QHszctV0802CASS在工程中的應用-第十二課-土方量計算講解

CASS在工程中的應用第十二課

土方量計算主講：胥海濱青海交通職業(yè)技術學院QINGHAICOMMUNICATIONSTECHNICALCOLLEGE1、DTM法土方量計算由DTM模型來計算土方量是根據實地測定的地面點坐標（X，Y，Z）和設計高程，通過生成三角網來計算每一個三棱錐的填挖方量，最后累計得到指定范圍內填方和挖方的土方量，并繪出填挖方分界線。DTM法土方計算共有三種方法，一種是由坐標數(shù)據文件計算，一種是依照圖上高程點進行計算，第三種是依照圖上的三角網進行計算。前兩種算法包含重新建立三角網的過程，第三種方法直接采用圖上已有的三角形，不再重建三角網。下面分述三種方法的操作過程：1、DTM法土方量計算（1）

根據坐標計算用復合線畫出所要計算土方的區(qū)域，一定要閉合，但是盡量不要擬合。因為擬合過的曲線在進行土方計算時會用折線迭代，影響計算結果的精度。用鼠標點取“工程應用\DTM法土方計算\根據坐標文件”。提示：選擇邊界線

用鼠標點取所畫的閉合復合線。彈出土方計算參數(shù)設置對話框。1、DTM法土方量計算（1）

根據坐標計算區(qū)域面積：該值為復合線圍成的多邊形的水平投影面積。平場標高：指設計要達到的目標高程。邊界采樣間隔：邊界插值間隔的設定，默認值為20米。1、DTM法土方量計算邊坡設置：選中處理邊坡復選框后，則坡度設置功能變?yōu)榭蛇x，選中放坡的方式（向上或向下：指平場高程相對于實際地面高程的高低，平場高程高于地面高程則設置為向下放坡不能計算向內放坡。不能計算向范圍線內部放坡的工程）。然后輸入坡度值。設置好計算參數(shù)后屏幕上顯示填挖方的提示框，命令行顯示：挖方量=XXXX立方米，填方量=XXXX立方米同時圖上繪出所分析的三角網、填挖方的分界線(白色線條)。計算三角網構成詳見cass\system\dtmtf.log文件。1、DTM法土方量計算（1）

根據坐標計算關閉對話框后系統(tǒng)提示：請指定表格左下角位置:<直接回車不繪表格>用鼠標在圖上適當位置點擊，CASS10.1會在該處繪出一個表格，包含平場面積、最大高程、最小高程、平場標高、填方量、挖方量和圖形。1、DTM法土方量計算填挖方量計算結果表格DTM土方計算結果土方計算放邊坡效果圖1、DTM法土方量計算(2)

根據圖上高程點計算首先要展繪高程點，然后用復合線畫出所要計算土方的區(qū)域，要求同DTM法。用鼠標點取“工程應用”菜單下“DTM法土方計算”子菜單中的“根據圖上高程點計算”提示：選擇邊界線用鼠標點取所畫的閉合復合線。提示：選擇高程點或控制點此時可逐個選取要參與計算的高程點或控制點，也可拖框選擇。如果鍵入“ALL”回車，將選取圖上所有已經繪出的高程點或控制點。彈出土方計算參數(shù)設置對話框，以下操作則與坐標計算法一樣。1、DTM法土方量計算(3)

根據圖上的三角網計算對已經生成的三角網進行必要的添加和刪除，使結果更接近實際地形。用鼠標點取“工程應用”菜單下“DTM法土方計算”子菜單中的“依圖上三角網計算”提示：平場標高(米):輸入平整的目標高程請在圖上選取三角網:用鼠標在圖上選取三角形，可以逐個選取也可拉框批量選取?；剀嚭笃聊簧巷@示填挖方的提示框，同時圖上繪出所分析的三角網、填挖方的分界線(白色線條)。注意：用此方法計算土方量時不要求給定區(qū)域邊界，因為系統(tǒng)會分析所有被選取的三角形，因此在選擇三角形時一定要注意不要漏選或多選，否則計算結果有誤，且很難檢查出問題所在。1、DTM法土方量計算1、DTM法土方量計算(4)

