土地计算方法

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土地计算方法范文第1篇

关键词：高速铁路 软土地基沉降 计算方法

中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（c）-0048-01

软土地基沉降计算方法，早在20世纪初，Terzaghi等人就曾建立了经典的软土地基沉降分析法，以后又有很多人为该方法的改进和完善做出了重要贡献。自20世纪70年代以来，随着计算机技术的进步，采用有限元分析法计算地基沉降也已成为可能，但时至今日，地基沉降课题仍然困扰着土木工程技术人员。就一般的土木工程而言，仍在普遍沿用Terzaghi等人建立的经典分析法。在实用设计中，工程人员的经验和技术往往起着关键的作用。究其原因，可概括为如下几个方面：一是新的理论和技术尚未成熟，且对技术人员的素质和工程测试手段提出了很高要求；二是地基沉降的分析需要理论与实践密切地结合，而工程技术人员总希望地基沉降的计算方法能尽可能地简便直观，所需试验参数少而易确定，对各种工程情况均有良好的适应性，这就难免使地基沉降分析中需要加入一定的经验成分；三是地基沉降分析中涉及到地面外荷载的计算、土中应力的计算、土体固结度的计算、土体变形的计算以及土体试验参数的选用等许多环节，各环节之间又互有影响，其相互关系也随时间变化，因此，地基沉降的分析也是一项复杂的系统工程，每一环节的疏忽都可能导致错误的结果。

1 计算方法

1.1 常规计算方法

按分层总和法计算最终沉降，计算分层沉降时考虑瞬时沉降、主固结和次固结沉降。计算沉降速率时，则采用Terzaghi的一维固结理论。这种方法采用了一系列假定，与实际情况不完全符合，但由于简单易用，所需参数可在常规试验中确定，因而仍是实际工程中国内外最通用的方法，被纳入许多国家的规范。计算总沉降量S时，一般情况下，按瞬时沉降Sd与主固结Sc之和计算。当地基为泥炭土，富含有机质黏土或高塑性黏土时，应考虑计算次固结沉降Ss。

瞬时沉降Sd用弹性理论或一些经验公式计算；主固结沉降Sc的计算可用一维的e—lg p曲线或压缩模量Es，也可用黄文熙提出的三维分析法或Skempton和Lambe法；次固结沉降Ss采用次固结系数计算。工程实际中经常采用主固结沉降乘以一个修正系数ms的方法来计算总沉降量。

1.2 有限元法

理论上，这一方法可适合于任意的边界条件和加载方式，可计入土层的不均匀性和土层性质的非线性特征等。

近30年来，已经提出了大量的土体本构关系模型理论，归纳起来有两大类：一是弹性非线性本构模型理论，它以弹性理论为基础，在各微小的荷载增量范围内，把土看成弹性材料，从一个荷载增量变化到另一个荷载增量，土体的弹性常数发生变化以考虑非线性；二是弹塑性本构模型理论，认为土体的变形包括弹性变形和塑性变形两部分，把弹性理论和塑性理论结合超来建立土的本构关系模型。

在弹性非线性模型方面，最常用的有E-μ和K-G弹性非线性模型。在软土问题计算中，Duncan-Chang的E-μ模型应用最广。其主要特点在于模型概念明确，简单实用，可以利用常规三轴剪切试验测定所需的计算参数。另外，其计算结果近似地反映工程的实际情况，特别是计算的沉降值与观测值具有较满意的一致性，但水平位移相对较差。

用弹塑性模型成功地解决一些实际的土工问题不是很多。多数集中在应用改进的剑桥弹塑性模型上。国内沈珠江、黄文熙和殷宗泽各自的弹塑性模型的应用也取得了较为满意的结果。一般认为，弹塑性模型的计算结果偏小。

1.3 曲线拟合法

鉴于固结沉降理论在很多情况下尚不能满足设计的要求，因此，用实际的沉降过程线推算固结度以及最终沉降量等，是预压固结软土地基工程最重要和最基本的分析工作。国内外曾采用经验公式来预估沉降和时间的关系，由此建立起来的数学模型有几种方法，分别是三点法、双曲线法、指数曲线法、沉降速率法以及在日本比较常用的方法是浅岗法、星野法等等。在观测的时间具备了一定的条件后，而后期的沉降往往推求上面就会出现误差很小的，而这样就会用在软基的最终沉降的推求上面。通过各项资料中显示，在各种方法中的预测精度与观测和预测的时间上面有着密不可分的关系，同时在软基加固方法、对应的不同地质条件以及荷载条件上与适用性和预测精度都相互存在着问题。

