張萬威 孟艷秋 徐宇航

摘要：利用VB6.0編程計算和對數(shù)據(jù)自動處理，編制了一套塊石穩(wěn)定性計算的通用軟件，計算結(jié)果可以直接顯示在界面上。該計算軟件能夠準確、合理的確定采用塊石作為護面的海堤穩(wěn)定性，具有計算準確、操作性強等優(yōu)點，適用于各種采用塊石作為護面層的穩(wěn)定性計算。

關(guān)鍵詞：VB;塊石穩(wěn)定性;護面結(jié)構(gòu)

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）22-0274-04

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Application of VB 6.0 in Stability Calculation of Block Stone

ZHNAG Wan-wei， MENG Yan-qiu， XU Yu-hang

（College of Harbour， Coastal and Offshore Engineering， Hohai University， Nanjing 210098， China）

Abstract： Using VB6.0 programming calculation and automatic data processing， compiled a set of stone stability calculation of the general software， calculation results can be directly displayed on the interface. The calculation software can accurately and reasonably determine the stability of the seawall with block stone as the protective surface， which has the advantages of accurate calculation and strong operability， and is applicable to the calculation of the stability of the various types of the protective surface with block stone.

Key words： VB; stability of block and stone; protective structure

1 背景

塊石具有經(jīng)濟性好，結(jié)構(gòu)簡單，易于建造，破壞后容易修復(fù)的特點，因此是常用的海堤護面結(jié)構(gòu)之一。在能夠開采到大塊石的地區(qū)，用天然塊石作護面通常是較經(jīng)濟的方案。國內(nèi)外學(xué)者對塊石護面穩(wěn)定性進行了大量的研究，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，在實際應(yīng)用時數(shù)據(jù)計算處理較為復(fù)雜，工程人員在計算時容易將不同公式混用或者不在公式適用條件內(nèi)使用公式，如果采用計算機程序設(shè)計，只要把相關(guān)的數(shù)據(jù)帶入程序中，程序直接準確地計算出結(jié)果，計算結(jié)果精確可靠。

本文通過多方查找資料整合出一套塊石穩(wěn)定性計算公式，利用VB6.0編程計算和對數(shù)據(jù)自動處理，編制了一套塊石穩(wěn)定性計算的軟件。

2 軟件功能及說明

2.1 軟件功能

本計算軟件能根據(jù)海堤斷面尺寸、海堤斷面粗糙程度、滲透系數(shù)、波浪要素及潮位等因素分別確定前坡塊石名義直徑、堤頂塊石名義直徑、后坡塊石名義直徑、堤腳塊石名義直徑。

2.2 軟件說明

根據(jù)文獻整理可得，塊石護面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性從四個結(jié)構(gòu)部分考慮，分別為前坡塊石穩(wěn)定性、堤頂塊石穩(wěn)定性、后坡塊石穩(wěn)定性、堤腳塊石穩(wěn)定性。通過資料整理和物理模型試驗研究整理出一套塊石穩(wěn)定性計算公式，本計算軟件基于這套計算公式進行編程。

前坡塊石護面穩(wěn)定性計算方法-Van der Meer[1-2]公式如下：

1）不越浪，堤前水深3

其中

2）不越浪，堤前水深h/Hs-toe<3

其中：

對于低堤頂結(jié)構(gòu)前坡塊石穩(wěn)定重量的確定，首先根據(jù)水深判斷，用公式（1）-（9）計算得到不越浪條件下前坡塊石穩(wěn)定重量，在此重量基礎(chǔ)上乘以折減系數(shù)rD就可以得到低堤頂結(jié)構(gòu)前坡塊石穩(wěn)定重量。

以上是前坡塊石護面穩(wěn)定性計算公式，其他結(jié)構(gòu)部分塊石護面穩(wěn)定性計算公式由于篇幅原因不在此處全部展示。這一套計算公式較好的考慮了不同波浪情況下的各個結(jié)構(gòu)的塊石穩(wěn)定性，但是適用限制條件較多，其中參數(shù)計算較為煩瑣，如果逐一計算其中參數(shù)，不但增大工作量且而且不能保證計算結(jié)果的準確性，所以在此基礎(chǔ)上，我們選擇簡單易用、快捷方便的vb6.0語言來編寫程序計算。