計算兩期間土方兩期土方計算指的是對同一區(qū)域進行了兩期測量，利用兩次觀測得到的高程數(shù)據建模后疊加，計算出兩期之中的區(qū)域內土方的變化情況。適用的情況是兩次觀測時該區(qū)域都是不規(guī)則表面。兩期土方計算之前，要先對該區(qū)域分別進行建模，即生成DTM模型，并將生成的DTM模型保存起來。然后點取“工程應用\DTM法土方計算\計算兩期土方量”命令區(qū)提示：第一期三角網:(1)圖面選擇(2)三角網文件<2>圖面選擇表示當前平幕上已經顯示的DTM模型，三角網文件指保存到文件中的DTM模型。1、DTM法土方量計算第二期三角網:(1)圖面選擇(2)三角網文件<1>1同上，默認選1。則系統(tǒng)彈出計算結果：點擊“確定”后，屏幕出現(xiàn)兩期三角網疊加的效果，藍色部分表示此處的高程已經發(fā)生變化，紅色部分表示沒有變化。1、DTM法土方量計算(4)

計算兩期間土方兩期土方計算結果兩期土方計算效果圖2、用斷面法進行土方量計算

斷面法土方計算主要用在公路土方計算和區(qū)域土方計算，對于特別復雜的地方可以用任意斷面設計方法。斷面法土方計算主要有：道路斷面、場地斷面和任意斷面三種計算土方量的方法。2、用斷面法進行土方量計算(1)

道路斷面法土方計算第一步：生成里程文件。里程文件用離散的方法描述了實際地形。接下來的所有工作都是在分析里程文件里的數(shù)據后才能完成的。生成里程文件常用的有四種方法，點取菜單“工程應用”，在彈出的菜單里選“生成里程文件”，CASS提供了五種生成里程文件的方法，2、用斷面法進行土方量計算⑴

由縱斷面生成在CASS中綜合了以前版本由圖面生成和由縱斷面生成兩者的優(yōu)點。在生成的過程中充分體現(xiàn)靈活、直觀、簡捷的設計理念，將圖紙設計的直觀和計算機處理的快捷緊密結合在一起。

在使用生成里程文件之前，要事先用復合線繪制出縱斷面線。

用鼠標點取“工程應用\生成里程文件\由縱斷面生成\新建”。

屏幕提示：2、用斷面法進行土方量計算請選取縱斷面線：用鼠標點取所繪縱斷面線彈出對話框：中樁點獲取方式：結點表示結點上要有斷面通過；等分表示從起點開始用相同的間距；等分且處理結點表示用相同的間距且要考慮不在整數(shù)間距上的結點。橫斷面間距：兩個斷面之間的距離此處輸入20橫斷面左邊長度：輸入大于0的任意值，此處輸入15。橫斷面右邊長度：輸入大于0的任意值，此處輸入15。選擇其中的一種方式后則自動沿縱斷面線生成橫斷面線。2、用斷面法進行土方量計算其他編輯功能用法如下：添加：在現(xiàn)有基礎上添加橫斷面線。執(zhí)行“添加”功能，命令行提示：選擇縱斷面線用鼠標選擇縱斷面線；輸入橫斷面左邊長度：(米)20輸入橫斷面右邊長度：(米)20選擇獲取中樁位置方式：(1)鼠標定點(2)輸入里程<1>1表示直接用鼠標在縱斷面線上定點。2表示輸入線路加樁里程。指定加樁位置：用鼠標定點或輸入里程。2、用斷面法進行土方量計算變長：可將圖上橫斷面左右長度進行改變；執(zhí)行“變長”功能，命令行提示：選擇縱斷面線：選擇橫斷面線：選擇對象：找到一個選擇對象：輸入橫斷面左邊長度:(米)21輸入橫斷面右邊長度:(米)21，輸入左右的目標長度后該斷面變長。2、用斷面法進行土方量計算剪切：指定縱斷面線和剪切邊后剪掉部分斷面多余部分。設計：直接給橫斷面指定設計高程。首先繪出橫斷面線的切割邊界，選定橫斷面線后彈出設計高程輸入框：生成：當橫斷面設計完成后，點擊“生成”將設計結果生成里程文件。⑵