1.4 反演分析法

反演分析法是近十几年发展起来的一项新技术，它通过已有的沉降观测资料，反演得到正分析中的某些输入参数，使正分析得到的结果与实测沉降充分接近。如可以通过反演分析确定原位固结系数，再根据Terzaghi的一维固结理论推算出最终的沉降和沉降量的发展过程。

1.5 人工神经网络法

人工神经网络法自20世纪80年代中后朝以来，迅速发展为一个前沿研究领域，并广泛应用于各个学科。近几年，国外已将人工神经网络成功应用于岩土工程位移预测，国内也已开始将人工神经网络用于岩土工程位移预测、砂土液化、边坡稳定、本构模型等领域。神经网络方法从模拟人脑的形象思维人手，具有非线性、并行性、鲁棒性和强泛化性等特点，对于处理具有非线性的岩土工程信息具有一定的发展前景。

2 结语

地基的沉降计算方法很多，很难对它进行简单的归纳分类，许多计算方法是相互渗透有机联系的。从现有的文献来看，大致可分为以上几种。本文仅对高速铁路软土地基沉降计算方法进行了介绍，不同的计算方法有不同的适应情况。在实际工程的沉降计算中，要熟练的掌握各种方法才能在实际运用的过程中灵活地选择适合的计算方法。

参考文献

[1] 王炳龙.高速铁路路基工程[M].中国铁道出版社，2007.

[2] 杨广庆，等.高速铁路路基设计与施工[M].中国铁道出版社，2008.

土地计算方法范文第2篇

关键词：地基；沉降；弹性理论法；分层总和法；应力面积法

地基沉降量在工程中是一项重要的控制指标。建筑物荷载差异和地基土不均匀性、体型复杂等因素引起的地基变形，使得上部结构之中相应地产生额外的应力和变形。地基不均匀沉降超过了一定的限度，将导致建筑物的开裂、歪斜甚至破坏，如砖墙出现裂缝、吊车轮子出现卡轨或滑轨、高耸构筑物倾斜、机器转轴偏斜、与建筑物连接管道断裂以及桥梁偏离墩台、梁面或路面开裂等。地基变形特征可分为沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜[1]。

1 沉降原因及分类

地基沉降的主要原因是土体中应力状态的改变。沉降量的大小主要取决于使土体产生压缩的原因和土体本身性状两个方面[2]。

1.1 按变形机理分类

1.1.1 饱和软黏土地基沉降

饱和软黏土地基可能产生的最终沉降 由以下三部分组成[2]：

（1）初始沉降

初始沉降又称瞬时沉降或立即沉降，是指外荷加上的瞬间，饱和软土中孔隙水尚来不及排出时所发生的沉降，此时土体只发生偏斜变形而体积未变，通常把这种变形称为剪切变形，它与地基土的侧向变形密切相关。实际工程中，这部分沉降需要一定的时间，视地基土的情况，个别可达几个月之久。因此，较为准确的定义为：土体体积不变而土体性状改变的沉降为初始沉降。

（2）固结沉降

固结沉降又称主固结沉降，是指荷载作用在地基上后，随着时间的延续，外荷不变而地基土中的孔隙水不断排除过程中所发生的沉降，它起于荷载施加之时，止于荷载引起的孔隙水压力完全消散之后，是地基沉降的主要部分。

固结变形时间一般较长，与土层厚度、排水条件和土体固结系数有关。在深厚软黏土深处超孔隙水压力消散历时很长，有时需要几年、几十年或更长。所以将总沉降s成为可能产生的总沉降。

（3）次固结沉降

次固结沉降又称蠕变沉降，是指土体在附加应力作用下，随着时间的发展，土体产生蠕变变形引起的沉降。蠕变沉降持续时间可能更长。

特别说明，上述三部分沉降是从变形机理角度考虑的，并不是从时间角度划分的。地基在初始沉降时就有可能发生固结沉降，在固结沉降时也可能发生此固结沉降。

1.1.2 砂土地基沉降

对于砂土地基，土体渗透性较大，土体的偏斜变形和排水固结变形在荷载作用后很快完成，土体的蠕变变形也较小，故一般对其不分类，其变形计算可采用弹性理论的方法，计算参数由实验测定。当荷载较大时，应考虑其非线性。

1.2 按沉降时间段分类

按沉降时间段，地基沉降又可分为施工期沉降和工后沉降。

1.2.1 施工期沉降

施工期沉降是地基土在施工完成之间由上部结构及施工荷载引起的沉降。

对黏性土地基而言，施工沉降主要为初始沉降。

1.2.2 工后沉降

工后沉降是指地基土在施工完成后产生的沉降。又可分为工后某段时间内的沉降和工后某段时间后的沉降量。例如，对高速公路而言，人们关心的工后15年内的工后沉降量，对施工期及竣工15年后的沉降量并不是很关心。

