ANALIZA DOKŁADNOŚCI OBLICZANIA OBJĘTOŚCI MAS ZIEMNYCH

Podobne dokumenty
STATECZNOŚĆ SKARP. α - kąt nachylenia skarpy [ o ], φ - kąt tarcia wewnętrznego gruntu [ o ],

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA LEPKOŚCI CIECZY METODĄ STOKESA

Rozwiązywanie zadań optymalizacji w środowisku programu MATLAB

Grupa: Elektrotechnika, wersja z dn Studia stacjonarne, II stopień, sem.1 Laboratorium Techniki Świetlnej

SPRAWDZANIE PRAWA MALUSA

Współczynnik przenikania ciepła U v. 4.00

WYZNACZANIE OBROTOWO-SYMETRYCZNEJ BRYŁY FOTOMETRYCZNEJ

SZACOWANIE NIEPEWNOŚCI POMIARU METODĄ PROPAGACJI ROZKŁADÓW

Studia stacjonarne, II stopień, sem.1 Laboratorium Techniki Świetlnej

1. Wstęp. Grupa: Elektrotechnika, wersja z dn Studia stacjonarne, II stopień, sem.1 Laboratorium Techniki Świetlnej

1. Wstęp. Grupa: Elektrotechnika, wersja z dn Studia stacjonarne, II stopień, sem.1 Laboratorium Techniki Świetlnej

Jakość cieplna obudowy budynków - doświadczenia z ekspertyz

Za: Stanisław Latoś, Niwelacja trygonometryczna, [w:] Ćwiczenia z geodezji II [red.] J. Beluch

1. SPRAWDZENIE WYSTEPOWANIA RYZYKA KONDENSACJI POWIERZCHNIOWEJ ORAZ KONDENSACJI MIĘDZYWARSTWOWEJ W ŚCIANIE ZEWNĘTRZNEJ

WYZNACZANIE OBROTOWO-SYMETRYCZNEJ BRYŁY FOTOMETRYCZNEJ

Praca podkładu kolejowego jako konstrukcji o zmiennym przekroju poprzecznym zagadnienie ekwiwalentnego przekroju

Evaluation of estimation accuracy of correlation functions with use of virtual correlator model

Bryła fotometryczna i krzywa światłości.

Teoria niepewności pomiaru (Rachunek niepewności pomiaru) Rodzaje błędów pomiaru

WPŁYW PARAMETRÓW DYSKRETYZACJI NA NIEPEWNOŚĆ WYNIKÓW POMIARU OBIEKTÓW OBRAZU CYFROWEGO

12. Wyznaczanie pola powierzchni 1

XXX OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP III Zadanie doświadczalne

Pomiary parametrów akustycznych wnętrz.

Teoria niepewności pomiaru (Rachunek niepewności pomiaru) Rodzaje błędów pomiaru

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 5(96)/2013

Projekt 6 6. ROZWIĄZYWANIE RÓWNAŃ NIELINIOWYCH CAŁKOWANIE NUMERYCZNE

ZESZYTY NAUKOWE INSTYTUTU POJAZDÓW 2(88)/2012

MIĘDZYNARODOWE UNORMOWANIA WYRAśANIA ANIA NIEPEWNOŚCI POMIAROWYCH

Sprawozdanie powinno zawierać:

WADY W PROCEDURZE OBLICZANIA WSPÓŁCZYNNIKA PRZENIKANIA CIEPŁA DEFECT IN PROCEDURE OF CALCULATION OF COEFFICIENT OF PENETRATION OF WARMTH

Numeryczny Model Terenu

WYWAŻANIE STATYCZNE WIRUJĄCYCH ZESTAWÓW RADIOLOKACYJNYCH

Weryfikacja hipotez dla wielu populacji

LABORATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI Badanie obwodów prądu sinusoidalnie zmiennego

SYMULACJA KOMPUTEROWA NAPRĘŻEŃ DYNAMICZNYCH WE WRĘGACH MASOWCA NA FALI NIEREGULARNEJ

± Δ. Podstawowe pojęcia procesu pomiarowego. x rzeczywiste. Określenie jakości poznania rzeczywistości

Analiza porównawcza rozwoju wybranych banków komercyjnych w latach

KRZYWA BÉZIERA TWORZENIE I WIZUALIZACJA KRZYWYCH PARAMETRYCZNYCH NA PRZYKŁADZIE KRZYWEJ BÉZIERA

KARTA MODUŁU KSZTAŁCENIA

Ćw. 1. Wyznaczanie wartości średniego statycznego współczynnika tarcia i sprawności mechanizmu śrubowego.

