工程土石方量计算方法的对比研究

为了工程建设、施工中的土石方计算更为准确,控制工程的费用,本文采用比较研究方法对DTM法(不规则格网法)、断面法、方格网法和等高线法等进行了分析研究,讨论其原理、精度和适应性,并用实例进行证明。研究表明,因地制宜,综合权衡精度、速度、成本对土石方量计算方法进行抉择,才能达到方案最优。     

软土路基后期沉降推算方法及误差分析

以某高速公路软基处理断面实测沉降资料为基础,分别对应用较为广泛的7种后期沉降推算方法的精度及误差进行了比较分析。针对每一种推算方法,研究了计算时间起点和时间跨度对推算精度的影响,并探讨了各种方法的优缺点及适用性。研究表明,常用的双曲线法和指数曲线法的推算精度与推算的时间起点关系较大,建议以恒载期3～5个月后为时间起点,取较长时间的沉降资料进行推算,可有效提高推算精度;三点法、沉降速率法和新野法的推算精度较高,且与计算时间起点和时间跨度的关系不大,但都需要对原始观测数据进行特殊处理,计算较为复杂;Asaoka法的推算结果与实测值最为接近,其缺点在于无法对停止加载后某阶段的沉降进行推求。     

井眼轨迹计算及可视化研究现状

对现有的井眼轨迹计算方法进行对比分析,得出圆柱螺线法和最小曲率法计算精度较高,具有较好适用性。通过总结井眼轨迹可视化研究相关算法及可视化软件发展现状认为,可视化研究趋于普遍适用性、功能多元性和更加智能性方向发展。同时,对利用方位伽马测井曲线识别储层界面方法进行探索性研究。     

基于混沌理论的煤与瓦斯突出前兆时序预测研究

煤与瓦斯突出的预测研究通常是通过监测对煤与瓦斯突出的启动比较敏感的指标来进行,指标监测数据的大小和变化规律是进行预测的基础。首先介绍了一步预测和多步预测的基本原理,然后对2组瓦斯浓度数据序列利用全域法、零阶局域法和一阶局域法进行了对比计算;计算结果表明,加权一阶局域法的预测精度相对较高,该方法对混沌性强的数据序列的预测精度高于混沌性弱的数据序列的预测精度。     

基于可靠度的黄土斜坡稳定性分析

以延安市宝塔区虎头峁黄土斜坡为研究对象,在野外详细调查和勘查的基础上,分析确定斜坡可靠度的随机变量为滑带土土体容重r、内聚力c和内摩擦角φ。分别用统计矩法、一次二阶矩法、几何法和蒙特卡洛模拟法计算斜坡的可靠度和破坏概率,得出安全系数为1.00~1.15,可靠度指标为0.35~0.45,破坏概率为32%~37%,说明斜坡具有较大的失稳可能性。计算过程表明,用几何法计算所得的可靠度指标精度最高,一次二阶矩法次之,统计矩法计算精度最低,蒙特卡洛模拟法可作为一种校验方法,对其他方法进行校验和对比。在不需要获取传统的定值安全系数的情况下,可用几何法计算斜坡的可靠度指标,方法较为简便。当需要同时获取安全系数时,应使用统计矩法或一次二阶矩法计算。     

强夯法地基处理有效加固深度的分析研究

该文对强夯法地基处理有效加固深度的定义、影响因素、计算方法以及适用范围进行了讨论和分析,并结合工程实例验算了各种计算方法的精度。该项工作对强夯法地基处理的工程实践具有借鉴价值。     

人工内分泌网络模型在水文地质参数研究中的应用

传统方法在计算含水层渗透系数的过程中通常面临着不均匀系数C难以确定、对研究区水文地质条件较为依赖等困难。通过分析和概括内分泌系统独特的信息处理功能,构建了人工内分泌网络模型。在详细介绍模型算法和计算步骤的基础上,将其应用到华北平原滹沱河冲洪积扇前缘,根据孔隙度及粒度分布特征对含水层渗透系数进行预测,并与传统的经验公式Beyer法和Slichter法进行对比。计算结果表明：Beyer法的预测精度最低,其相对误差主要集中于0.078~1.342;Slichter法的预测精度有所提高,但对于渗透系数极端值的预测仍存在较大误差,相对误差主要集中于0.046~0.643;人工内分泌网络模型具有较高的预测精度,其相对误差主要集中于0.006~0.420。与传统经验公式相比,人工内分泌网络模型具有较高的计算精度和良好的通用性,且能够直接计算出含水层的垂向渗透系数,无需后期的数据验证。     

