淺談土石方工程測(cè)量與計(jì)算

東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）論文題目：淺談土石方工程測(cè)測(cè)量與計(jì)算姓名：學(xué)號(hào)：班級(jí)：年級(jí)：10級(jí)專業(yè)：測(cè)繪工程學(xué)院：測(cè)繪工程系指導(dǎo)教師：完成時(shí)間：作者聲明本人以信譽(yù)鄭重聲明：所呈交的學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下由本人獨(dú)立撰寫完成的，沒有剽竊、抄襲、造假等違反道德、學(xué)術(shù)規(guī)范和其他侵權(quán)行為。文中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注出，不包含他人成果及為獲得東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。對(duì)本設(shè)計(jì)（論文）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔(dān)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成果歸東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院所有。特此聲明。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者（簽字）：簽字日期：年月日本人聲明：該學(xué)位論文是本人指導(dǎo)學(xué)生完成的研究成果，已經(jīng)審閱過論文的全部?jī)?nèi)容，并能夠保證題目、關(guān)鍵詞、摘要部分中英文內(nèi)容的一致性和準(zhǔn)確性。學(xué)位論文指導(dǎo)教師簽名：年月日淺談土石方工程測(cè)量與計(jì)算鄧小淵DiscussionontheComparisonofCalculationMethodsandthemeasurementofCubicMeterofEarthandStoneQuantitiesDengxiaoyuan2014年5月28日東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院本科畢業(yè)論文淺談土石方工程測(cè)量與計(jì)算摘要摘要在建筑工程中，土方量工程是一個(gè)不可缺少的模塊。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的日益成熟，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)和全站儀相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)，能夠高效快速的對(duì)土方量進(jìn)行計(jì)算。本文從兩個(gè)方面著手，數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理來討論這個(gè)問題，在數(shù)據(jù)采集方面提出免定向測(cè)量方法，在數(shù)據(jù)處理方面，重點(diǎn)講述格網(wǎng)法和DTM法計(jì)算土方，并把土方工程分為兩類即測(cè)區(qū)有圓弧和測(cè)區(qū)沒有圓弧，通過控制變量法和比較分析法，得出理想結(jié)果，并在計(jì)算土方時(shí)建議使用兩種方法計(jì)算，取差值較小的一組，數(shù)據(jù)為計(jì)算結(jié)果。關(guān)鍵詞：土方量工程；數(shù)據(jù)采集；控制變量法；對(duì)比分析東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院本科畢業(yè)論文淺談土石方工程測(cè)量與計(jì)算AbstractAbstractIntheconstructionengineering,earthworkengineeringisanindispensablemodule.Withthedevelopmentofcomputertechnologyanddigitaltechnologybecomesmoremature,wecangivefullplaytothecomputerandtotalstationinstrumentthatcombinestheadvantagesofefficientandfastcalculationofearthwork.Inthispaper,fromtwoaspects,ermsofdataacquisitionfromdirectionalmeasurementmethodisproposed;intheaspectofdataprocessing,withemphasisongridmethodandDTMmethodtocalculatetheearthwork,theearthworkisdividedintotwocategories-measuringareaandtheareahasnoarcbycontrollingthevariablesmethodandcomparativeanalysismethod,andgetanidealresult,andusetwomethodstocalculatetherecommendationsintheearthworkcalculation,agroupofsmallerdifference,dataforthecalculationresults.Keywords:earthworkengineering;dataacquisition;controlvariablemethod;comparativeanalysis東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院本科畢業(yè)論文淺談土石方工程測(cè)量與計(jì)算目錄目錄HYPERLINK見附錄一3.3.2格網(wǎng)法法計(jì)算實(shí)例計(jì)算實(shí)例土方量和和計(jì)算三菱柱柱體積步驟是是一樣的，甲甲方已經(jīng)告訴訴目標(biāo)高程為為36.0000m，我們進(jìn)行行設(shè)置，見截截圖3-13和計(jì)計(jì)算結(jié)果輸出出圖見截圖3-14圖3-13格網(wǎng)方方參數(shù)設(shè)置-圖3-1410mm格網(wǎng)間距格格網(wǎng)法計(jì)算結(jié)結(jié)果顯示邊界不存在圓弧，故故不要考慮折折線內(nèi)插角，采采用不同格網(wǎng)網(wǎng)間距依次其其土方量，繪繪制成散點(diǎn)圖圖，見圖3-15。