張萬威，孟艷秋，徐宇航

護(hù)面層是堤壩的重要組成部分，用于抵抗來自堤壩外部和內(nèi)部的荷載。雖然天然塊石作為海堤防護(hù)結(jié)構(gòu)中的主要材料既生態(tài)又廉價(jià)，但有些工程圍墾實(shí)際石料料源較差，因此，需要結(jié)合工程專供料場(chǎng)的實(shí)際情況，提出采用不同開孔率灌砌塊石護(hù)面板的護(hù)面結(jié)構(gòu)方案[1]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)對(duì)塊石護(hù)面板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題進(jìn)行了大量的研究，并取得了許多成果，但是由于波浪與斜坡堤結(jié)構(gòu)相互作用影響因素的多樣性、復(fù)雜性以及試驗(yàn)條件等限制，各家的研究成果都有自己的局限性和適用條件，且目前的成果主要針對(duì)完工期海堤護(hù)面結(jié)構(gòu)，對(duì)于度汛期的海堤護(hù)面穩(wěn)定性的計(jì)算方法目前尚無相應(yīng)研究成果。

VB6.0 是目前應(yīng)用最為廣泛、易學(xué)易用的面向?qū)ο箝_發(fā)的工具之一，其可視化界面設(shè)計(jì)以及強(qiáng)大的功能，使之越來越受到人們的重視。本文通過物理模型試驗(yàn)、多方查找資料創(chuàng)造出一套的灌砌塊石護(hù)面板穩(wěn)定性計(jì)算公式，利用VB6.0 編程計(jì)算和對(duì)數(shù)據(jù)自動(dòng)處理，編制了一套灌砌塊石護(hù)面板塊石穩(wěn)定性計(jì)算的軟件。

1 數(shù)學(xué)模型

圖1

如圖1 所示，該護(hù)面板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性由護(hù)面板的穩(wěn)定厚度確定。我們已知有效波高Hs、灌砌塊石護(hù)面板開孔率P、塊石密度rρ、水密度wρ、水的深度d、譜峰周期值Tp、斜坡坡角α。

灌砌塊石護(hù)面板穩(wěn)定性計(jì)算主要有6 個(gè)步驟：

1）求波浪譜峰周期波長(zhǎng)值Lp。波浪譜峰周期波長(zhǎng)值由測(cè)定的水深度值d 及波浪周期取譜峰周期值Tp 計(jì)算得到。公式如下：

2）求破波參數(shù)opξ。已知斜坡坡角為α、波浪譜峰周期波長(zhǎng)值Lp 和有效波高Hs，由下式確定破波參數(shù)opξ。

3）求灌砌塊石護(hù)面板相對(duì)密度Δt。設(shè)定塊石密度rρ、水密度wρ和灌砌塊石護(hù)面板開孔率P 通過如下確定灌砌塊石護(hù)面板相對(duì)密度：

4）求穩(wěn)定系數(shù)F。已知灌砌塊石護(hù)面板開孔率為P，穩(wěn)定系數(shù)F 根據(jù)下式確定：

6）求護(hù)面板的穩(wěn)定厚度D。由以上已知條件可以得到護(hù)面板的穩(wěn)定厚度D。公式如下：

2 程序設(shè)計(jì)

2.1 軟件界面

主要軟件界面見圖2，界面上半部分為數(shù)據(jù)輸入，按照規(guī)定輸入數(shù)據(jù)，界面右下方框架“計(jì)算結(jié)果”顯示輸出結(jié)果，顯示度汛期護(hù)面板厚度、使用期護(hù)面板厚度。軟件設(shè)計(jì)有4 個(gè)功能按鈕：計(jì)算、清空、計(jì)算示例、計(jì)算公式圖解。點(diǎn)擊計(jì)算，即進(jìn)行軟件自動(dòng)計(jì)算，界面顯示計(jì)算成果。點(diǎn)擊清空，界面上所有的text 值為空。點(diǎn)擊計(jì)算示例，顯示計(jì)算的參考值。點(diǎn)擊計(jì)算公式圖解，出現(xiàn)計(jì)算公式圖解。

圖2 主軟件界面

2.2 程序編寫

本軟件的計(jì)算原理是條件篩選法，按照給定的條件，由軟件自行判斷情況類別，不同情況對(duì)應(yīng)的塊石穩(wěn)定性計(jì)算公式不同。

核心代碼如下[1-8]：

3 計(jì)算實(shí)例

下面以表1 中參數(shù)為例，用軟件說明塊石穩(wěn)定性計(jì)算的方法。

表1 計(jì)算主要數(shù)據(jù)

首先，在界面上按照要求依次輸入各計(jì)算參數(shù)，點(diǎn)擊計(jì)算，軟件進(jìn)行自我判斷，如果各個(gè)參數(shù)任意參數(shù)輸入不符合要求，則相應(yīng)的軟件計(jì)算結(jié)果會(huì)顯示為“輸入?yún)?shù)不符合實(shí)際要求，請(qǐng)重新輸入”。輸入正確后，軟件進(jìn)行計(jì)算。

計(jì)算結(jié)果直接顯示在界面的計(jì)算結(jié)果界面，度汛期護(hù)面板厚度和使用期護(hù)面板厚度直接在界面的text 中顯示。本次計(jì)算結(jié)果顯示度汛期護(hù)面板厚度D 為0.3656543m，使用期護(hù)面板厚度D 為0.6479153m。經(jīng)過驗(yàn)證，計(jì)算結(jié)果無誤。

4 結(jié)語

本文對(duì)灌砌塊石護(hù)面板穩(wěn)定性計(jì)算給出了數(shù)學(xué)模型，采用了VB 編程語言，進(jìn)行了界面設(shè)計(jì)，給出了核心代碼，通過計(jì)算實(shí)例驗(yàn)算，為灌砌塊石護(hù)面板穩(wěn)定性的求解提供了方法思路[9]。