土方量計(jì)算方法的

土方量計(jì)算方法的探討土方量的計(jì)算是建筑工程施工的一個重要步驟。工程施工前的設(shè)計(jì)階段必須對土石方量進(jìn)行預(yù)算,它直接關(guān)系到工程的費(fèi)用概算及方案選優(yōu)。在現(xiàn)實(shí)中的一些工程項(xiàng)目中，因土方量計(jì)算的精確性而產(chǎn)生的糾紛也是經(jīng)常遇到的。如何利用測量單位現(xiàn)場測出的地形數(shù)據(jù)或原有的數(shù)字地形數(shù)據(jù)快速準(zhǔn)確的計(jì)算出土方量就成了人們?nèi)找骊P(guān)心的問題。比較經(jīng)常的幾種計(jì)算土方量的方法有：方格網(wǎng)法、等高線法、斷面法、DTM法、區(qū)域土方量平衡法和平均高程法等。1、斷面法

當(dāng)?shù)匦螐?fù)雜起伏變化較大，或地狹長、挖填深度較大且不規(guī)則的地段，宜選擇橫斷面法進(jìn)行土方量計(jì)算。

上圖為一渠道的測量圖形，利用橫斷面法進(jìn)行計(jì)算土方量時，可根據(jù)渠LL，按一定的長度L設(shè)橫斷面A1、A2、A3……Ai等。

斷面法的表達(dá)式為(1)

在（1）式中，Ai-1，Ai分別為第i單元渠段起終斷面的填(或挖)方面積；Li為渠段長；Vi為填(或挖)方體積。

土石方量精度與間距L的長度有關(guān)，L越小，精度就越高。但是這種方法計(jì)算量大,尤其是在范圍較大、精度要求高的情況下更為明顯;若是為了減少計(jì)算量而加大斷面間隔，就會降低計(jì)算結(jié)果的精度;所以斷面法存在著計(jì)算精度和計(jì)算速度的矛盾。

2、方格網(wǎng)法計(jì)算

對于大面積的土石方估算以及一些地形起伏較小、坡度變化平緩的場地適宜用格網(wǎng)法。這種方法是將場地劃分成若干個正方形格網(wǎng)，然后計(jì)算每個四棱柱的體積，從而將所有四棱柱的體積匯總得到總的土方量。在傳統(tǒng)的方格網(wǎng)計(jì)算中，土方量的計(jì)算精度不高?，F(xiàn)在我們引入一種新的高程內(nèi)插的方法，即楊赤中濾波推估法。

2.1楊赤中推估

楊赤中濾波與推估法就是在復(fù)合變量理論的基礎(chǔ)上，對已知離散點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行二項(xiàng)式加權(quán)游動平均，然后在濾波的基礎(chǔ)上，建立隨即特征函數(shù)和估值協(xié)方差函數(shù)，對待估點(diǎn)的屬性值（如高程等）進(jìn)行推估。

2.2待估點(diǎn)高程值的計(jì)算

首先繪方格網(wǎng),然后根據(jù)一定范圍內(nèi)的各高程觀測值推估方格中心O的高程值。繪制方格時要根據(jù)場地范圍繪制。

由離散高程點(diǎn)計(jì)算待估點(diǎn)高程為（2）

其中，為參加估值計(jì)算的各離散點(diǎn)高程觀測值，為各點(diǎn)估值系數(shù)。而后進(jìn)一步求得最優(yōu)估值系數(shù)，進(jìn)而得到最優(yōu)的高程估值。憲

酬2.雪3弊挖（填）頂土方量區(qū)抗域面積的桿計(jì)算蠅

撞更如果，土醒方量計(jì)算寇的面積為隔不規(guī)則邊翁界的多邊盆形。那么堂在面積進(jìn)賤行計(jì)算時英，先對判臟斷方格網(wǎng)毯中心點(diǎn)是爪否在多邊并形內(nèi)，如鑰果在，那扶么就要計(jì)貨算該格網(wǎng)楚的面積，沈否則可以袋將該格網(wǎng)棉面積略去巨。漢

腰屋如彈圖溪3括所示，首坐先對格網(wǎng)蘋中心岸點(diǎn)劉P但進(jìn)行判斷容，可以采盆用垂線法南，即薦過口P焰（哀）點(diǎn)作平存行皂于泉y珠軸向下的智射線龍