对黏性土地基而言，工后沉降包括在施工阶段尚未完成的固结沉降、次固结沉降的大部分，有时还包括部分初始沉降。

2 常用的沉降计算方法

2.1 考虑历史应力计算法[3]

2.1.1 基本含义及应力历史状态

考虑历史应力计算法又称 法。根据前期固结压力 和目前土体自重压力 的大小关系，可将地基土分为：

（1）正常固结土： ；例如：地基土历史上从未受过比现有上覆土层自重压力 更大的压力，且在 作用下已完成固结。

（2）超固结土： ；例如：地基土历史上曾在大于现有上覆土层自重压力 的作用下完成固结。

（3）欠固结土： 。例如：地基土在上覆土层自重压力 作用下压缩尚未稳定，固结正在进行。

2.1.2 沉降量的计算

（1）对正常固结土：

（1）

（2）对超固结土：

当 时：

（2-1）

当 时：

（2-2）

（3）对欠固结土：

（3）

在上式（1）、（2-1）、（2-2）、（3）中：

―固结沉降量（mm）；

―第i层土的厚度（m）；

―第i层土的天然孔隙比；

―第i层土的压缩指数，无量纲，从 曲线上求得： ；

―第i层土的回弹指数，无量纲，从 曲线上求得： ；

―土的先期固结压力（kPa）；

―目前土的自重压力[取土层中部的值]（kPa）；

―附加压力[取土层中部的值]（kPa）；

―土的层数；

2.2 弹性理论法计算沉降

假设地基土是均质的、各向同性的、线弹性的半无限体，且基础整个底面和地基一直保持接触。基础埋置深度较浅时采用布辛奈斯克课题的位移解进行弹性理论法计算沉降；基础埋置较深时采用明德林课题的位移解进行弹性理论法计算沉降[3]。

采用弹性理论法计算沉降的使用情况：

（1）砂土地基沉降的计算

（2）饱和软黏土地基初始沉降的计算

（3）有时也用于饱和软黏土地基排水条件下的地基总沉降计算。此时土体弹性参数应采用三周固结排水压缩实验测定。

弹性理论法计算沉降在工程中使用较少，限于篇幅，再次不作详细讨论。

2.3 分层总和法

2.3.1 基本概念及基本假设

分层总和法是将压缩层范围内的地基土分成若干层，分层计算土体竖向压缩量，然后求和得到总竖向压缩量[土力学龚晓南]。在分层计算压缩量时，假设地基土只发生竖向变形，没有侧向变形，利用室内侧限压缩实验成果进行计算。

2.3.2 计算说明

（1）地基土分层

成层土的层面（不同土层的压缩性及重度不同）及地下水面（水上下土的有效重度不同）是当然的分层界面。

在同一性质土层中，分层厚度一般不宜大于0.4b（b为基底宽度，附加应力沿深度的变化是非线性的，因此分层厚度太大将产生较大误差）。

（2）计算各分层界面处土的自重应力应冲天然地面算起，地下水位以下一般取有效重度。计算分层界面处基底中心下竖向附加应力应用弹性理论法计算。

（3）确定地基沉降计算深度

一般取地基附加应力等于自重应力的20%深度处作为沉降计算深度的限制；若在该深度以下为高压缩性土，则应取地基附加应力等于自重应力的10%深度作为沉降计算深度的限值。

2.3.3 计算公式

（1）采用压缩试验e-p曲线计算

式中：

―第i层土在自重应力（取该土层中部处的应力）条件下对应的孔隙比，可从e-p曲线上查的。

―第i层土在自重应力与附加应力之和（取该土层中部处的应力）条件下对应的孔隙比，可从e-p曲线上查的。

―第i层土层厚（m）

特别说明：在计算地基处理大面积预压堆载下的地基最终竖向变形量 。

其中 为经验系数，可按地区经验取值，无经验时对正常饱和黏性土可取1.1～1.4；荷载较大或地基软弱土层厚度大时取较大值。

（2）采用压缩系数计算

式中：

―第i层土的压缩系数

―第i层土自重应力与附加应力之和与第i-1层土自重应力与附加应力之和的增量（kpa）

（3）采用体积压缩系数计算

式中：

―第i层土的体积压缩系数

（4）采用压缩模量计算

式中：

―第i层土的压缩模量

2.4 应力面积法（规范法）

2.4.1 基本概念

应力面积比法是将地基视为半无限各向同性弹性体，采用侧限条件下的压缩性指标 ，并应用平均附加应力系数计算，对分层求和值采用沉降计算经验系数进行修正，使计算结果更接近实测值。应力面积比法主要计算有限宽度（面积）附加压力下的总沉降量（存在附加应力扩散），区别于分层总和法计算的大面积沉降（不存在附加应力扩散）。