圖3-15不同格網(wǎng)網(wǎng)間距格網(wǎng)法法下的實(shí)例土土方計(jì)算量散散點(diǎn)圖3.3.3TEEM法計(jì)算實(shí)例例TEM法計(jì)算實(shí)例例土方量和計(jì)計(jì)算三菱柱的的具體步驟是是一樣的，參參數(shù)設(shè)置截圖圖見圖3-15，計(jì)算結(jié)果果顯示見圖3-16和圖3-17圖3-15DTTM法參數(shù)設(shè)置置圖3-165mm格網(wǎng)間距DTM法計(jì)算結(jié)果果顯示圖3-117DTTM法格網(wǎng)間距5m計(jì)算結(jié)果顯顯示二dtmtff.log文件截圖采用不同格網(wǎng)間距距，TEM法計(jì)算結(jié)果果繪制成散點(diǎn)點(diǎn)圖，橫坐標(biāo)標(biāo)表示格網(wǎng)間間距，單位為為m，縱坐標(biāo)表表示計(jì)算土方方量，單位為為m3，見圖3-18。表3-18不同格網(wǎng)網(wǎng)間距TEM法實(shí)例的土方方量散點(diǎn)圖東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院本科畢業(yè)論文土石方工程測(cè)量與計(jì)算第四章數(shù)據(jù)分析第四章數(shù)據(jù)分析析4.1數(shù)據(jù)匯總總由于所選的三棱柱柱和四分之一一圓柱的體積積是已知的，我我們可根據(jù)公公式(4--1)其中a,b,h依次代代表三棱柱的的底，長(zhǎng)和高高，本文中分分別為20,300,10(4-2))R代表圓柱的底半徑徑，H代表圓柱的的高。本文中中半徑為100，高為50。根據(jù)公式可計(jì)算出出理想模型的的真值于是我們結(jié)合第三三章結(jié)果可有有下表4-1，表4-2，表4-3，表4-4，表4-5表4-1DTTM法不同間距距下的三棱柱柱的體積計(jì)算算值與理論值值比較格網(wǎng)間距（dx=dy）/mm計(jì)算體積/m3差值（理論值-計(jì)算值）/m3誤差（差值/理論值）/％2.530000053000007.5300000103000001530000020300000表4-2格網(wǎng)網(wǎng)法不同格網(wǎng)網(wǎng)間距下的三三棱柱的體積積計(jì)算值與理理論值比較格網(wǎng)間距（dx=dy）/mm計(jì)算體積/m3差值（理論值-計(jì)算值）/m3誤差（差值/理論值）/％2.52970301.052818.5181.56.057.526703301110225075025151319168156.3201187181360.4補(bǔ)充說明折線內(nèi)插插角的定義，電電腦是識(shí)別線線段的，當(dāng)存存在圓弧時(shí)，我我們需要把圓圓弧轉(zhuǎn)化為折折線，相同弧弧度等分，這這個(gè)等分角即即稱折線內(nèi)插插角。表4-3格格網(wǎng)法不同格格網(wǎng)間距下1/4圓柱的體積積計(jì)算值與理理論值比較（折線內(nèi)插角5°°）格網(wǎng)間距（dx=dy）/mm計(jì)算體積/m3差值（理論值-計(jì)計(jì)算值）/m3誤差（差值/理論值）/％2.5392254.22444.8820.1135392254.22444.8820.1137.5392254.22444.8820.11310392254.22444.8820.11315392254.22444.8820.11320392254.22444.8820.113表4-4TTDM法不同格網(wǎng)網(wǎng)間距下1/4圓柱的體積積計(jì)算值與理理論值比較（折線內(nèi)插角5°°）格網(wǎng)間距（dx=dy）/mm計(jì)算體積/m3差值（理論值-計(jì)計(jì)算值）/m3誤差（差值/理論值）/％2.5392254.22444.8820.1135392254.22444.8820.1137.5392254.22444.8820.11310392254.22444.8820.11315392254.22444.8820.11320392254.22444.8820.113表4-5TDMM法不同折線線內(nèi)插角四分分之一圓柱的的體積計(jì)算值值與理論值比比較（格網(wǎng)間距為100m）折線內(nèi)插角/°計(jì)算體積/m3差值（理論值-計(jì)計(jì)算值）/m3誤差（差值/理論值）/％2.5392569.77129.3820.0325392254.22444.8820.1137.5391746.66952.4820.24210391088.551610.28550.41015389404.993294.18220.83920386273.556425.58221.636由于所選實(shí)例撫州州鳳凰城棚改改方房8#號(hào)樓土方工工程的真值是是無法知道的的，下面講格格網(wǎng)法和DTM法所算結(jié)果果匯總在一起起，有下表4-6。