營銀設(shè)多邊形逆任意一邊象的端點(diǎn)為市，令艦

秤(1鵲)漢當(dāng)址δ殺<削0換時，黎若住y>燥，則射線鋼與該邊有觸交融點(diǎn)帖,砌否則無交綁點(diǎn)妹,念若兄y=福，則言知膊P潔在多邊形怨上沫。膀

知(2喬)劈當(dāng)疾δ岔=廢0蓮時，婦若絞x=皇，則豪當(dāng)成y>賭時，二者圓有交濟(jì)點(diǎn)育(要酷)版，安當(dāng)莖y<炮時，不予炭考慮。彎當(dāng)返y=抬時，說括明禽P猾在多邊形爭上。咐若午x=虎，方法同薯上北。遼

詠(3盤)靜當(dāng)蒸δ由>忍0腿時，不予增考慮。探

芹婦對多邊形牛各邊進(jìn)行侄上述判斷唯，并統(tǒng)計(jì)話其交點(diǎn)個親數(shù)臟m圾，洪當(dāng)朋m蓄為奇數(shù)時棕，炎則華P抬在多邊形語內(nèi)部，否頌則孔P父不在多邊縣形內(nèi)部。寫

栽婦通過對圖匠中義、跑點(diǎn)的判斷拉可以知道長，賓位于多邊澇形內(nèi)，抹位于多邊弱形外。那泊么，講所在的格騎網(wǎng)的面積數(shù)要進(jìn)行計(jì)莫算，而個所在的格佩網(wǎng)的面積療則可以略墻去。郊

澤御然后利用猛楊赤中濾盾波推估法惜求得的每蕉個方格網(wǎng)撕的中心點(diǎn)憤的高程值餡與格網(wǎng)面哭積進(jìn)行計(jì)愛算。染即別=

落（頁3賀）忘

荷i悄j露表示粱第咐i嘉行乎j罵列的小方潮格網(wǎng)是，址a移，荒b較為格網(wǎng)的競邊長，最返后匯總土情方量。謹(jǐn)

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絹

控廣表趣1槳楊赤中雜法與其它閱方法內(nèi)插難精度比較腐

肢3蟻、祝DT襖M謹(jǐn)法（不規(guī)穴則三角網(wǎng)釘法）疊

胸拐不規(guī)則三邊角羅網(wǎng)鉆(TIN匯)攝是數(shù)字地默面模率型澤DT歌M佳表現(xiàn)形式原之一，該流法利用實(shí)戰(zhàn)測地形碎贊部點(diǎn)、特購征點(diǎn)進(jìn)行哀三角構(gòu)網(wǎng)傻，對計(jì)算爭區(qū)域按三獄棱柱法計(jì)算算土方。啄

砍春基于不規(guī)蕩則三角形園建模是直款接利用野孟外實(shí)測的寫地形特征養(yǎng)點(diǎn)癢(常離散堡點(diǎn)魄)戰(zhàn)構(gòu)造出鄰筑接的三角猶形，組成褲不規(guī)則三棟角網(wǎng)結(jié)構(gòu)架。相對于思規(guī)則格網(wǎng)責(zé)，不規(guī)則漸三角網(wǎng)具嫁有以下優(yōu)口點(diǎn)歐：鄭拜三角網(wǎng)中蒼的點(diǎn)和線讓的分布密騰度和結(jié)構(gòu)召完全可以吊與地表的弄特征相協(xié)木調(diào)，直接閘利用原始啊資料作為識網(wǎng)格結(jié)積點(diǎn)免;圣不改變原演始數(shù)據(jù)和政精文度權(quán);餅?zāi)軌虿迦朊氲匦跃€以辣保存原有妨關(guān)鍵的地令形特明征界,涌以及能很鋤好地適應(yīng)朽復(fù)雜、不硬規(guī)則地形禮，從而將去地表的特減征表現(xiàn)得正淋漓盡致哀等。因此錫在利凱用誦T1N熱槐算出的土扮方量時就綱大大提高楚了計(jì)算的斯精度。校

冠3.害1弊三角網(wǎng)的維構(gòu)建雞

抖胞對于不規(guī)團(tuán)則三角網(wǎng)洞的構(gòu)建在傅這里采用碑兩級建網(wǎng)吹方式。裹

雅專第一步，喜進(jìn)行包括答地形特征結(jié)點(diǎn)在內(nèi)的欄散點(diǎn)的初耳級構(gòu)網(wǎng)。獄

迅剝一般來說店，傳統(tǒng)涉的趟TI夫N每生成算法誓主要有邊數(shù)擴(kuò)展壘法險(xiǎn),午點(diǎn)插入挺法起,解遞歸分割偉法鴿等幅,三以及它們垂的改進(jìn)算彼法。在此拾僅簡單介昏紹一下邊冊擴(kuò)展法。撕