2.4.2 计算深度的确定

（1）当无相邻荷载影响，基础宽度在1～30m范围内时，可取简化公式：

①在计算深度范围内存在基岩时， 可取至基岩表面。

②当存在较厚的坚硬粘性土层，其孔隙比小于0.5、压缩模量大于50MPa， 可取至该层表面。

③当存在较厚的密实砂卵石层，其压缩模量大于80MPa时， 可取至该层表面。

（2）一般情况可参考《建筑地基基础设计规范》第5.3.7条。

2.4.3计算公式

式中：

―沉降计算经验系数，见《地基规范》表5.3.5

―相应于作用的准永久组合时基础底面处的附加压力（kPa）

―基础底面至第i层土底面的距离（m）

―基础底面计算点至第i层土底面范围内平均附加应力系数，见《地基规范》附录K

3 结语

分析了考虑历史应力和不考虑历史应力的沉降计算方法，探讨了各种计算方法的适用情况。在不考虑历史应力的情况下，应力面积法有如下一些特点。

（1）分层综合法计算沉降时，地基土分层不宜太厚，而应力面积比法采用了精确的“应力面积”概念，一般可以按天然层面划分。使计算工作得到了简化。

（2）地基沉降计算深度 的确定应力面积法更为合理。

（3）应力面积法中的经验系数 是从大量的工程实际沉降观测资料中经过梳理统计分析得出，它综合反映了许多因素：

① 侧限条件的假设。

②计算附加应力时对地基土均质的假设与地基土实际成层的不一致对附加应力分布的影响。

③不同压缩性的地基土沉降计算值与实测值的差异不同等。

综上所述，应力面积法是基于同分层综合法一样的基本假设，实质上是一种简化并经修正的分层总和法。

参考文献

[1] GB50007-2011 建筑地基基础设计规范[S]

土地计算方法范文第3篇

关键词：土地面积量算 投影

Abstract: this paper analyzes the land area of the problems existing in the calculation, this paper expounds the specific measuring methods, for your reference.

Keywords: measuring and calculating the area of land projection

中图分类号：DF453文献标识码：A文章编号：

1前言

土地面积量算是土地资源调查和土地登记中的重要组成部分，是土地管理与地籍测量中的一项重要的必不可少的工作内容，它是摸清土地家底及各类用地结构比例的具体手段，也是调整土地利用结构，土地利用规划修编的依据。因此，土地面积量算工作是准确掌握土地资源数据的重要技术手段。

2 土地面积量算中存在的问题

目前采用的土地面积量算方法中还存在着一些问题。如量测面积与实际面积并不相等，产生面积失真的原因很多，主要有：

实地量测时存在的测量误差。实地测量时，由于人、仪器和客观环境等观测条件的影响而产生的系统误差和偶然误差，会直接导致量测面积与实地面积不相等。

图解法量算时，地图投影中产生的扭曲变形。从地图上利用图解法量算的面积是高斯一克吕格投影平面上的面积，而非地球椭球面上真实面积。虽然高斯投影采用了分带投影，部分地控制了扭曲变形，但在每带的边缘部分变形还是很大的，且带宽越大，变形越大。

倾斜地表投影到平面图土产生的变形。对于大比例尺地形图，图上对应的实地面积，范围较小，因此可以把地球椭球面近似看作为平面来计算。但是，当区域范围较大时，看作平面误差就会很大。实际地面是凸凹不平的倾斜地表面，当投影到平面上必然产生变形，且面积变形的大小随着地面倾角的增大而增大。

多宗地面积平差时存在不合理现象。城镇及农村地籍中，解析法测算土地面积时，对带有控制条件的多宗地面积平差，一般常采用按面积大小比例分配的方法，这种平差方法比较直观，计算方便，一直在使用。但这种平差方法也有缺陷，平差时只顾及地块面积的大小，没有考虑地块的地产价格。

3 土地面积量算方法

面积量算方法分为解析法和图解法两种。根据实测数据计算土地面积的方法称为解析法，包括解析坐标面积计算法和几何图形面积计算法，是城镇普遍采用的方法。数字地籍测量用解析坐标面积计算法，其计算公式为：

或

式中，P---宗地面积，m2;

