题 目：土方量计算方法分析英文题目: The Analysis of earthwork Calculation Method学生姓名： 付 显 钦学 号： 07013328专 业： 测绘工程指导教师：吴 华 玲第2章 常用土方计算方法研究与对比分析 第3章 常用标高设计与最小二乘法设计标高 目 录第1章 绪论第4章 总结与展望 绪 论1.1 研究背景土方工程是土木工程施工的主要工种之一，其主要目的是通过挖填土方使得建筑物的平面位置和高程满足设计要求。为了估计土方工程的工程量和费用, 通常须在地形图上根据设计标高和平面位置进行土方计算。土方工程施工具有工程量大、劳动繁重和施工条件复杂等特点，特别是大型建设项目的场地平整，土方工程量可达数百万立方米以上，施工面积达数平方公里，施工期很长。绪 论1.2 研究意义目前中国最大的土石方工程，在高低起伏的山地上建设的平整机场昆明新机场如何尽可能地减少土方量计算的误差，提高计算精度，是十分重要的，对生产实际有重大意义。昆明新机场1.3 国内外研究现状绪 论国内外已经从涉及土方量计算的三个主要方面，包括场地平土设计标高的确定、场地平土土方量的计算和土方调配等进行了单方面或者一两方面综合起来的研究，但很少从三个方面综合起来研究，且很少运用GIS技术进行建设项目土方量的计算。第2章 常用土方计算方法研究 与对比分析在计算范围内布置断面线，断面一般垂直于等高线，或垂直于大多数主要构筑物的长轴线。 两断面的间距一般小于100m，通常采用2050m。然后分别计算每个断面的填、挖方面积。计算两相邻断面之间的填、挖方量，并将计算结果进行统计。2.1断面法平均断面法公式：圆锥台体积法公式：第2章 常用土方计算方法研究 与对比分析2.2 格网法基于格网的土方计算比较简单, 它将格网单元视为平面, 采用式计算每一个单元内的土方。需要注意的是原始地形曲面和设计曲面应用相同的坐标系和格网间距。这里, HTcorner, HTedge , HTturn, HTcentre分别为角点、 边点、拐点和中点的高程值; n为格网单元总数，见图2.3其中: h1, h2 分别为方格网两端角的施工标高; a 为方格网 每边长度(m) 。第2章 常用土方计算方法研究 与对比分析2.3 DEM法DTM法有规则格网和不规则格网（TIN）两种形式，工程单位用TIN的比较多，该方法利用实测的地形碎步点、特征点进行三角构网，对计算区域按三棱柱法计算土方。该方法计算精度相对较高，精度与模型建立的逼真程度相关。但建模工程难度较大，内部计算过程复杂，对外业测设的特征点也有一定要求，要求特征点能反映地形细部和变换特征。核心是建立高程数据文件，对影响DEM质量的因素应该进行质量控制，从而确保土方量计算结果的准确性和精确性。DEM一般有两种表现形式,即基于规则格网的DEM( Grid Based DEM)和基于三角网的DEM( Triangle Based DEM)第2章 常用土方计算方法研究 与对比分析2.4 几种方法的对比分析截面法精度分析：断面法的计算公式是:格网法的精度分析：由于正方形格网法多用于白纸测图中, 故该方法必定与等高线的绘制误差有很大的关系, 此外, 用插值法求取格网角点高程时人眼分辨率、地形图比例尺都会影响插值精度, 并将最终影响土方计算的精度。DEM法的精度分析：求得格网点处的真值;选择不同的N 值,求取格网点的内插计 算值。同一位置的真值与计算值相比较,则可得到真误差:在不同的N值下,计算ij的算术平均值平均和中误差m：DEM法适用于所有场地 ,且精度较高 ,方格网法只适用于平坦场地 ;断面法适用于特别复杂的狭长带状地形场地。第3章 常用标高设计与最小二 乘法设计标高3.1 工程中常用的设计标高方法方格网法断面法经验估算法此方法是在规则的场地上，选定场地坐标系统，然后沿坐标系统的基轴，将场地分成适当大小的方格，坐标轴要与场地上的大多数建、构筑物之轴线保持垂直或平行关系。采用将场地全部标高提高或降低同一高度的办法确定场地平土标高根据场地的原自然地形、生产运输和排水等条件，在尽量减少土石方工程量并使土方基本平衡的原则下，凭设计者的实践经验，初步估计出场地设计地面平土标高，并按此标高进行土方的计算和平衡第3章 常用标高设计与最小二 乘法设计标高3.2 最小二乘法计算标高由于生产需要，优化场地平土标高已被人们所重视，那种凭借经验确定场地平土标高的方法被科学的计算方法所代替，特别是在计算技术发展和广泛应用，为采用数学方法最小二乘法计算场地平土标高提供了方便的条件。第3章 常用标高设计与最小二 乘法设计标高3.3最小二乘法的优缺点优点： 1、平整土方量最小和挖填平衡的效果，使平整 场地设计接近于客观实际。2、可以得到场地的最佳平土标高。3、易于方便实现场地平土标高的自动优化，达到填挖平衡，且计算速度快，修改调整简便易行。缺点：1、计算工作量较大、较繁琐的一种方法，用人工计算实现十分困难。只有借助于电子计算机技术。2、必须对已经优化的场地平土标高进行实际调整和修正，才能达到较好的使用效果 3、实践中有些场地要求平整成几个折面或者曲 面，这种情况下，最小二乘法将失效。第4章 总结与展望就现行的土石方计算方法而言，都是各有其本身的优缺点。在以后的研究中，就土石方量建模的复杂程度，计算的精度等方面，仍然有很大的研究空间。随着计算机技术的飞速发展，我相信在不久的将来，必将有更好的土方量计算方法问世。感谢各位评委老师！