search query: @supervisor Rinne, Mikael / total: 66
reference: 21 / 66
| Author: | Tanttu, Kimmo |
| Title: | Kallionpintamallin luotettavuuden analysointi porakonekairausten määrän ja laadun perusteella |
| Reliability of rock surface model in terms of quantity and quality of percussion drillings | |
| Publication type: | Master's thesis |
| Publication year: | 2015 |
| Pages: | 68 s. + liitt. 17 Language: fin |
| Department/School: | Insinööritieteiden korkeakoulu |
| Main subject: | Pohja- ja kalliorakentaminen (IA3028) |
| Supervisor: | Rinne, Mikael |
| Instructor: | Häkkinen, Ilona |
| Electronic version URL: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201504082225 |
| Location: | P1 Ark Aalto 9421 | Archive |
| Keywords: | rock surface model Monte Carlo simulation percussion drilling kallionpintamalli Monte Carlo -simulointi porakonekairaus kolmioverkko |
| Abstract (eng): | Compared to most other countries, the bedrock in Finland lies in close proximity to ground surface. The depth of bedrock affects the design process of various structures in numerous ways, and thus, rock level locations should be known as accurately as possible. Today, as the design process is increasingly shifting towards building information models, it is common to create a 3D rock surface model to facilitate design. Rock surface is typically modelled out of percussion drillings as triangulated irregular network. The aim of this study was to evaluate how reliably rock surface can be modelled based on percussion drilling results. Furthermore, the effect of percussion drilling errors, drilling densities, and different geological environments on the reliability was studied. Error distributions were defined for percussion drillings utilizing data acquired from four Finnish construction sites. Based on these error distributions, percussion drilling grids and further, estimated rock surface models were simulated. Estimated rock surface models were compared to measured rock surface models in terms of volume differences and maximum deviations. This simulation process was repeated hundreds of times in accordance with Monte Carlo method. Study showed that percussion drillings contained errors quite commonly: mean errors varied from roughly 0,05 meters to as much as 0,46 meters. Thus, rock surface models created solely on percussion drillings can never be considered as completely accurate. The errors in percussion drillings seemed to have a significant impact on the reliability in volume difference analyses, but not so much in maximum deviations analyses. The drilling density was the most important variable in terms reliability of the rock surface model. As expected, its effect on the reliability became even larger as the rock surface topography became more small-featured. Based on the maximum deviations analysis, in order to define the rock surface model accurately, the distance between percussion drillings should not exceed 5 meters. However, if the rock surface information is required solely for rock mass quantity calculations, percussion drilling density of 15-30 meters should be enough to achieve results with sufficient accuracy. The exact drilling density depends on the total rock mass requiring detachment. |
| Abstract (fin): | Kallionpinta sijaitsee Suomessa useimpiin muihin maihin verrattuna hyvin lähellä maanpintaa. Kallionpinnan syvyys vaikuttaa infra- ja rakennushankkeiden suunnitteluun monin tavoin, minkä takia sen sijainti tulisi tuntea mahdollisimman luotettavasti. Nykyään, suunnittelun siirtyessä enenevissä määrin mallipohjaiseksi, suunnittelua varten kallionpinnasta laaditaan usein kolmiulotteinen kallionpintamalli. Kallionpintamalli rakennetaan tyypillisesti porakonekairaustuloksiin pohjautuvana kolmioverkkona, jota täydennetään manuaalisesti muiden pohjatutkimusmenetelmien tuloksilla. Tämän työn tarkoituksena oli arvioida, kuinka luotettavana porakonekairausten pohjalta määritettyä kallionpintamallia voidaan pitää. Lisäksi tavoitteina oli tutkia, miten porakonekairausten virheet, kairausverkon tiheys, sekä geologiset olosuhteet vaikuttavat kallionpintamallin luotettavuuteen. Tutkimuksessa porakonekairauksille määritettiin virhejakaumat neljästä todellisesta kohteesta saatuja pohjatutkimus- ja mittausaineistoja hyödyntämällä. Virhejakaumien pohjalta simuloitiin eri tiheyksillä porakonekairausverkkoja, joista laadittiin arvioidun kallionpinnan mallit. Näitä malleja verrattiin mitattuihin kallionpintamalleihin käyttämällä kahdenlaisia virhefunktioita: tilavuuseroja ja suurimpia poikkeamia. Simulointiprosessia toistettiin satoja kertoja Monte Carlo -periaatteen mukaisesti. Tutkimuksessa havaittiin porakonekairausten sisältävän usein virheitä: pienimmillään keskimääräisen virheen suuruus oli noin 0,05 metriä ja enimmillään jopa noin 0,46 metriä. Tämän seurauksena porakonekairauksista laadittua kallionpintamalliakaan ei voida missään tilanteessa pitää täysin luotettavana. Porakonekairausten virheiden todettiin vaikuttavan pintamallien välisiin tilavuuseroihin, mutta ei niinkään suurimpiin poikkeamiin niiden välillä. Kairausverkon tiheyden todettiin olevan pintamallin luotettavuuden kannalta tärkein muuttuja, ja sen vaikutus oli odotetusti sitä suurempi mitä pienipiirteisempi kallionpinnan topografia oli. Poikkeamatarkastelun perusteella arvioitiin, että mikäli arvioitu kallionpintamalli halutaan määrittää tarkasti, on kairauksia syytä tehdä vähintään 5 metrin välein. Kun kallionpintatietoa tarvitaan ainoastaan massalaskentaan, riittävä tarkkuustaso arvioitiin saavutettavan noin 15-30 metrin kairaustiheydellä, louhinnan kokonaismäärästä riippuen. |
| ED: | 2015-04-19 |
INSSI record number: 51079
+ add basket
INSSI