Xi,yi---宗地第i个界址点坐标,m;

n―宗地界址点数。

几何图形面积计算法是根据实地勘丈的距离计算土地面积的方法。其原理是将多边形面积分割成若干个基本几何图形(如矩形、梯形或三角形等)，分别计算面积并相加，从而得到所求多边形面积。实测中计算面积所用边长量至cm。一般不具备数字测图条件的小城镇多采用此法。所谓图解法就是直接在地籍图上量取面积或通过在地籍图上量取求积元素，再用公式计算的方法。包括光电面积量测仪法、求积仪法、图解坐标法、几何法以及方格网和网点法等。

4 土地面积量算要求

《城镇地籍调查规程》规定，无论采用何种方法量算面积，均宜独立进行两次。图上量算时，两次量算的较差在限差内取中数。采用解析法进行勘丈时，应采用坐标面积计算法计算每个宗地的面积，并独立计算两次进行检核。无论采用何种方法量算面积，均应独立进行两次量算，以便校核。数字地籍采用坐标解析法计算面积，其两次计算结果应当一致。采用部分解析法进行地籍丈量时，应采用解析法求出每个街坊面积，用街坊面积数控制本街坊内各宗地面积之和。各宗地面积之和与街坊面积误差小于1／200时，将误差按比例分配到各宗地，得出平差后的宗地面积。但边长丈量数据可以不变。完全用实测数据计算的规则图形的宗地面积可不参与平差。

5 数字测图面积计算与汇总

对于数字地籍而言，由于各宗地的界址点都有外业实测的解析坐标，因此，各宗地的面积均由计算机按式自动计算，如同时输入了宗地内建筑的楼层数，则测图系统会自动算出各宗地的建筑占地面积和建筑面积，以及建筑密度和建筑容积率。同时，面积计算和汇总结果均可按规定格式输出打印报表。其报表类型主要有：

(1)界址点成果表。内容包括界址点号、界址点坐标，如外业测有高程，还包括各界址点高程。输出范围：宗地、街坊。

(2)宗地面积计算表。内容包括界址点号、坐标、边长，以及各宗地内建筑占地面积、建筑面积、建筑密度和建筑容积率。输出范围：宗地、街坊。

(3)宗地面积汇总表。内容包括地籍号、地类号、地类代码、面积。输出范围：街道、街坊。

(4)地类面积统计表。内容包括输出范围内按城镇土地分类统计的各类面积及汇总结果。输出范围：街坊、街道、区、市。在生成报表时，人工只需指定报表输出的范围及区、街道、街坊号，然后一切计算和汇总均由测图系统自动完成，避免了许多人工差错。

6 消除多宗地面积不合理平差的两种方法

(1)定权平差法。由测量误差理论得知：当面积相同时，面积误差大的那块宗地的权小；面积误差相同时，面积大的宗地权也大。各宗地权确定后，我们可以利用多宗地面积总和与总面积测控值的面积闭合差，计算出面积的加权平差值和面积误差的二次估算值，从而进行多宗地面积平差是比较合理的。

(2)按精度平差法。在地籍图测绘及面积量算当中，为了摆脱控制误差传播及投影变形对实测面积精度的影响，为了在面积平差时既顾及地块面积的大小，又考虑地块的地产价格，可采用保证面积精度要求的平差法。例如在城镇地区，各权属单位的面积量算精度要求比较高，城镇的街道、马路、巷道等属于国有的公共用地面积量算精度放的比较宽。因此，我们可以保证各宗地及街坊平面面积精度，把控制面积的闭合差分配到由道路、巷道等公共用地面积内，保持各权属单位的面积不变，从而提高了各宗地及街道坊平面的面积量算精度。这种方法不仅不会影响地籍成图质量，反而提高了地籍图主要内容的精度。

在测绘技术和国土资源信息化日益发展的今天，这些方法在实际工作中还需反复实践和进一步改进。

土地计算方法范文第4篇

关键词：土地测量；面积；高斯投影；计算方法；准确性；应用；分析

土地测量是工程施工与规划建设中，需要开展进行的必要工作项目，进行土地测量面积的计算，也是土地测量工作中的重要组成内容和部分。土地测量面积的计算准确性，直接影响着土地测量结果的准确性，对于工程施工以及规划建设有着非常大的影响，因此，进行土地测量面积计算的分析，具有很大的必要性和价值意义。

通常情况下，在进行土地测量开展实施中，对于土地测量面积的计算，多是采用边界点法，通过对于投影平面上封闭区域的土地面积的计算，实现对于土地测量面积的计算并应用。而在我国边界点法进行土地投影区域面积计算中，主要是通过高斯投影面，实现对于测量土地区域的投影与计算实现，这种土地测量面积计算方式，在实际计算应用中虽然有着简单、实用的特征优势，但同时也存在着较大的面积计算误差。本文主要通过对于高斯投影土地测量面积计算的影响分析，同时结合其它土地测量面积计算方法，以实例对于土地测量的面积计算进行分析。