Stateczność skarp. Parametry gruntu: Φ c γ

ZESZYTY NAUKOWE NR x(xx) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE. Metody wymiarowania obszaru manewrowego statku oparte na badaniach rzeczywistych


ANALIZA JEDNOSTKOWYCH STRAT CIEPŁA W SYSTEMIE RUR PREIZOLOWANYCH

Analiza ryzyka jako instrument zarządzania środowiskiem

Ile wynosi suma miar kątów wewnętrznych w pięciokącie?

Badanie współzależności dwóch cech ilościowych X i Y. Analiza korelacji prostej

Michal Strzeszewski Piotr Wereszczynski. poradnik. Norma PN-EN Nowa metoda. obliczania projektowego. obciazenia cieplnego

3. ŁUK ELEKTRYCZNY PRĄDU STAŁEGO I PRZEMIENNEGO

WPŁYW ZMIANY POŁOŻENIA CoP NA WARTOŚĆ BŁĘDU MOMENTU SIŁY W STAWIE SKOKOWYM W CHODZIE

ANALIZA DOKŁADNOŚCI WYBRANYCH TECHNIK CAŁKOWO-BRZEGOWYCH W KONTEKŚCIE MODELOWANIA ZAGADNIEŃ EMC NISKIEJ CZĘSTOTLIWOŚCI *)

A. 4, 5, 6 B. 3, 4, 5 C. 6, 8, 12 D. 5, 12, 14

DIAGNOSTYKA WYMIENNIKÓW CIEPŁA Z UWIARYGODNIENIEM WYNIKÓW POMIARÓW EKPLOATACYJNYCH

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu

LABORATORIUM METROLOGII TECHNIKA POMIARÓW (M-1)

ANALIZA PORÓWNAWCZA WYNIKÓW UZYSKANYCH ZA POMOCĄ MIAR SYNTETYCZNYCH: M ORAZ PRZY ZASTOSOWANIU METODY UNITARYZACJI ZEROWANEJ

TRANZYSTOR BIPOLARNY CHARAKTERYSTYKI STATYCZNE

KURS STATYSTYKA. Lekcja 6 Regresja i linie regresji ZADANIE DOMOWE. Strona 1

STATYSTYCZNA ANALIZA WYNIKÓW POMIARÓW

STATYSTYKA MATEMATYCZNA WYKŁAD 5 WERYFIKACJA HIPOTEZ NIEPARAMETRYCZNYCH

( ) 1. Wprowadzenie. Marcin Skwarek 1, Jacek Hulimka 2 (1) Budownictwo i Architektura 13(3) (2014)

) będą niezależnymi zmiennymi losowymi o tym samym rozkładzie normalnym z następującymi parametrami: nieznaną wartością 1 4

Zastosowanie symulatora ChemCad do modelowania złożonych układów reakcyjnych procesów petrochemicznych

10.3. Typowe zadania NMT W niniejszym rozdziale przedstawimy podstawowe zadania do jakich może być wykorzystany numerycznego modelu terenu.

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu

WSPOMAGANE KOMPUTEROWO POMIARY CZĘSTOTLIWOŚCI CHWILOWEJ SYGNAŁÓW IMPULSOWYCH

WYZNACZENIE CHARAKTERYSTYK DYNAMICZNYCH PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH

I. Elementy analizy matematycznej

7.8. RUCH ZMIENNY USTALONY W KORYTACH PRYZMATYCZNYCH

Analiza rodzajów skutków i krytyczności uszkodzeń FMECA/FMEA według MIL STD A

INTERPOLACJA ANOMALII RUDZKIEGO ANOMALIAMI FAYE A

PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W PILE INSTYTUT POLITECHNICZNY. Zakład Budowy i Eksploatacji Maszyn PRACOWNIA TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ INSTRUKCJA

