土方量计算的精度分析

新疆大学毕业论文(设计)

题 目: 土方量计算方法与精度分析 指导老师: 学生姓名：

所属院系： 建筑工程学院 专 业： 测绘工程 班 级： 测绘2010-1 完成日期：

`1

摘 要

土方量计算的基本方法有断面法、方格网法和基于数字地形模型 (DTM )法。但在实际生产应用中 ,不同的方法计算的同一场地土方量数量相差较大 ,所以不同方法土方计算精度不同 ,适用范围也不一样。本文基于对工程土方量计算中的断面法、方格网法和基于数字高程模型 (DTM )法的基本原理、方法和优缺点比较分析 ,从理论上讨论它们的适用范围、条件及精度分析。结果表明 , DTM法适用于所有场地 ,且

目 录

概述要不要 放到前面呢？？？

第一章 土方工程概述 ·························································· 1

1.1土方工程的基本知识 ························································· 1 1.2土方开挖注意事项 ····························································· 3

第二章 土方量计算方法及原理 ··········································· 5

2.1断面法 ················································································ 5 2.2方格网法············································································· 5 2.3数字地面模型法 ·····································

第三节 土方工程量计算及土方施工

（内容补充）

计算土方体积的常用方法 ： （1） 用求体积公式估算 （2） 断面法 （3） 方格法 2.1用求体积公式估算

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2.2 断面法

断面法是以一组等距（或不等距）的互相平行的截面将拟计算的地块、地形单体(如山，溪涧，池，岛等)和土方工程（如堤，沟渠，路堑，路槽等）分截成“段”。分别计算这些“段”的体积。再将各段体积累加，以求得该计算对象的总土方量。 2.2.1垂直断面法

此法适用于带状地形单体或土方工程（如带状山体，水体，沟，堤，路堑，路槽等）的土方量计算。

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3

2.2.2等高面法（水平断面法）

等高面法最适于大面积的自然山水地形的土方计算。

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2.3 方格网法 （重点）

在建园过程中，地形改造除挖湖堆山，还有许多大大小小的各种用途的地坪.缓坡地需要平整。平整场地的工作是将原来高低不平的，比较破碎的地形按设计需要整理成为平坦的具有一定坡度的场地，如：停车场，集散广场，体育场、体育场、露天演出场等等。整理这类地块的土方计算最适宜用方格网法。

方格网法是把平整场地的设计工作和土方量计算工作结合在一起进行的。其工作程序是：（1）在附有等高线的施工现场地形图上做方格网,控

公式：V=1/3h(S上+√(S下*S上)+S下)

S上=140 S下=60

V=1/3*3*（140+60+√140*60）=291.65m2

基坑下底长10m，下底宽6m 基坑上底长14m ，上底宽10m 开挖深度3m ，开挖坡率1：0.5 求基坑开挖土方量 、

圆柱体：体积=底面积×高 长方体：体积=长×宽×高

正方体：体积＝棱长×棱长×棱长． 锥 体: 底面面积×高÷3

台 体: V=[ S上+√(S上S下)+S下]h÷3 球缺体积公式＝πh2(3R-h)÷3 球体积公式：V＝4πR3/3

棱柱体积公式：V＝S底面×h＝S直截面×l （l为侧棱长,h为高) 棱台体积：V=〔S1＋S2＋开根号（S1*S2）〕／3*h 注：V：体积；S1：上表面积；S2：下表面积；h：高。 ------

几何体的表面积计算公式 圆柱体:

表面积:2πRr+2πRh 体积:πRRh (R为圆柱体上下底圆半径,h为圆柱体高) 圆锥体: 表面积:πRR+πR[(hh+RR)的平方根] 体积: πRRh/3 (r为圆锥体低圆半径,h为其高, 平面图形

名称 符

太原理工大学阳泉学院

毕业设计说明书

毕业生姓名 ： 侯生辉 专业 ： 测绘工程 学

号 ：

0504111005 指导教师 : 张世强 所属系（部） ：

资源开发系

二〇〇九年五月

I

太原理工大学阳泉学院

毕业设计评阅书

题目： 土方量计算方法的比较与研究

资源 系 测绘工程 专业 姓名 侯生辉

设计时间：200 9年 3月 24日--2009 年 6 月 1 日

评阅意见：

成绩：

指导教师： （签字）

职 务：

200 年 月 日

I

太原理工大学阳泉学院

毕业设计答辩记录卡

资源 系 测绘工程 专业 姓名 侯生辉

答 辩 内 容

问 题 摘 要 评 议 情 况 记录员： （签名）

成 绩 评 定

指导教师评定成绩 答辩组评定成绩 综合成绩 注：评定成绩为1

南方CASS9.0 土方量的计算操作流程

DTM法土方计算

由DTM模型来计算土方量是根据实地测定的地面点坐标（X，Y，Z）和设计高程，通过生成三角网来计算每一个三棱锥的填挖方量，最后累计得到指定范围内填方和挖方的土方量，并绘出填挖方分界线。

DTM法土方计算共有三种方法，一种是由坐标数据文件计算，一种是依照图上高程点进行计算，第三种是依照图上的三角网进行计算。前两种算法包含重新建立三角网的过程，第三种方法直接采用图上已有的三角形，不再重建三角网。下面分述三种方法的操作过程：

1. 根据坐标计算

? 用复合线画出所要计算土方的区域，一定要闭合，但是尽量不要拟合。因为拟合过的曲线在进行土方计算时会用折线迭代，影响计算结果的精度。

? 用鼠标点取“工程应用\\DTM法土方计算\\根据坐标文件”。 ? 提示：选择边界线 用鼠标点取所画的闭合复合线弹出如图7-3土方计算参数设置对话框。

图7-3土方计算参数设置

区域面积：该值为复合线围成的多边形的水平投影面积。 平场标高：指设计要达到的目标高程。

边界采样间隔：边界插值间隔的设定，默认值

一、 基坑土方量计算公式

公式：V=1/3h(S上+√(S下*S上)+S下)