毫私所謂邊擴(kuò)宜展法，就習(xí)是指先從驕點(diǎn)集中選鍵擇一點(diǎn)作煮為起始三升角形的一梁個端點(diǎn)，描然后找離不它距離最鼠近的點(diǎn)連傭成一個博邊優(yōu),運(yùn)以該邊為領(lǐng)基庭礎(chǔ)慌,馬遵循角度剛最大原則碗或距離最聽小原則找償?shù)降谌齻€虛點(diǎn)療,謠形成初始士三角形。怨由起始三濱角形的三案邊依次往溜外擴(kuò)捐展腸,葡漆并進(jìn)行是針否重復(fù)的依檢測，最仔后將點(diǎn)集刊內(nèi)所有的吩離散點(diǎn)構(gòu)扮成三角網(wǎng)自，直到所壩有建立的洪三角形的扇邊都擴(kuò)展期過為止。陶在生成三潑角網(wǎng)后調(diào)掉用局部優(yōu)艱化算馳法膝,糖使之最優(yōu)攻。爺

首3.2憲刊三角網(wǎng)的沾調(diào)整爪

遞捆第二步，劫根據(jù)地形蘇特征信息撲對初級三識角網(wǎng)進(jìn)行膛網(wǎng)形調(diào)整稅。這樣可躺使得建模便流程思路善清晰，易泳于實(shí)現(xiàn)。丟

激歇⑴培億地性線的個特點(diǎn)及處葡理方法價

醒勉所謂地性冷線就是指葬能充分表碗達(dá)地形形次狀的特征梯線地性線侄不應(yīng)該通繞過守TI停N歉中的任何船一個三角蝦形的內(nèi)例部物,蹈否則三角漲形就室會薄“草進(jìn)笨入抄”蜘或款“慢懸惜空長”陰于地鏡面握,租與實(shí)際地馳形不匠符蹦,忌產(chǎn)生的數(shù)堆字地面模償型稼(DTM克)顯有錯。旁

穗?yún)柈?dāng)?shù)匦跃€捕與一般地賣形點(diǎn)一道猾參加完初定級構(gòu)網(wǎng)后格，再用地騰形特征信鄰息檢查地波性線是否蝕成為了初膊級三角網(wǎng)武的邊，若館是，則不附再作調(diào)整基；否則，皇按堂圖希6害作出調(diào)整維。總之要里務(wù)必保世證匹TI丈N繭所表達(dá)的柴數(shù)字地面繭模型與實(shí)倚際地形相蒸符。物圖榴4兔約在蠅TI民N憂建模過程獸中對地性眼線的處理刑

禿躁如咸圖賓4拿（產(chǎn)a碑）所示，領(lǐng)為地性線破，它直接悼插入了三柱角形內(nèi)部莫，使得建膛立從的絞TI怎N盡偏離了實(shí)剝際地形，災(zāi)因此需要炮對地性線蝴進(jìn)行處理菊，重新調(diào)涂整三角網(wǎng)某。執(zhí)

訂遮圖熱4隨（打b給）是處理廢后的圖形事，即以地務(wù)性線為三款角邊，向魚兩側(cè)進(jìn)行怖擴(kuò)展，使美其符合實(shí)瞞際地形。閑

揚(yáng)繡⑵譜脈地物對構(gòu)舊網(wǎng)的影響吃及處理方舌法罷

諷焦等高線在網(wǎng)遭遇房屋前、道路等炎地物時需律要斷開，誘這樣在地愈形圖生討成司TI醫(yī)N兇時，除了虎要考慮地雨性線的影塑響之外，果更應(yīng)該顧品及到地物叢的影響。至一般方法包是：先按舊處理地形擺結(jié)構(gòu)線的訓(xùn)類似方法協(xié)調(diào)整網(wǎng)形續(xù)；然后，栽用督“鄙垂線呈法善”撓判別閉合玩特征線影鐘響區(qū)域內(nèi)采的三角形蝕重心是否是落在多邊尺形內(nèi)，若稍是，則消敞去該三角尸形蹦(飼在程序中習(xí)標(biāo)記該三盞角形記瞇錄厘)欲；否則保鋪留該三角兵形。經(jīng)測超試后，去逝掉了所有慨位于地物幫內(nèi)部之三燙角形，從螺而在特征晚線內(nèi)形憂成運(yùn)“杰空白陣地瘋”恨。竭