表4-6不同方方法不同間距距撫州鳳凰城城棚改方房8#號(hào)樓土方量計(jì)算結(jié)結(jié)果格網(wǎng)間距（dx=dy）/mm格網(wǎng)法計(jì)算結(jié)果/m3DTM法計(jì)算結(jié)果果/m3差值（格網(wǎng)法—DDTM法）/m32.510458.910443.1-15.86510419.110458.1-39.07.510593.610447.4146.21010418.810501.8-831511043.910484.6559.32010635.810478.2157.64.2數(shù)據(jù)分析析4.2.1縱向比比較表4-1，我們可以以驚奇的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，采用DTM法計(jì)算的結(jié)結(jié)果和真值是是一樣的，其其主要原因可可以認(rèn)為是①模型模擬數(shù)數(shù)據(jù)采取使合合理的，均勻勻分布的，特特征點(diǎn)都彰顯顯出來；②DTM對(duì)這種三菱菱柱模型的建建立是合理的的，準(zhǔn)確的。表4-2，可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，采用格網(wǎng)網(wǎng)法計(jì)算這種種模型時(shí)，存存在誤差的，這這種誤差是有有規(guī)律的，格格網(wǎng)間距越小小，誤差就小小。同時(shí)我們們發(fā)現(xiàn)，去掉掉最后兩組誤誤差較大數(shù)據(jù)據(jù)，采用二次次多項(xiàng)式擬合合，最小二乘乘法原理會(huì)有有下圖4-1結(jié)果。擬合度度R2=0.9866，曲線擬合合還行，當(dāng)格格網(wǎng)間距趨近近于0是，體積為2918m33，與真值是是比較接近的的。圖4-1格網(wǎng)法計(jì)計(jì)算三菱柱體體積數(shù)據(jù)擬合合表4-3我們采用控控制變量法，控控制折線內(nèi)插插角，采用格格網(wǎng)法計(jì)算，改變格網(wǎng)間距，結(jié)果發(fā)現(xiàn)誤差是一定的，不隨方格格網(wǎng)間距增大而變化；表4-4，同表4--3一樣，不同同的是采用DTM方法計(jì)算，結(jié)結(jié)果是類似的的，并且結(jié)果果是一樣的，誤誤差也是一定定的，不隨三三角網(wǎng)格網(wǎng)間間距增大而變變化；表4-5，也是采用用控制變量法法，控制格網(wǎng)網(wǎng)間距，我們們可以發(fā)現(xiàn)，折折線內(nèi)插角越越大，誤差越越大，但是這這樣誤差變化化是不大的；；同樣采用二次多項(xiàng)項(xiàng)式擬合和最最小二乘法原原則下可得下下圖4-2，知R2==0.9997＞0.99且當(dāng)內(nèi)插角角趨近于0時(shí)，V趨近于3925000，這個(gè)值的的誤差為0.0511%，幾乎為零零！4--211/4圓柱體積/m3與折線內(nèi)內(nèi)插角/°的關(guān)系圖表4-6我們可可以發(fā)現(xiàn)，無無論是格網(wǎng)法法還是DTM法去計(jì)計(jì)算土方量是是時(shí)大時(shí)小的的；但隨著格格網(wǎng)間距減小小時(shí)，數(shù)據(jù)有有減小的趨勢(shì)勢(shì)，表4-6及圖3-15和圖3-18有明顯顯示示。4.2.2橫向比比較表4-1和表4-22，可知在測(cè)測(cè)區(qū)邊界沒有有圓弧的情況況下，DTM法計(jì)算土方方的方法相對(duì)對(duì)精度高一些些，但有HYPERLINK附錄：實(shí)實(shí)例棚改房土土方計(jì)算數(shù)據(jù)據(jù)點(diǎn)號(hào)YXZ點(diǎn)號(hào)YXZ1502255.44309596445.66366502306.33309595842.7632502251.77309596245.59767502282.33309598844.3863502248.88309597046.5568502206309594049.544502244.11309598146.66869502200.99309594150.2765502236.11309597746.81670502194.77309593850.3526502236.11309596847.34771502187.22309593249.9627502239309596146.62472502181.44309591549.7318502233.11309595746.66173502179.77309590149.5359502213.11309594349.22574502180.33309589449.63210502211.77309593548.79575502179.33309588949.6711502214.88309593446.53476502187.66309591847.92112502229.88309593044.4777502193.77309592447.78513502242.11309593644.3178502190.44309592747.87914502250.77309593944.07579502187.88309592747.83815502254.44309592444.52880502189.44309591847.0216502252.99309592044.16681502186.44309593549.87717502261.88309592344.73882502179.44309593849.87618502274.33309592544.22183502177.22309593049.79419502270.66309593444.43684502176.77309591649.719f20502268.66309593144.23485502176.11309589549.72421502264.22309593944.21286502190309594850.02122502260.77309594743.7287502195.77309594751.25223502267.66309594444.01388502183.44309589645.48924502277.66309595343.61589502183.11309590945.89425502282.88309594844.04390502190.99309591345.34726502294.11309594743.86591502196.77309592544.97527502302.88309594743.8392502195.44309593045.035285