1、高斯投影土地测量面积计算影响分析

高斯投影土地测量面积计算方法，是我国土地测量面积计算中比较常用的一种方法，它主要是通过边界点法，将需要进行测量计算的土地面积区域映射在高斯投影面上，通过对于投影平面上封闭土地区域面积的计算，实现对于测量土地面积的计算与应用。这种土地测量面积计算方法，在实际计算应用中存在着较大的计算误差。

首先，通过高斯投影方式进行测量土地区域投影实现中，会造成测量土地区域面积在长度上发生一定的变形，对于这种土地区域长度变形情况，可以通过下列公式（1）进行计算表示。

（1）

在上示土地投影长度变形计算公式中，Hm表示的是归算边高出投影面的平均高度值，而RA表示的是归算边方向以椭圆球形土地计算为参考的截弧曲率半径大小，此外，S表示的是归算边的长度值。而已椭圆形球面土地为例，在高斯投影平面上的长度变形情况，则可以通过下列计算公式（2）进行计算表示。

（2）

在计算公式（2）中，Rm表示的是参考椭圆球面的平均曲率半径大小，Ym表示的是归算边横坐标的平均值。在上示计算公式（1）和计算公式（2）中，其中ΔS1的计算结果为负值，表示土地测量面积计算中，投影面的高度值会对于土地测量面积计算中的归算边造成变小影响；而ΔS2的计算结果是正值，表示的是在进行土地测量面积计算中，椭圆球面的投影到高斯平面之间的距离，会对于土地测量面积计算中归算边的长短造成增长变化。根据上述计算分析结果，在实际土地测量面积计算中，为了方便对于测量土地的面积计算，假设高斯投影土地测量面积计算中的参数值RA、Rm与R是相等的，那么，对于高斯投影土地测量面积计算中，由于高斯投影变形引起的土地测量综合面积变形比，则可以通过下列计算公式（3）进行计算表示。

（3）

根据这一高斯投影变形造成的土地测量综合面积变形比计算结果，在实际土地测量面积计算中，进行带入应用，就可以对于该方式下土地测量面积的计算误差进行计算得出，从而计算出较为准确性的土地测量面积情况。

2、土地测量面积的计算方法分析

在进行土地测量面积的实际计算应用中，尤其是对于土地测量面积计算结果准确性要求比较高的土地测量中，如果进行测量实施的土地在投影计算中，投影变形超过相关的规范要求范围时，对于这种土地测量面积的计算，则可以结合土地测量面积的具体计算要求，分别采用椭球表面面积计算方法以及局部高斯投影坐标系建立的面积计算方法、面积改正计算方法等多种方法，对于需要进行计算的土地测量面积进行计算应用。

2.1 椭球表面面积计算法

椭球表面面积计算法，主要是针对所测量的土地投影计算中，投影区域形状以椭球为主，针对于这类土地测量面积的计算，则可以通过相关的梯形椭球表面面积计算公式，如下所示公式（4），进行土地测量面积的计算。

（4）

在上示梯形椭球表面面积计算公式中，M与N分别表示的是椭球子午圈曲率半径大小以及卯酉圈曲率半径的大小情况。其中M可以通过下列公式（5）进行计算求得，而N则可以通过下列计算公式（6）进行计算求得。

（5）

（6）

根据上述计算公式（4）以及计算公式（5）和（6），经推算可以对于某一经度以及纬度范围内组成的梯形椭球表面面积进行计算求得。在进行实际测量土地面积的计算中，考虑到进行测量的土地地形通常为不规则形体，因此，直接采用梯形椭球表面面积计算公式进行测量土地面积大小的计算，计算结果合理性存在争议，所以，在进行某一经纬度范围内梯形椭球表面面积的计算中，就可以通过在假设包围土地的梯形椭球面投影到高斯投影面上的变形比与土地投影到高斯面之间产生的变形比值是相同的，在这种情况下，就可以通过下列计算公式（7）对于任意地块的椭球表面面积进行计算求得。

（7）

在上示计算公式（7）中， 表示的是包围地块梯形在高斯投影平面上的投影面积大小。

2.2 建立局部高斯投影坐标系的面积计算法

通过建立局部高斯投影坐标系的方法，进行测量土地面积的计算，主要就是指通过使用抵偿投影面的高度值，或者是任意带的高斯投影方法，进行以测量土地为中心的临时局部高斯投影坐标系的建立，并通过在建立坐标系中选取适当的中央子午线以及高程面，通过上述的计算公式（3）所计算的综合面积变形比情况，对于测量土地的面积进行计算求得。