土石坝动力分析的改进二次加速度积分法

土石坝动力分析常用的是Wilson-? 积分方法,但该方法用于分析高频问题和大步长问题时精度较低。针对该缺点提出一种改进的二次加速度积分法,该算法与一步二次加速度积分法相比,计算精度不变、稳定性要求容易满足,计算用时大大减少。对算法的基本原理、稳定性及精度进行了分析,并给出一个土石坝动力分析的算例,验证了该算法的可行性。与常用的Wilson-? 法、Newmark法和中心差分法进行了数值比较。计算结果表明：该算法在分析高频问题和大步长问题时,计算精度较高。     

改进重度增加法在岩质边坡稳定分析中的应用研究

目前强度折减法和重度增加法是边坡稳定分析中的常用方法。采用重度增加法时,当存在边坡摩擦角较大情况时,计算出的安全系数较大,通过对此方法进行改进可得到改进重度增加法。本次研究基于ABAQUS建立了我国某岩质边坡的二维有限元模型,采用改进重度增加法对该边坡的稳定性进行了分析,并与强度折减法和极限平衡法得出的结果进行对比。结果表明:改进重度增加法计算出的结果与强度折减法和极限平衡法计算出的结果接近,验证了该方法的可行性和计算精度。     

SD法确定矿产勘查工程间距的初步探讨

确定矿产勘查工程间距的方法主要有地质统计学法、SD法和经验法。SD精度具有度量地质可靠程度和确定勘查工程间距的功能,按照对精度的要求计算和预测工程间距。本文通过SD法对阳山金矿带311号脉工程施工间距进行了初步探讨。     

GPCAD在矿山地质环境治理工程土石方计算中的应用

规划总图设计软件GPCAD是基于AUTOCAD软件开发的,用于城市总体规划、控制性详细规划,主要功能有地形处理、地形分析、土石方量计算等。GPCAD软件采用方格网法进行土石方量计算,本文介绍了规划总图设计软件GPCAD计算土石方的基本原理,介绍了方格网划分、零点位置计算和工程量计算公式。矿山地质环境问题主要包括地形地貌破坏、土地资源占压和生态破坏等,矿山开采过程中形成的大量废弃土石方是造成上述问题的根源。因此,矿山地质环境治理工程项目设计、施工通常涉及到大面积的地形整治工程和大规模土石方量的计算,本文结合矿山地质环境治理工程设计实例,通过计算范围确定、方格网布设、自然标高采集、设计标高设定,介绍了各步骤的操作方法,运用GPCAD进行大规模土石方量计算,计算得出区块土石方挖、填方量和净方量。     

DTM法在盗采矿产资源价值鉴定中的应用

DTM(Digital Terrain Models,简称DTM)土石方计算法,是指利用实测地形碎部点、特征点进行三角构网,用以计算给定区域内的土石方量。目前,该方法已广泛应用于工程测量领域的土方平衡和计算工作。在北京地区首次将DTM土石方计算法应用于非法开采矿产资源价值鉴定中,并以北京市顺义区木林镇非法开采建筑用砂石矿为例,通过方法应用、过程研究、计算分析等工作,准确计算了该地区建筑用砂石矿的非法开采量,与非法开采行为人供述的盗采方量吻合,得到了相关部门的认可。研究表明,DTM法能够准确计算非法开采矿产资源的数量,在非法开采矿产资源价值鉴定中具有良好的应用前景。     

工程土方量计算比较分析

土方计算的基本方法有断面法、方格网法、等高线法及基于数字高程模型(DEM)法。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、等高线法及基于数字高程模型(DEM)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，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。     

高程数据网格间距对重力中区地形改正精度的影响

为了解高程数据网格间距对表面积分法、直立长方体法和平均高程直立长方体法计算的中区地形改正值精度的影响,笔者选择某地区450个测点,并使用不同网格间距高程数据计算中区地改值,通过对比发现表面积分法计算精度受高程数据网格间距影响较小,而直立长方体法反之。然后将中区地改50~2 000 m分为10个区间段进行计算,通过统计得出误差的45%和30%左右都分布在50~200 m和200~500 m段,因此提出提高中区地形改正精度必须提高50~200 m和200~500 m内高程数据网格密度。     