由復合線生成這種方法用于生成縱斷面的里程文件。它從斷面線的起點開始，按間距次記下每一交點在縱斷面線上離起點的距離和所在等高線的高程。2、用斷面法進行土方量計算⑶

由等高線生成這種方法只能用來生成縱斷面的里程文件。它從斷面線的起點開始，處理斷面線與等高線的所有交點，依次記下每一交點在縱斷面線上離起點的距離和所在等高線的高程。

在圖上繪出等高線，再用輕量復合線繪制縱斷面線（可用PL命令繪制）用鼠標點取“工程應用\生成里程文件\由等高線生成”。2、用斷面法進行土方量計算屏幕提示：請選取斷面線：用鼠標點取所繪縱斷面線

屏幕上彈出“輸入斷面里程數(shù)據文件名”的對話框，來選擇斷面里程數(shù)據文件。這個文件將保存要生成的里程數(shù)據。

屏幕提示：輸入斷面起始里程：<0.0>如果斷面線起始里程不為0，在這里輸入?；剀?，里程文件生成完畢。2、用斷面法進行土方量計算⑷

由三角網生成這種方法只能用來生成縱斷面的里程文件。它從斷面線的起點開始，處理斷面線與三角網的所有交點，依次記下每一交點在縱斷面線上離起點的距離和所在三角形的高程。

在圖上生成三角網，再用輕量復合線繪制縱斷面線（可用PL命令繪制）

用鼠標點取“工程應用\生成里程文件\由三角網生成”。2、用斷面法進行土方量計算

屏幕提示：請選取斷面線：用鼠標點取所繪縱斷面線屏幕上彈出“輸入斷面里程數(shù)據文件名”的對話框，來選擇斷面里程數(shù)據文件。這個文件將保存要生成的里程數(shù)據。屏幕提示：輸入斷面起始里程：<0.0>如果斷面線起始里程不為0，在這里輸入?；剀?，里程文件生成完畢。2、用斷面法進行土方量計算⑸

由坐標文件生成用鼠標點取“工程應用”菜單下的“生成里程文件”子菜單中的“由坐標文件生成”。屏幕上彈出“輸入簡碼數(shù)據文件名”的對話框，來選擇簡碼數(shù)據文件。這個文件的編碼必須按以下方法定義，具體例子見“DEMO”子目錄下的“ZHD.DAT”文件。總點數(shù)點號，M1,X坐標，Y坐標，高程[其中，代碼為Mi表示道路中心點，代碼為i表示

……

點號，M2，X坐標，Y坐標，高程點號，2，X坐標，Y坐標，高程

……

點號，Mi,X坐標，Y坐標，高程點號，i,

X坐標，Y坐標，高程

……

2、用斷面法進行土方量計算點號，1，X坐標，Y坐標，高程

該點是對應Mi的道路橫斷面上的點2、用斷面法進行土方量計算注意：M1、M2、M3各點應按實際的道路中線點順序，而同一橫斷面的各點可不按順序。屏幕上彈出“輸入斷面里程數(shù)據文件名”的對話框，來選擇斷面里程數(shù)據文件。這個文件將保存要生成的里程數(shù)據。命令行出現(xiàn)提示：輸入斷面序號:<直接回車處理所有斷面>，如果輸入斷面序號，則只轉換坐標文件中該斷面的數(shù)據；如果直接回車，則處理坐標文件中所有斷面的數(shù)據。嚴格來說，生成里程文件還可以用手工輸入和編輯。手工輸入就是直接在文本中編輯里程文件，在某些情況下這比由圖面生成等方法還要方便、快捷。但此方法要求用戶對里程文件的結構有較深的認識2、用斷面法進行土方量計算第二步：選擇土方計算類型。用鼠標點取“工程應用\斷面法土方計算\道路斷面”。點擊后彈出對話框，道路斷面的初始參數(shù)都可以在這個對話框中進行設置的2、用斷面法進行土方量計算第三步：給定計算參數(shù)。接下來就是在上一步彈出的對話框中輸入道路的各種參數(shù)，以達所需。