2.3 面积改正计算方法

所谓的面积改正计算方法，就是指通过上述对于高斯投影变形引起的综合面积变形比计算求出的情况下，根据具体的面积变形比大小，对于测量土地面积的计算结果进行改正的计算方法，在使用这种方法进行测量土地面积计算中，需要注意的是测量计算土地的面积变形比与原高斯平面上的土地测量面积之间是正比关系。如下计算公式（8）所示。

（8）

3、土地测量的面积计算

根据上述的高斯投影土地测量面积计算影响，以及进行土地测量面积计算的方法分析，以中央子午线距离98千米处的一块土地的测量面积计算为例，假设在特定坐标系测量下的土地面积大小以及平均高程值已知，且经过相关计算得知这一特定坐标计算中的长度变形比值，那么就可以根据这些已知参数与关系，对于测量土地面积大小以及相对椭球的面积的变形情况进行计算得出。假设特定坐标系下的土地测量面积为约514万平方米，且平均高程值为21米，那么该坐标系计算下的长度变形为每千米有12厘米的变形，根据这些已知参数因素，就可以计算求得特定坐标系下土地测量面积的计算增加了月1200平方米，并且相对椭球面产生了约6000平方米的变形变化。

4、结束语

总之，土地测量面积计算，是土地测量中的重要工作内容，在实际中应用比较多。进行土地测量面积计算的分析，不仅有利于提高土地测量面积的计算准确性，从而提高土地测量工作的准确性，同时还对于土地测量的实际应用以及测量计算的提高进步等，都有着积极的作用和意义。

参考文献

[1]龚有亮，蒋理兴，曹歆宏.AutoCAD在土地测量中的应用[J].地矿测绘.2006（1）.

土地计算方法范文第5篇

【关键词】软粘土；地基；沉降计算

1.软粘土地基的工程特性分析

目前我国展开大规模建设的沿海地区，分布着大面积的软粘土地基。所谓软粘土地基，即是由淤泥、淤泥质土和部分冲填土、杂填土以及其它高压缩性土组成的地基。这类土一般具有以下的一些工程特性:土的抗剪强度很低 ；土的压缩性较高；土的含水量较高，孔隙比较大；软粘土的渗透性较差；软粘土具有明显的触变性；软粘土具有明显的流变特性。

2.软粘土地基沉降变形机理分析

天然土体一般是由矿物颗粒构成骨架体，再由孔隙水和气填充骨架体孔隙而组成的三相体系。七颗粒压缩性很小，一般都认为其不可压缩。因此，土体的变形是孔隙流体的流失以及气体体积的减小、颗粒重新排列、粒间距离缩短、骨架体发生错动的结果。

3.软粘土地基常用沉降计算方法分析

地基沉降的计算方法可以分为四类:（1）弹性理论法，也称直接法;（2）工程方法，也称间接法;（3）经验公式法;（4）数值分析法。

弹性理论方法立论严谨，对于弹性的、均质的、各向同行的半空间体，其数学解精确，但软粘土地基而言，其本构方程有时与实际不符，因而其计算结果与实测结果有较大差异，主要用于瞬时沉降量的计算。

工程方法包括压缩仪法、Skemptm-Bjerrum法、应力路径法、状态边界面法等;这些方法仍利用弹性理论来计算地基中的附加应力，而土的应力-应变关系则取自试验(间接法)。它应用最广，其计算结果为瞬时沉降和固结沉降之和。

第三类方法包括经验和半经验公式，利用原位测试结果来推算地基的沉降;数位分析方法主要有有限元法、有限差分法和集总参数法等。

3.1瞬时沉降量的计算方法

在剪应力作用下，地基内会产生剪切变形及侧向挤出引起附加沉降。实际上，此项沉降量也是随着路堤的填高而增大，越接近极限高度，增长的数值越大。如地基受到显著扰动时，此项沉降增加得更多。通常都是根据固结沉降量的计算结果进行修正来确定最终沉降量，而没有专门的合适的方法来计算这项沉降量。日本及我国铁路系统也曾提出过经验关系式，从表达形式上看，考虑的影响因素似嫌简单，一般地，我们用弹性理论公式法来计算。弹性理论公式法是用弹性理论公式来计算建(构)筑物的沉降，然后再考虑地基中由塑性开展区的校正方法。

3.2主固结沉降量的计算

3.2.1传统分层总和法(单向压缩法)

