淺談?dòng)萌S計(jì)算法和微分法計(jì)算淤地壩壩體工程量

申請(qǐng)免費(fèi)試用、咨詢電話：400-8352-114

簡(jiǎn)介： 鑒于目前多數(shù)設(shè)計(jì)單位使用的橫斷面法手工計(jì)算壩體工程量的方法存在效率低、準(zhǔn)確×不高等問(wèn)題，結(jié)合工作實(shí)際，在假定壩體橫斷面均勻的前提下，提出了計(jì)算壩體工程量的新方法——三維計(jì)算法和微分法，詳細(xì)的介紹了三維計(jì)算法的計(jì)算原理與方法、微分法的具體應(yīng)用及三維計(jì)算法和微分法計(jì)算淤地壩壩體工程量的特點(diǎn)。
關(guān)鍵字：淤地壩 工程量 橫斷面法 三維計(jì)算法 微分法

   淤地壩工程量計(jì)算是黃土高原地區(qū)淤地壩建設(shè)的關(guān)鍵步驟之一，工程量的大小直接關(guān)系到項(xiàng)目的投資，是項(xiàng)目重要的參數(shù)之一。但是目前多數(shù)設(shè)計(jì)單位在壩系可研階段常采用橫斷面法手工計(jì)算淤地壩壩體工程量，清基和削坡所涉及岸坡邊界的確定是比較困難的，在計(jì)算壩體碾壓土方時(shí)也相對(duì)比較繁瑣、容易出錯(cuò)，效率也不高。有沒(méi)有更好的辦法來(lái)解決目前淤地壩工程量計(jì)算中存在的問(wèn)題呢？
1  淤地壩壩體工程量計(jì)算新方法的尋求
計(jì)算淤地壩壩體工程量主要是計(jì)算壩體的清基土方、削坡土（石）方、結(jié)合槽開(kāi)挖土（石）方以及壩體碾壓土方。目前，壩體工程量計(jì)算主要有三種方法，即地形圖法、橫斷面法和經(jīng)驗(yàn)估算法。地形圖法計(jì)算工作量較大而且計(jì)算速度較慢，而經(jīng)驗(yàn)估算法計(jì)算結(jié)果又比較粗，因此目前主要采用橫斷面法手工計(jì)算即橫斷面法進(jìn)行計(jì)算。橫斷面法與地形圖法相比，計(jì)算起來(lái)更為容易，但正如前面所提及的清基、削坡邊界問(wèn)題難以確定，加之計(jì)算過(guò)程仍比較繁瑣，造成工作量大，準(zhǔn)確度相對(duì)不高，計(jì)算效率低。結(jié)合工作實(shí)際，在假定橫斷面均勻（即橫斷面法計(jì)算假定）的前提下，提出了計(jì)算壩體工程量的新方法——三維計(jì)算法和微分法，這種兩種算法相互結(jié)合運(yùn)用不僅解決了清基、削坡所涉及的岸坡邊界問(wèn)題，而且還起到了相互校核計(jì)算結(jié)果的目的，使淤地壩壩體工程量計(jì)算加以準(zhǔn)確，加之將兩種算法的計(jì)算過(guò)程編成程序（淤地壩工程量計(jì)算軟件系統(tǒng)），又解決了手工計(jì)算效率不高等問(wèn)題。
2  三維計(jì)算法的計(jì)算原理
三維計(jì)算法的計(jì)算原理：將淤地壩按照其壩體參數(shù)虛擬地布置在溝道中，假定所形成的三維立體在壩軸線方向是無(wú)限長(zhǎng)的，再按照不同溝道斷面（原始溝道斷面、清基斷面、削坡斷面）各自溝底最低點(diǎn)垂直于溝道斷面所在平面（壩軸線鉛垂面）所形成的直線為運(yùn)動(dòng)軌跡（如圖1），將三維立體進(jìn)行切割，即可切割成圖2一樣的不同斷面的三維幾何體（俯視圖）。通過(guò)對(duì)不同斷面所切割形成的三維幾何體體積的計(jì)算，利用不同溝道三維幾何體體積之間的關(guān)系確定清基土方、削坡土石方、壩體碾壓土方；通過(guò)計(jì)算結(jié)合槽的長(zhǎng)度確定結(jié)合槽的開(kāi)挖土石方量；根據(jù)削坡后的斷面確定壩體的壩軸線長(zhǎng)度、馬道長(zhǎng)度、溝底寬度等壩體參數(shù)。三維計(jì)算法用到的主要公式有臺(tái)體體積、三棱體體積等的計(jì)算公式，計(jì)算的關(guān)鍵是要確定清基斷面、削坡石方斷面、削坡全斷面的曲線坐標(biāo)以及三維幾何體體積。通過(guò)引入清基厚度以及削坡坡比，根據(jù)原始斷面坐標(biāo)數(shù)據(jù)以及曲線生成原理利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)算清基斷面、削坡斷面坐標(biāo)和虛擬的壩體三維幾何體（原始溝道、清基、削坡）外輪廓坐標(biāo)，再通過(guò)程序化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)批量淤地壩工程量的自動(dòng)計(jì)算。

下載全文：淺談?dòng)萌S計(jì)算法和微分法計(jì)算淤地壩壩體工程量