選擇里程文件：點擊確定左邊的按鈕（上面有三點的），出現(xiàn)“選擇里程文件名”的對話框。選定第一步生成的里程文件。橫斷面設計文件：橫斷面的設計參數(shù)可以事先寫入到一個文件中點擊：“工程應用\斷面法土方計算\道路設計參數(shù)文件”，彈出輸入界面。2、用斷面法進行土方量計算如果不使用道路設計參數(shù)文件，則在斷面設計參數(shù)輸入對話框中把實際設計參數(shù)填入各相應的位置。注意：單位均為米。點“確定”按鈕后，彈出對話框系統(tǒng)根據上步給定的比例尺，在圖上繪出道路的縱斷面，至此，圖上已繪出道路的縱斷面圖及每一個橫斷面圖，2、用斷面法進行土方量計算如果道路設計時該區(qū)段的中樁高程全部一樣，就不需要下一步的編輯工作了。但實際上，有些斷面的設計高程可能和其它的不一樣，這樣就需要手工編輯這些斷面。如果生成的部分設計斷面參數(shù)需要修改，用鼠標點取“工程應用\斷面法土方計算\修改設計參數(shù)”。2、用斷面法進行土方量計算屏幕提示：選擇斷面線這時可用鼠標點取圖上需要編輯的斷面線，選設計線或地面線均可。選中后彈出對話框，可以非常直觀的修改相應參數(shù)。2、用斷面法進行土方量計算修改完畢后點擊“確定”按鈕，系統(tǒng)取得各個參數(shù)，自動對斷面圖進行重算。如果生成的部分實際斷面線需要修改，用鼠標點取“工程應用\斷面法土方計算\編輯斷面線”功能。屏幕提示：選擇斷面線這時可用鼠標點取圖上需要編輯的斷面線，選設計線或地面線均可（但編輯的內容不一樣）。選中后彈出所示對話框，可以直接對參數(shù)進行編輯。如果生成的部分斷面線的里程需要修改，用鼠標點取“工程應用\斷面法土方計算\修改斷面里程”。2、用斷面法進行土方量計算屏幕提示：選擇斷面線這時可用鼠標點取圖上需要修改的斷面線，選設計線或地面線均可。斷面號:X,里程:XX..XXX,請輸入該斷面新里程:

輸入新的里程即可完成修改。將所有的斷面編輯完后，就可進入第四步。2、用斷面法進行土方量計算第四步：計算工程量。用鼠標點取“工程應用\斷面法土方計算\圖面土方計算”。命令行提示：選擇要計算土方的斷面圖：拖框選擇所有參與計算的道路橫斷面圖指定土石方計算表左上角位置：在屏幕適當位置點擊鼠標定點。系統(tǒng)自動在圖上繪出土石方計算表。2、用斷面法進行土方量計算并在命令行提示：

總挖方=XXXX立方米，總填方=XXXX立方米

至此，該區(qū)段的道路填挖方量已經計算完成，可以將道路縱橫斷面圖和土石方計算表打印出來，作為工程量的計算結果。2、用斷面法進行土方量計算2)

場地斷面土方計算第一步：生成里程文件。在場地的土方計算中，常用的里程文件生成方法同7.7.2中由縱斷面線方法一樣，不同是在生成里程文件之前利用“設計”功能加入斷面線的設計高程。2、用斷面法進行土方量計算第二步：選擇土方計算類型。用鼠標點取“工程應用\斷面法土方計算\場地斷面”。