分层总和法有如下假定:①少权缩时地基不能有侧向变形;②根据基础中心点下的土的附加压力进行计算;③基础最终固结沉降量等于基础底面下压缩层范围内各土层压缩量的总和。

分层总和法将压缩层范围内的土层分成n层，应用弹性理论计算在荷载作用下齐土层中的附加应力，采用侧限条件下，即单向压缩条件下的压缩性指标，分层计算各七层的压缩量，然后求和得到压缩层范围内的总沉降。单向压缩法中，附加压力一般取基础轴线处的附加应力值，以弥补采用该法计算得到的沉降偏小的缺点。由于附加应力沿深度方向的分布是非线性的，为避免产生较大的误差，计算中土层的分层不宜过大，建议一般每分层的厚度不超过基础宽度的0.4倍。

3.2.2规范推荐法(修正的分层总和法)

用单向压缩法计算地基最终沉降量时，由于理论上作了一些与实际情况不完全符合的假设以及其它因素的影响，计算值往往与实测值不尽相符，甚至相差很大。为此，可以根据传统的分层总和法原理，将计算方法加以简化。分析沉降观测资料表明，可以采用修正系数来反映沉降量计算值与实测值的差别，对计算结果进行修正。修正系数综合考虑了沉降计算中所不能反映的一些影响因素，诸如土的类型不同、选用的压缩模量与实际有出入、土层的非均质性对应力分布的影响、荷载性质的不同与上部结构对荷载分布的调整作用等。

3.2.3考虑先期固结压力计算固结沉降量方法

现场的软粘上在其地质历史上一般受过前期固结压力的作用，由于土层的变动、河流的冲刷等原因，这一压力不一定等于目前现场的有效应力。为此，可将粘土分为三类:①正常固结土;②超固结土;③欠固结土。在沉降计算中应考虑先期固结压力的影响，当土体处于不同的状态时要求采用不同的压缩性指标计算沉降量。

3.2.4考虑侧向变形的固结沉降计算

利用e-lgP曲线来计算沉降，对正常固结、超固结和欠固结粘性土，可分别对待，这似乎比利用e-P曲线计算沉降前进了一步。实际上，地基中的土受到附加应力后，变形并不是如前所述的那样简单，也不是象在固结仪中简单地沿一个垂直方向压缩，侧向变形对固结沉降的影响很大，特别是当地基中粘性土层的厚度超过基础面积的尺寸时，这种影响更大。对此，我们可以利用半径法来解决。

3.2.5应力路径法计算沉降

为了更好地考虑侧向变形对垂直沉降的影响，我们可以使用一个更为方便的方法，根据地基土体所经过的应力路径计算上体的压缩量。在这种方法中，估计和模拟所选单元的应力路径要与室内试验尽可能接近。常用的应力路径法有两种:①采用室内试验模拟现场有效应力路径法;②应变等值线法。

第一种方法的基本思路是:①根据弹性理论计算出各典型单元应力路径;②按照计算所得的应力路径进行三轴试验，并视现场条件确定排水条件，测量竖向应变量;③将实测竖向应变乘以相应土层厚度，计算沉降量。该方法的优点是能较好地模拟实际应力路径的影响;缺点是采用弹性理论计算得到的应力路径同地基中的实际应力路径有一定的误差，按照规定的应力路径试验比较复杂，且有一定难度。

应变等值线法的基本思想是:①通过一系列的三轴固结不排水剪切试验(CIU试验)，得到等轴向应变图。对正常固结粘土，等轴向应变线同等强度发挥应变线重合，均为过原点的直线;②将由弹性理论计算得到的总应力路径转化成有效应力路径画在等轴应变图上；③不排水加荷载阶段的竖向应变和孔隙竖水压力消散固结过程部分的竖向应变可以由等轴向应变图求得；④土体总的竖向应变即为上述两部分竖向应变之和，然后将应变乘上土层厚度即可得到土体的竖向固结变形量。

3.3次固结沉降量的计算

许多室内试验和现场量测的结果表明，次固结的大小与时间的关系在半对数纸上接近为一条直线，发生在主固结之后。若地基土由可塑性大的土或有机土组成，次压缩沉降必占地基总沉降中很可观的一部分。

除了以上的一些方法外，沉降量也可以通过原位试验来估计，常用的有平板载荷试验法、静力触探法、标准贯入试验法和旁压试验法。也可以通过现场实测资料来推算总沉降，比如对数曲线法、Asaoka切法、双曲线法、灰色系统理论、遗传算法等。有限元法、有限差分法和集总参数法等数值计算方法也越来越多地应用到地基的沉降计算中。

【参考文献】