dr inż. ADAM HEYDUK dr inż. JAROSŁAW JOOSTBERENS Politechnika Śląska, Gliwice

LABORATORIUM TECHNIKI CIEPLNEJ INSTYTUTU TECHNIKI CIEPLNEJ WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ

Ćw. 5. Wyznaczanie współczynnika sprężystości przy pomocy wahadła sprężynowego

KONSTRUKCJA OPTYMALNYCH PORTFELI Z ZASTOSOWANIEM METOD ANALIZY FUNDAMENTALNEJ UJĘCIE DYNAMICZNE

Michał Strzeszewski Piotr Wereszczyński. Norma PN EN Nowa metoda. obliczania projektowego obciążenia cieplnego. Poradnik

PROGNOZOWANIE SPRZEDAŻY Z ZASTOSOWANIEM ROZKŁADU GAMMA Z KOREKCJĄ ZE WZGLĘDU NA WAHANIA SEZONOWE

Wstępne przyjęcie wymiarów i głębokości posadowienia

BADANIE DRGAŃ WŁASNYCH NAPĘDU ROBOTA KUCHENNEGO Z SILNIKIEM SRM

POMIAR WSPÓŁCZYNNIKÓW ODBICIA I PRZEPUSZCZANIA

Problematyka walidacji metod badań w przemyśle naftowym na przykładzie benzyn silnikowych

METODA UNITARYZACJI ZEROWANEJ Porównanie obiektów przy ocenie wielokryterialnej. Ranking obiektów.

Opracowanie metody predykcji czasu życia baterii na obiekcie i oceny jej aktualnego stanu na podstawie analizy bieżących parametrów jej eksploatacji.

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA ĆWICZENIA LABORATORYJNE Z FIZYKI. SPRAWOZDANIE Z PRACY LABORATORYJNEJ nr 0. Badanie rozkładu rzutu śnieżkami do celu

MECHANIKA 2 MOMENT BEZWŁADNOŚCI. Wykład Nr 10. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA ĆWICZENIA LABORATORYJNE Z FIZYKI. SPRAWOZDANIE Z PRACY LABORATORYJNEJ nr 0. Badanie rozkładu rzutu śnieżkami do celu

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu

65120/ / / /200

Symulator układu regulacji automatycznej z samonastrajającym regulatorem PID

OKREŚLENIE CZASU MIESZANIA WIELOSKŁADNIKOWEGO UKŁADU ZIARNISTEGO PODCZAS MIESZANIA Z RECYRKULACJĄ SKŁADNIKÓW

STARE A NOWE KRAJE UE KONKURENCYJNOŚĆ POLSKIEGO EKSPORTU

Modelowanie i obliczenia techniczne. Metody numeryczne w modelowaniu: Optymalizacja

W praktyce często zdarza się, że wyniki obu prób możemy traktować jako. wyniki pomiarów na tym samym elemencie populacji np.

kosztów ogrzewania lokali w budynku wielolokalowym.

mgr inż. Wojciech Artichowicz MODELOWANIE PRZEPŁYWU USTALONEGO NIEJEDNOSTAJNEGO W KANAŁACH OTWARTYCH

PROGNOZOWANIE KSZTAŁTOWANIA SIĘ MIKROKLIMATU BUDYNKÓW INWENTARSKICH MOśLIWOŚCI I OGRANICZENIA

Department of Civil Engineering and Geodesy WULS SGGW

Pomiar mocy i energii

Metody badań kamienia naturalnego: Oznaczanie współczynnika nasiąkliwości kapilarnej

Transkrypt:

