehnice

4.5.1.3. Rețeaua geodezică de urmărire

4.5.2. Compensarea rețelei de microtriangulație

4.5.2.1. Metode de măsurare și compensare utilizate

4.5.2.2. Rezultatele compensării rețelei

4.5.2.3. Reprezentarea grafică a reperilor de urmărire în plan orizontal

4.5.3. Interpretarea statistică a rezultatelor

4.5.3.1. Distribuția t (Student)

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 24 Ing. Tudor Sălăgean
4.5.3.2. Distribuția F (Fisher)

4.5.3.3. Distribuția 2 (Chi pătrat)

5. MODELAREA 3D A BARAJULUI BELIȘ

5.1. REALIZAREA MODELULUI DIGITAL DE ELEVAȚIE FOLOSIND METODA
FOTOGRAMMETRICĂ UAV

5.2. OBȚINEREA MODELULUI 3D AL BARAJULUI PE BAZA NORULUI DE
PUNCTE

5.3. CREAREA BAZEI DE DATE SIG

5.4. MODELAREA PROCESELOR HIDROLOGICE PE MODELUL DIGITAL DE
ELEVAȚIE

5.5. REALIZAREA HĂRȚILOR DE RISC

6. CONCLUZII ȘI RECOMANDĂRI. CONTRIBUȚII PERSONALE

6.1. CONCLUZII

6.2. RECOMANDĂRI

6.3. CONTRIBUȚII PERSONALE

BIBLIOGRAFIE

CURRICULUM VITAE

LISTA DE LUCRĂRI PUBLICATE

Contribuții privind analiza deplasărilor și deformațiilor terenurilor și construcțiilor

Teză de doctorat 25 Ing. Tudor Sălăgean
ABSTRACT