念類⑶液廢陡坎的地托形特點(diǎn)及爺處理方法狠

闊痕遭遇陡坎檢時，地形刃會發(fā)生劇膀烈的突變哄。陡坎處窄的地形特憂征表現(xiàn)為雕：在水平楊面上同一血位置的點(diǎn)圖有兩個高攔程且高差虜比較大；銜坎上坎下茂兩個相鄰北三角形共城享由兩相巨鄰陡坎點(diǎn)朵連接而成逝的邊。當(dāng)堂構(gòu)若造爽TI盟N觸時，只有責(zé)顧及陡坎偽地形的影柿響，才能損較準(zhǔn)確的輛反映出實(shí)乒際地形。浙

案奇對陡坎的盡處理如圖油所示：瞇圖臟5浮損對陡坎的譜處理餡

垮嘩如扔圖路5歡（慨a(chǎn)蕩）所示，浮點(diǎn)唯1~翁4顛為實(shí)際測好量的陡坎漠上的點(diǎn)，資每個點(diǎn)其乏實(shí)有兩個煉高程值，牛不符合實(shí)欄際的地形鹿特征。在剝調(diào)整時將董各點(diǎn)沿坎朝下方向平理移性了樂1m渡m琴，得到玉了盟5~柴8寸各點(diǎn)，其搖高程值根篇據(jù)地形圖裕量取的坎鬼下比高計(jì)企算得到。較將所有的鴉坎上、坎蹦下點(diǎn)合并栽連接成一巴閉合折線各，并分別元擴(kuò)充連接扒三角形，從即得到調(diào)猜整后的損圖王5吳（革b孫）。次

撿3.3曉輛三角網(wǎng)法揉計(jì)算土方萄量奮

孝留三角網(wǎng)構(gòu)鍬建好之后氧，用生成均的三角網(wǎng)簡來計(jì)算每憑個三棱柱鋸的填挖方繩量凳,蒸最后累積托得到指定正范圍內(nèi)填艱方和挖方濁分界線。湖三棱柱體肥上表面用夜斜平面擬助合，下表朋面均為水逢平面或參皺考面，計(jì)望算公式為私：（4）任

貪碰如醉圖毒6隆所示，稿為三角形雕角點(diǎn)填挖乏高差；畫為三棱柱收底面積。但圖鴉6旱畫土方量計(jì)盞算膀

廈

耽

咐表士2挖誼兩種方法小的具體實(shí)擊例比較浪

嘉艷表一是對勻山區(qū)的實(shí)方例比較分年析，可以斗看出鳳，診DT柴M船法的精度組較高，因古為三角網(wǎng)月能很好地但適應(yīng)復(fù)雜續(xù)、不規(guī)則慌地形，從碼而更好地煮表達(dá)真實(shí)箭的地面特酷征。但是冠要注意的靠是視DT存M突方法計(jì)算迅土方量精椅度貴高告,召但其計(jì)算蹦過程中數(shù)握據(jù)量睛大注,轉(zhuǎn)占用大量粱存儲空間字。因沃此憐,它如果地圖英本身數(shù)據(jù)載量大時就國應(yīng)慎重考梨慮是否采招用該方法腹。像

胡4數(shù)、平均高而程法氏

塌田平均高程缸法測量時化隔象20孟m踩測哀1鄰個碎步賣點(diǎn)喉,鳴把所有的禾碎步點(diǎn)高此程相加取虎平凳均競,劣作為該測怕區(qū)平均高五程。該方廟法通常被補(bǔ)施工單位設(shè)采輪用庸,丈但該方法立誤差較大穴。藥

抹5正、幾種方棵法的實(shí)例像比較屆

爽

記

獅

摧病表免3

好姐平原地區(qū)否幾種方法停填挖方量紐（我m害?減）英

補(bǔ)6釋、總結(jié)政

司墓通過對以營上幾種土言方量計(jì)算難方法的介吸紹，我們侍可以看到州一下幾點(diǎn)院：慶

竊寺⑴凡腳在較為平思坦的平原仰區(qū)和地形欄起伏不大微的場地，厘宜采用方計(jì)格網(wǎng)法。廁這種方法某計(jì)算的數(shù)嗚據(jù)量小，郵計(jì)算速度贏快，省卻蜜了旦