Budownctwo 2 Wtold Paleczek ANALIZA DOKŁADNOŚCI OBLICZANIA OBJĘTOŚCI MAS ZIEMNYCH Wprowadzene We współcześne realzowanych projektach budowlanych, wykorzystujących opracowana geodezyjne, do oblczana objętośc mas zemnych stosowane są programy komputerowe zalczane do oprogramowana geodezyjnego. Spośród welu stosowanych w praktyce zawodowej można tu wymenć przykładowo: WnKalk, C-Geo, Surfer, Operat, McroMap, Bentley InRoads. Zastosowane tam algorytmy umożlwają oblczane objętośc nasypów wykopów z uwzględnenem różnych konfguracj płaszczyzn powerzchn odnesena. Otrzymywane rezultaty oblczeń z każdego z tych programów różną sę od sebe, co jest zjawskem naturalnym, bo wynkającym z różnych sposobów realzacj objętośc w przestrzen 3D stosowanych w oblczenach nżynerskch [-0]. Zgodne z normatywam [0], do oblczana objętośc mas zemnych może być stosowana metoda modelowana numerycznego z użycem elektroncznej technk oblczenowej, natomast błąd względny oblczena objętośc ne pownen przekraczać odpowedno: a) 6% objętośc dla przedzału od 0 do 20 000 m 3, b) 5% objętośc dla przedzału od 20 000 do 50 000 m 3, c) % objętośc dla przedzału 50 000 do 200 000 m 3, d) 3% objętośc dla przedzału 200 000 do 500 000 m 3, e) 2% objętośc dla przedzału ponad 500 000 m 3, natomast wartośc procentowe dla podanych granc z wyszczególnonych przedzałów można uporządkować następująco: ad a) 20 000 0,06 = 200 m 3, ad b) 50 000 0,05 = 2500 m 3, ad c) 200 000 0,0 = 8000 m 3, ad d) 500 000 0,03 = 5 000 m 3, ad e) 500 00 0,02 > 0 000 m 3.

366 W. Paleczek Trudnym do zrealzowana zadanem w cytowanej pracy [0] jest nterpretacja objętośc odnesena, względem której oblczany jest błąd względny objętośc, który zgodne z defncją błędu względnego można określć ze wzorów (a) (b) lub (0), [6]: V V V V δ (a), (b) w o w o δ V = lub procentowo V = 00 [%] Vw Vw gdze: V w - objętość odnesena (objętość wzorcowa ), V o - objętość oblczona. W rozpatrywanym tu zadanu problemem jest przyjęce objętośc odnesena (objętośc wzorcowej ) V w, względem której oblczany jest omawany błąd względny określony w norme [0].. Przegląd metod stosowanych w programach do oblczana objętośc mas zemnych Z metod algorytmcznych można tu rozróżnć następujące: metodę satk kwadratów, metodę trójkątów, metodę przekrojów pozomych, metodę przekrojów poprzecznych, metodę czworoścanów. W metodze satk kwadratów pojedyncza bryła elementarna jest zbudowana na baze ścętego sześcanu, czyl o polu powerzchn kwadratu P zmennych wysokoścach krawędz z. Objętość V bryły elementarnej oblczana jest ze wzoru: ( z + z + z + ) P 2 3 z V = (2) Kolejną jest metoda satk trójkątów oparta na baze granastosłupa ścętego o podstawe trójkąta P prostopadłych do podstawy, zmennych wysokoścach krawędz z. Objętość V bryły elementarnej oblczana jest ze wzoru: ( z + z + ) P 2 z3 V = (3) 3 W metodze przekrojów pozomych wykorzystywana jest zasada wynkająca z oblczana pól powerzchn P powstałych z dgtalzacj (dyskretyzacj, kwantowana, próbkowana) warstwc uzyskanych z przekroju płaszczyznam pozomym o ustalonej różncy wysokośc cęca warstwcowego h, w których odpowedno P 0 jest polem powerzchn warstwcy ogranczonej najmnejszą warstwcą, P jest polem powerzchn ogranczonej warstwcą o h wększą, natomast P n jest polem