网格尺寸及边界对大地电磁有限元正演精度的影响

大地电磁正演的精度对后续反演意义重大。决定大地电磁有限元正演精度的因素,主要有插值函数、方程组的求解误差,以及网格的剖分程度。而网格剖分的合适与否,为有限元的求解提供了先决条件。因此,从边界条件和横向网格以及纵向网格三方面,讨论了网格剖分对大地电磁正演精度的影响。经研究表明,对于一维和左右对称的二维介质,左右和下边界都无需放置在无穷远处,并且横向网格对精度影响不大。而由于纵向网格与近地表的最小趋肤深度密切相关,所以地表网格不得大于1/4个趋肤深度。     

某狭小场区超深基坑土方开挖技术

以某狭小场区超深基坑为例,详细的介绍了该项目的土方施工方案和各施工阶段相应的施工措施。探讨了利用常规运土车辆和挖掘机联合作业,通过多方面的施工措施完成了狭小场区基坑开挖的技术难题。通过妥善处理与支护施工交叉作业场地占用问题,分步分段进行开挖作业,优化布置场区内走向和坡度,合理安排好单步开挖深度及范围,采用分区块循环开挖的方法顺次推进,合理选择土方出运坡道的构筑材料,合理安排土方坡道改移作业时间,及时对坡道进行恢复,在最大限度的减少土方出运停歇时间的基础上,使场地内无坡道土方间歇期与支护施工各工序必要等待时间能够尽量协调一致。很好的保证了在狭小场地条件下按期完成既定土方施工计划,对今后同类项目的实施提供一定的帮助。     

基于三次插值的大地电磁自适应有限元二维正演模拟

大地电磁(MT)数值模拟中通常使用有限单元法,通过伽辽金(Galerkin)法将微分方程转化为与其等价的泛函形式,对泛函求取极值并在单元上定义插值基函数,得到节点上电磁场值的线性方程组,最终形成大型复对称稀疏矩阵。要达到较高的有限元计算精度,一般采用密集的网格或高次插值的方法,这样做大大的减慢了正演的速度。结合两者的优点利用三次插值和h-型自适应相结合的有限元法来实现MT的正演算法。首先从一个粗网格出发并利用三次插值,通过后验误差估计方法局部加密网格,在计算量较小的情况获得较高的计算精度。这种方法可以针对目标区域和介质分界面发生突变处进行网格加密,不需要全局加密网格。最后通过对国际标准模型COMMEMI-2D1的模拟,分别比较二次插值与三次插值的自适应网格数量和数值模拟结果,证明了三次插值自适应有限元算法的可行性。     

非饱和渗流模拟中非均匀空间网格的改进方法

Richards方程在非饱和渗流模拟及其他相关领域应用广泛。在数值求解过程中,可以采用有限差分方法进行数值离散并迭代求解,为了获得较可靠的数值解,常规的均匀网格空间步长往往是较小的。在一些不利数值条件下,如入渗于干燥土壤,迭代计算费时甚至精度也不能得到很好改善。因此,文章提出Chebyshev空间网格改进方法,结合有限差分方法对Richards方程进行数值离散以获得线性方程组,并通过经典的Picard迭代方法进行迭代求解线性方程组以得到Richards方程的数值解。通过均质土和分层土2个不利情况下的非饱和渗流算例,又结合模型解析解和软件Hydrus-1D,对比研究了改进网格方法与均匀网格方法获得数值解的精度。结果表明,提出的Chebyshev网格方法相较于传统的均匀网格,可以在较少的节点数下获得较高的数值精度,又具有较小的计算开销,有较好的应用前景。     

软基处理中土方量的计算方法

本文在考虑地基沉降的基础上建立土方量计算模型,把土方量的计算分为两个构成要素,并结合现场沉降观测结果进行分析计算,从而计算出由于地基沉降而引起土方量的增加量,最终推导出堆载量的一个计算公式。     

基于非结构化网格的瞬变电磁2．5维有限元正演模拟

利用Delaunay三角化这种网格非结构化方法。通过编程实现了二维模型的非结构化三角形网格剖分,并编写了中心回线法瞬变电磁2．5维有限元正演程序。与前人计算结果对比,在取得相同计算精度的情况下,与结构化网格相比,非结构化网格所需网格和节点数量大大减少,计算效率更高。通过将非结构化网格法引入到瞬变电磁2．5维正演模拟中,实现了对复杂二维地电模型的有限元数值模拟,提高了现有有限元算法的应用范围。