边坡稳定性分析中对折线滑动法的算法改进

2022-09-12

1 折线滑动法简介

边坡稳定性分析中, 当滑动面为折线形时, 通常使用的方法便是折线滑动法, 其计算示意图 (图1) 及公式如下。

式中:iR为第i块滑体的抗滑力 (kN/m) ;

Ti为第i块滑体的下滑力 (kN/m) ;

ψi为第i块滑体的剩余下滑力传递至第i+1块时的传递系数;

Wi为第i块滑体的单宽重量 (kN/m) ;

αi为第i块滑体的滑面倾角 (°) ;

Li为第i块滑体的滑面长度 (m) 。

Ci为第i块滑体的滑面粘聚力 (kPa) ;

ϕi为第i块滑体的滑面内摩擦角 (m) 。

2 折线滑动常规计算方法

折线滑动常规计算方法是在AutoCAD中对每个分滑面先量出其滑面倾角和滑面长度, 然后根据已有滑面粘聚力C值和内摩擦角ϕ值通过Excel计算, 最后输出计算结果。此种方法对于多个滑面计算而言, 将会不断重复相同操作, 不仅费时费力, 而且量测各参数过程中极易出错, 从而使工作效率大为降低。

3 折线滑动法算法改进

为克服以上常规折线滑动法弊端, 笔者在长期工程实践中, 结合Visual C++编程语言, 经不断调试终实现对折线滑动算法改进, 通过程序获取计算所需参数, 最后将计算结果自动输出到Excel表格, 从而使工作效率大大提高。

3.1 Visual C++语言简介

Visual C++语言是由微软公司出品的著名可视化集成开发工具, 凭借其简单的语法、少许的关键字、可移植性强等特点而在编程语言中占据着重要地位。凭借其友好的开发界面及强大的开发功能, 早已得到行业界认可。

3.2 算法实现

对改进算法的实现通过三步实现: (1) 获取相关参数 (C、Ψ、滑面长度、滑面倾角) 参与计算; (2) 内部计算; (3) 将结果自动输出到Excel表格。流程图如图2所示。

3.2.1 获取相关参数

利用AutoCAD二次开发工具ObjectARX可以方便的访问AutoCAD对象。ObjectARX不是独立的开发平台, 而是运行于Visual C++平台之上。ObjectARX是一个以Visual C++语言为基础的面向对象的开发环境和应用程序接口。作为一个模块程序ObjectARX以C++语言为基础, 并在此基础上规定了一套属于自己的语法。利用这一原理, Visual C++程序通过ObjectARX访问AutoCAD对象, 经内后台计算从而得到滑面长度和滑面倾角。其实现代码如下:

3.2.2 内部计算

根据上述所得参数, 按折线滑动法理论公式, 可快速计算结果, 代码如下:

3.2.3 将结果自动输出到Excel表格

将结果输出到Excel表格的的关键是将通过Visual C++访问Excel提供的自动化COM接口, 此处主要用到IApplication接口和IWorkbooks接口, 分别对应Excel应用程序和Excel工作薄。代码如下:

4 结语

本程序最大的特点是可以同时试算多个折线滑面稳定性, 并将结果自动输出, 只要用户需要, 可以查看其中一个或者全部滑面的特点。从而将我们从繁杂而枯燥的重复劳动中解脱出来, 我们可以将更多的精力投入到其它事情中去, 也使得劳动生产效率得以成倍的提高。

摘要：在坡稳定性分析中, 边折线滑动法是几种常用的方法之一, 而且被实践证明是一种行之有效的方法, 但因其计算过程的繁琐, 往往成为工程技术人员很头疼的一件事。本人结合工程实践与AutoCAD、VisualC++语言的快速性、高效性, 经不断完善修正最终实现了折线滑动化的计算机自动化, 为工作带来了极大方便。

关键词：折线滑动法,传递系数,内摩擦角,粘聚力,Visual,C++,Object,ARX