Analza dokładnośc oblczana objętośc mas zemnych 367 powerzchn ogranczonej najwększą warstwcą; resztowa objętość pomędzy najwększą warstwcą punktem o najwększej wysokośc h oblczana jest przez analogę do wzoru na objętość stożka; objętość elementarną w tej metodze oblcza sę ze wzoru: ( h V = P 3 0 + P + P P + P + P + 0 + P n n 2 + P + P P P n 2 P n +... + P + P ) Pn h + 3 + + P P + +... + W przypadku metody przekrojów poprzecznych stosowana jest zasada analog jak w przypadku oblczana objętośc pryzmy (klna ścętego) o następujących właścwoścach: podstawam jej są prostokąty leżące na równoległych płaszczyznach, ścany boczne tworzą trapezy, których kąty nachylena przecwległych ścan do podstawy są sobe równe; jeśl a, b oraz a 2 b 2 są odpowedno bokam podstaw pryzmy, a h wysokoścą, to objętość pryzmy jest określona wzorem: [ a b + a b + ( a + a ) ( b + )] h 2 2 2 b2 V = (5) 6 Objętość klna, którego podstawą jest prostokąt, a ścanam bocznym dwa trapezy równoramenne dwa trójkąty równoramenne, przy oznaczenach a oraz b jako boków podstawy, natomast przez c krawędz tworzonej przez dwe podstawy trapezów, a odległej o wysokość h klna, można określć wzorem: ( 2 a + c) () h b V = (6) 6 W metodze czworoścanów objętość bryły elementarnej opsanej przez współrzędne ortokartezjańske werzchołków czworoścanu określana jest wzorem: x y z x2 y2 z2 V = det (7) 6 x3 y3 z3 x y z W zależnośc od sposobu zastosowana elementarnej bryły w algorytme oblczana objętośc jako kombnacj przedstawonych tu metod oraz w zależnośc od dokładnośc dyskretyzacj oblczanego modelu bryły otrzymywane są różne wynk. Można zauważyć, że odnesene sę do błędu względnego objętośc bryły ma sens wtedy, gdy porównawczo dysponujemy wynkem oblczeń z metody o wyższej dokładnośc.

368 W. Paleczek 2. Metody terenowe pomaru stosowane przy oblczanu objętośc mas zemnych Na wybór metody pomarów w terene składa sę wele czynnków, o których decydują rodzaj rozległość obszaru oraz dostępność sprzętu pomarowego. W praktyce nżynerskej rozróżnane są następujące metody: metoda nwelacj satkowej, metoda punktów rozproszonych, metoda nwelacj przekrojów podłużnych poprzecznych, tachmetra, metoda RTK - GPS (Real Tme Knematc - Global Poston System), metoda nterferometr radarowej, metoda skanngu laserowego. Wynk otrzymywane z trzech ostatnch metod zalczane są do najdokładnejszych. 3. Porównane wynków oblczeń objętośc bryły modelowanej z objętoścą bryły aproksymowanej Do przeprowadzena oblczeń objętośc wykorzystano klka różnych kombnacj wymenonych tu metod; w przeważających przypadkach domnował model bazujący na satce kwadratów, przekrojów ponowych czworoścanów przy jednoczesnym wykorzystanu aproksymacj powerzchn terenu z uwzględnenem nterpolacj w przekrojach ponowych za pomocą dwuwymarowych funkcj sklejanych sześcennych [5-8]. Przy modelowanu objętośc analzowanej przestrzen wykorzystano mędzy nnym funkcję określoną wzorem (8), natomast jej objętość oblczano ze wzoru (9), korzystając z metod numerycznych [5, 7, 8]. Oblczena objętośc testowych wstępne wykonano na stożkach aproksymowanych przestrzenną krzywą rozkładu normalnego (rys. a, b) oraz na ostrosłupach ścętych zblżonych kształtem do prostopadłoścanów (rys. c): F m ( x, y) n = = + exp + exp a ( b ( x x ) + exp( b ( x x ) 2 2 ( b ( ) + ( ( ) 3 y y exp b y y 2 a (8) V m N N = 0 0 F m ( x y ), dxdy (9)

Analza dokładnośc oblczana objętośc mas zemnych 369 a) b) c) Rys.. Wzualzacja stożków ścętych o zadanym promenu krzywzny podstawy aproksymowanych krzywym przestrzennym zblżonym do rozkładu normalnego (a, b) oraz ostrosłupów ścętych o podstawe prostokąta jako brył o objętoścach testowych (c) Oblczena współczynnka procentowego przeprowadzono ze wzoru (0), a uzyskane wynk zestawono w tabel : V = o δ % 00 (0) V w