點擊后彈出對話框，道路的所有參數(shù)都是在下圖對話框中進行設置的：可能用戶會認為這個對話框和道路土方計算的對話框是一樣的。實際上在這個對話框中，道路參數(shù)全部變灰，不能使用。只有坡度等參數(shù)才可用。2、用斷面法進行土方量計算第三步：給定計算參數(shù)。接下來就是在上圖彈出的對話框中輸入各種參數(shù)。選擇里程文件：點擊確定左邊的按鈕（上面有三點的），出現(xiàn)“選擇里程文件名”的對話框。選定第一步生成的里程文件。把橫斷面設計文件或實際設計參數(shù)填入各相應的位置。注意：單位均為米。點“確定”按鈕后，屏幕提示：2、用斷面法進行土方量計算點擊“確定”在圖上繪出道路的縱橫斷面圖如果道路設計時該區(qū)段的中樁高程全部一樣，就不需要下一步的編輯工作了。但實際上，有些斷面的設計高程可能和其它的不一樣，這樣就需要手工編輯這些斷面。2、用斷面法進行土方量計算如果生成的部分斷面參數(shù)需要修改，用鼠標點取“工程應用\斷面法土方計算\修改設計參數(shù)”。屏幕提示：選擇斷面線這時可用鼠標點取圖上需要編輯的斷面線，選設計線或地面線均可。彈出修改參數(shù)對話框則可以非常直觀的修改相應參數(shù)。修改完畢后點擊“確定”按鈕，系統(tǒng)取得各個參數(shù)，自動對斷面圖進行修正，這一步驟不需要用戶干預。實現(xiàn)了“所改即所得”。將所有的斷面編輯完后，就可進入第四步。2、用斷面法進行土方量計算第四步：計算工程量。用鼠標點取“工程應用”菜單下的“斷面法土方計算”子菜單中的“圖面土方計算”。命令行提示：選擇要計算土方的斷面圖：拖框選擇所有參與計算的道路橫斷面圖指定土石方計算表左上角位置：在適當位置點擊鼠標左鍵系統(tǒng)自動在圖上繪出土石方計算表，如圖7-29。2、用斷面法進行土方量計算然后在命令行提示：總挖方=XXXX立方米，總填方=XXXX立方米至此，該區(qū)段的道路填挖方量已經計算完成，可以將道路縱橫斷面圖和土石方計算表打印出來，作為工程量的計算結果。2、用斷面法進行土方量計算3)

任意斷面土方計算第一步：生成里程文件。生成里程文件有四種方法，根據情況選擇合適的方法生成里程文件。第二步：選擇土方計算類型。用鼠標點取“工程應用”菜單下的“斷面法土方計算”子菜單中的“任意斷面”。

點擊后彈出對話框，任意斷面設計參數(shù)在下圖中設置：2、用斷面法進行土方量計算在“選擇里程文件”中選擇第一步中生成的里程文件。在左右兩邊的顯示框中是對設計道路的橫斷面的描述，兩邊的描述都是從中樁開始向兩邊描述的。如上所描述的是從中樁畫10米的平行線，再向下0.5米寬1：1坡度的向下斜坡，0.5米寬平行線，然后是1：1坡度的向上的斜坡。編輯好道路橫斷面線后，點擊“確定”按鈕彈出如下對話框：2、用斷面法進行土方量計算設置好繪制縱斷面的參數(shù)，點擊“確定”，圖上已繪出道路的縱斷面圖，每一個橫斷面圖第三步：計算工程量。計算土方如上例所述。2、用斷面法進行土方量計算4)二斷面線間土方計算二斷面線間土方計算是計算兩工期之間或土石方分界土方的工程量。第一步：生成里程文件分別用第一期工程、第二期工程（或是土質層石質層）的高程文件分別生成里程文件一和里程文件二。第二步：生成縱橫斷面圖使用其中一個里程文件生成縱橫斷面圖。用一個里程文件生成的橫斷面圖，只有一條橫斷面線，另外一期的橫斷面線需要使用“工程應用”菜單下的“斷面法土方計算”子菜單中的“圖上添加斷面線”命令。點擊“圖上添加斷面線”菜單，系統(tǒng)彈出如下對話框：2、用斷面法進行土方量計算在選擇里程文件中填入另一期的里程文件，點擊“確定”按鈕，命令行顯示：選擇要添加斷面的斷面圖:框選需要添加橫斷面線的斷面圖。回車確認，圖上的斷面圖上就有兩條橫斷面線了。2、用斷面法進行土方量計算第三步：計算兩期工程間工程量用鼠標點取“工程應用”菜單下的“斷面法土方計算”子菜單中的“二斷面線間土方計算”。2、用斷面法進行土方量計算點擊菜單命令后，命令行顯示：輸入第一期斷面線編碼(C)/<選擇已有地物>：選擇第一期的斷面線。輸入第二期斷面線編碼(C)/<選擇已有地物>：選擇第二期的斷面線。選擇要計算土方的斷面圖:框選需要計算的斷面圖?；剀嚧_認，命令行顯示：指定土石方計算表左上角位置:點取插入土方計算表的左上角總挖方=XXX.XX立方米,總填方=XXX.XX立方米。至此，二斷面線間土方計算已完成了。3.