例如： S上=140 S下=60

V=1/3*3*（140+60+√140*60）=291.65m2

基坑下底长10m，下底宽6m 基坑上底长14m ，上底宽10m 开挖深度3m ，开挖坡率1：0.5 求基坑开挖土方量 、

圆柱体：体积=底面积×高

长方体：体积=长×宽×高

正方体：体积＝棱长×棱长×棱长．

锥 体: 底面面积×高÷3

台 体: V=[ S上+√(S上S下)+S下]h÷3

球缺体积公式＝πh2(3R-h)÷3

球体积公式：V＝4πR3/3

棱柱体积公式：V＝S底面×h＝S直截面×l （l为侧棱长,h为高)

棱台体积：V=〔S1＋S2＋开根号（S1*S2）〕／3*h

注：V：体积；S1：上表面积；S2：下表面积；h：高。

二、几何体的表面积计算公式

圆柱体: 表面积:2πRr+2πRh 体积:πRRh (R为圆柱体上下底圆半径,h为圆柱体高) 圆锥体:

表面积:πRR+πR[(hh+RR)的平方根] 体积: πRRh/3 (r为圆锥体低圆半径,h为其高, 平面图形

平整场地: 建筑物场地厚度在±30cm以内的挖、填、运、找平.

1、平整场地计算规则

（1）清单规则：按设计图示尺寸以建筑物首层

公式： V=1/3h(S 上+√(S 下*S 上)+S 下)

S 上=140 S 下=60

V=1/3*3*（140+60+√140*60）=291.65m2

基坑下底长 10m， 下底宽 6m 基坑上底长 14m ， 上底宽 10m 开挖深度 3m ， 开挖坡率1： 0.5 求基坑开挖土方量 。

圆柱体： 体积=底面积×高

长方体： 体积=长×宽×高

正方体： 体积＝棱长×棱长×棱长．

锥 体: 底面面积×高÷3

台 体: V=[ S 上+√(S 上 S 下)+S 下]h÷3

球缺体积公式＝πh2(3R-h)÷3

球体积公式： V＝4πR3/3

棱柱体积公式： V＝S 底面×h＝S 直截面×l （l 为侧棱长,h 为高)

棱台体积： V=〔S1＋S2＋开根号（S1*S2） 〕 ／ 3*h

注： V： 体积； S1： 上表面积； S2： 下表面积； h： 高。

几何体的表面积计算公式

圆柱体:

表面积:2πRr+2πRh 体积:πRRh (R 为圆柱体上下底圆半径,h 为圆柱体高) 圆锥体:

表面积:πRR+πR[(hh+RR)的平方根] 体积: πRRh/3 (r 为圆锥体低圆半径,h 为其高, 平面图形

名称 符号 周长 C 和面积 S

正方形 a—边长 C＝4a S＝a2

1.估计样本量的决定因素 1.1 资料性质

计量资料如果设计均衡,误差控制得好,样本可以小于30例; 计数资料即使误差控制严格,设计均衡, 样本需要大一些,需要30-100例。 1.2 研究事件的发生率

研究事件预期结局出现的结局（疾病或死亡），疾病发生率越高，所需的样本量越小，反之就要越大。 1.3 研究因素的有效率

有效率越高，即实验组和对照组比较数值差异越大，样本量就可以越小，小样本就可以达到统计学的显著性，反之就要越大。 1.4 显著性水平

即假设检验第一类（α）错误出现的概率。为假阳性错误出现的概率。α越小，所需的样本量越大，反之就要越小。α水平由研究者具情决定，通常α取0.05或0.01。 1.5 检验效能

检验效能又称把握度，为1－β，即假设检验第二类错误出现的概率，为假阴性错误出现的概率。即在特定的α水准下，若总体参数之间确实存在着差别，此时该次实验能发现此差别的概率。检验效能即避免假阴性的能力，β越小，检验效能越高，所需的样本量越大，反之就要越小。β水平由研究者具情决定，通常取β为0.2，0.1或0.05。即1－β=0.8，0.1或0.95，也就是说把握度为80%，90%或95%。

1.6 容许的误差（δ）

如果调查均数时，

用EXCEL电子表格进行水文计算中的洪量示例

概化七点综合单位线法计算表说明 计算项目 流域面积F 河流长度L 流域形状系数ψ 基 涨水历时t 本 最大洪峰流量q m 数 据 上涨历时洪量系数Kw 上涨洪峰系数Ka 上涨历时系数Kt 峰顶滞时b 上涨拐点历时Ta 上涨拐点洪峰qa 退水第一拐点系数Kb 退水第一拐点历时Tb h 退水第一拐点洪峰qb m3/s 总历时T 单位 2 km km h m3/s 计算公式 数值 6.2 3 0.7 1.57 11 图19 0.28 图21 0.23 图20 h h m3/s 0.26 图20 0.19 图22 1.05 2.5312

T 0 1.05 1.57 1.8 2.76 3.13 6.03

ψ =F/L2 t=2.78F/qm

涨 水 拐 退 水 第 一 拐 点 退 水 第 二 拐 点

Ta=(1-2Kw+Ka)t qa=Kaqm Kb=(1-2Kw)/(1/Kt-2) Tb=(2-Kb)t qb=Kbqm T=t/Kt qc1=qb(T-2t)/(T-Tb)3

0.24 2.76 2.62 6.03 2.32 1.83 3.13 6.03 0洪峰(m3/s) 10 8 6 4 2 00

退水第二拐点洪峰q