370 W. Paleczek TABELA Zestawene wynków oblczeń numerycznych objętośc modelowej objętośc aproksymującej oraz błędów względnych otrzymanych wartośc przy zadanych wartoścach dopuszczalnych Lp. V o V w δ % obl δ % dop 0, 0,3 33,3 6 2 59 2 29,3 6 3 580 82 6,8 6 836 727,3 6 5 59 2 0,9 6 6 3 399 32 835,2 7 35 999 37 87 0, 3 8 559 999 578 207,2 2 Wnosk Analza oblczeń błędów względnych oblczena objętośc modelowej aproksymowanej pozwala stwerdzć, że przy objętoścach zawerających sę w przedzale od 0 do 20 000 m 3 uzyskwany błąd względny objętośc modelu jego aproksymaty znaczne przekracza wartośc dopuszczalne nezależne od kerunku oblczeń błędu względnego jako wartośc. W przypadkach newelkch objętośc (znaczne ponżej m 3 ) otrzymany błąd względny nekedy przekraczał znaczne wartość 00% - przykładem może być zestawene następujących wartośc: V w = 0,000 oraz V o = 0,00 to δ = 900% przy wartośc dopuszczalnej wynoszącej 6%. Wnosk z przeprowadzonej analzy numerycznej mogą przyczynć sę do zntensyfkowana badań nad udoskonalanem algorytmów wykorzystywanych do oblczana mas zemnych w odnesenu do wymagań normatywnych. Lteratura [] Bajkowska E. nn, Elementy geodezj w pomarach nżynerskch, Wydawnctwo Poltechnk Bałostockej, Bałystok 995. [2] Czaja J., Wybrane zagadnena z geodezj nżyneryjnej, Wydawnctwo AGH, Kraków 993. [3] Gocał J., Geodezja nżyneryjno-przemysłowa, Część I, Wydawnctwo AGH, Kraków 999. [] Jagelsk A., Podstawy geodezj nżyneryjnej. Standardy, pomary realzacyjne, trasy, objętośc, Wydawnctwo Geodps, Kraków 202. [5] Paleczek W., Mathcad w algorytmach, Akademcka Ofcyna Wydawncza EXIT, Warszawa 2005. [6] Paleczek W., Metody analzy danych na przykładach, Wydawnctwo Poltechnk Częstochowskej, Częstochowa 200.

Analza dokładnośc oblczana objętośc mas zemnych 37 [7] Paleczek W., Modelowane deformacj powerzchn terenu wskutek podzemnej eksploatacj górnczej w aspekce budownctwa na terenach górnczych, Sera Monografe Nr 252, Wydawnctwo Poltechnk Częstochowskej, Częstochowa 203. [8] Paleczek W., Zagadnena teoretyczno-emprycznych analz modelowana deformacj terenów górnczych, Sera Monografe Nr 208, Wydawnctwo Poltechnk Częstochowskej, Częstochowa 20. [9] Poręba M., Nowoczesne metody pomarów mas zemnych, Archwum Fotogrametr, Kartograf Teledetekcj AGH, Kraków 2009. [0] Rozporządzene Mnstra Gospodark z dna 9 czerwca 2002 r. w sprawe dokumentacj mernczo-geologcznej, Dz.U. 02.92.89; Część IV, pkt.3.8. Streszczene Przedstawono przegląd metod stosowanych do oblczana objętośc mas zemnych. Podano wartośc dopuszczalne błędów względnych przy oblczanu mas zemnych według norm. Porównano wartośc otrzymane z oblczeń z normam. Słowa kluczowe: oblczane objętośc mas zemnych, metody numeryczne, algorytmy w budownctwe, procedury środowska MathCAD Analyss of the calculaton accuracy of sol mass volume Summary The artcle provdes an overvew of the methods used to calculate sol mass volume. Admssble values of relatve errors n the sol mass calculaton accordng to standard values were gven. Calculated values were compared wth norms. Keywords: calculaton of sol mass, numercal methods, algorthm use n archtecture, MathCAD envronment procedures