方格網法土方計算由方格網來計算土方量是根據實地測定的地面點坐標（X，Y，Z）和設計高程，通過生成方格網來計算每一個方格內的填挖方量，最后累計得到指定范圍內填方和挖方的土方量，并繪出填挖方分界線。系統(tǒng)首先將方格的四個角上的高程相加（如果角上沒有高程點，通過周圍高程點內插得出其高程），取平均值與設計高程相減。然后通過指定的方格邊長得到每個方格的面積，再用長方體的體積計算公式得到填挖方量。方格網法簡便直觀，易于操作，因此這一方法在實際工作中應用非常廣泛。用方格網法算土方量，設計面可以是平面，也可以是斜面，還可以是三角網，如圖所示。3.

方格網法土方計算3.

方格網法土方計算設計面是平面時的操作步驟：

用復合線畫出所要計算土方的區(qū)域，一定要閉合，但是盡量不要擬合。因為擬合過的曲線在進行土方計算時會用折線迭代，影響計算結果的精度。選擇“工程應用\方格網法土方計算”命令。命令行提示：“選擇計算區(qū)域邊界線”；選擇土方計算區(qū)域的邊界線（閉合復合線）。3.

方格網法土方計算屏幕上將彈出如圖7-38方格網土方計算對話框，在對話框中選擇所需的坐標文件；在“設計面”欄選擇“平面”，并輸入目標高程；在“方格寬度”欄，輸入方格網的寬度，這是每個方格的邊長，默認值為20米。由原理可知，方格的寬度越小，計算精度越高。但如果給的值太小，超過了野外采集的點的密度也是沒有實際意義的。點擊“確定”，命令行提示：最小高程=XX.XXX,最大高程=XX.XXX總填方=XXXX.X立方米,總挖方=XXX.X立方米同時圖上繪出所分析的方格網，填挖方的分界線(綠色折線)，并給出每個方格的填挖方，每行的挖方和每列的填方。3.

方格網法土方計算設計面是斜面時的操作步驟設計面是斜面的時候的，操作步驟與平面的時候基本相同，區(qū)別在于在方格網土方計算對話框中“設計面”欄中，選擇“斜面【基準點】”或“斜面【基準線】”如果設計的面是斜面（基準點），需要確定坡度、基準點和向下方向上一點的坐標，以及基準點的設計高程。點擊“拾取”，命令行提示：點取設計面基準點:確定設計面的基準點；3.

方格網法土方計算指定斜坡設計面向下的方向:點取斜坡設計面向下的方向；如果設計的面是斜面（基準線），需要輸入坡度并點取基準線上的兩個點以及基準線向下方向上的一點，最后輸入基準線上兩個點的設計高程即可進行計算。點擊“拾取”，命令行提示：點取基準線第一點:點取基準線的一點；點取基準線第二點:點取基準線的另一點；指定設計高程低于基準線方向上的一點:指定基準線方向兩側低的一邊。3.

方格網法土方計算設計面是三角網文件時的操作步驟：選擇設計的三角網文件，點擊“確定”，即可進行方格網土方計算。三角網文件由“等高線”菜單生成。4.

等高線法土方計算用戶將白紙圖掃描矢量化后可以得到圖形。但這樣的圖都沒有高程數(shù)據文件，所以無法用前面的幾種方法計算土方量。一般來說，這些圖上都會有等高線，所以，CASS9.0開發(fā)了由等高線計算土方量的功能，專為這類用戶設計。用此功能可計算任兩條等高線之間的土方量，但所選等高線必須閉合。由于兩條等