2.3 軟件界面

軟件主界面如圖1，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“計算結(jié)果”顯示輸出結(jié)果，顯示前坡塊石名義直徑，堤頂塊石名義直徑，后坡塊石名義直徑，堤腳塊石名義直徑。軟件設(shè)計有4個功能按鈕：計算、清空、計算示例、計算公式圖解。點擊計算，即進行軟件自動計算，界面顯示計算成果。點擊清空，界面上所有的text值為空。點擊計算示例，會出現(xiàn)計算參考值。點擊計算公式圖解，會出現(xiàn)計算圖示。

3 計算步驟

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

3.1 輸入數(shù)據(jù)

首先，在界面上按照要求依次輸入各計算參數(shù)，然后點擊計算，軟件先給一個判斷，如果各個參數(shù)有一個輸入不符合要求，則相應(yīng)的軟件計算結(jié)果會顯示為0。輸入正確后，軟件自進行計算。

3.2 計算原理

本軟件的計算原理是條件篩選法，按照給定的條件，軟件進行判斷是哪一個情況，每一種情況對應(yīng)的塊石穩(wěn)定性計算公式不同。

具體過程實現(xiàn)的部分代碼如下[3][4][5][6]：

If d/hs>3 Then

If m>1.2 And m<6 And n<7500 And hs/lp<0.06 And hs/lp>0.004 And p1>0.7 And p1<11.3 And b>1 And b<2.1 And pv>0.1 And pv<0.6 And sd1/Sqr（n）<0.9 And sd1<25 Then

If p1>p2 Then

dn1=hs/（（6.2*b*（pv^（0.18））*（p1^（-0.5））*（sd1/Sqr（n））^（0.2）））

Else

dn1=hs/（1*b*（pv^（-0.13））*（p1^（pv））*Sqr（m）*（sd1/Sqr（n））^（0.2））

End If

End If

If d/hs<3 Then

If m>1.2 And m<4 And n<3000 And hs/lp>0.004 And hs/lp<0.06 And p1>1 And p1<5 And p3>1.3 And p3<6.5 And h2/hs>1.2 And h2/hs<1.4 And hs/d>0.25 And hs/d<1.5 And sd1<30 Then

If p3

dn1=h2/（8.4*b*（pv^（0.18））*（p3^（-0.5））*（（sd1/Sqr（n））^（0.2）））

Else

dn1=h2/（1.3*b*（pv^（-0.13））*Sqr（m）*（p3^（pv））*（（sd1/Sqr（n））^（0.2））

End If

End If

If rc/hs*Sqr（sop/（2*3.1415926））>0Andrc/hs*Sqr（sop/（2*3.1415926））<0.052 Then

dn1=rd*dn1

End If

Text10.Text=Str（dn1）

If Abs（Val（Text10.Text））<1 And Abs（Val（Text10.Text））>0 Then Text10.Text=IIf（Sgn（Val（Text10.Text））=1，""，"-"）&"0"&Abs（Val（Text10.Text））

Else

Text10.Text=Str（dn1）

End If

If m>1.25 Then

If p4<1.4 Then

r0=1.6*p4

Else

r0=2.68-0.7*1/Sqr（p4）

End If

Else

r0=1.24*Sqr（1.5*m*m+1）

End If

ru=r0*h1

u1=（Sqr（9.81*hs）*1.7*（（rfc）^（0.5））*（（（ru-rc）/（rf*hs））^（0.5）））/（1+0.1*bc/hs）

If rc/hs>0.3 And rc/hs<2 And rcr/hs>0.3 And rcr/hs<6 And n<4000 And（2*3.1415926*hs/（9.81*t0*t0））>0.019 And（2*3.1415926*hs/（9.81*t0*t0））<0.036 Then

dn2=0.0021*（（sd2/Sqr（n））^（-1/1.8））*（u1*t0/b^（0.5））*（1+10*Exp（-rcr/hs））^（1/6）

End If

Text11.Text=Str（dn2）

If Abs（Val（Text11.Text））<1 And Abs（Val（Text11.Text））>0 Then Text11.Text=IIf（Sgn（Val（Text11.Text））=1，""，"-"）&"0"&Abs（Val（Text11.Text））

End If

If rc/hs>0.3 And rc/hs<2 And rcr/hs>0.3 And rcr/hs<6 And n<4000 And（2*3.1415926*hs/（9.81*t0*t0））>0.019 And（2*3.1415926*hs/（9.81*t0*t0））<0.036 And bc/hs>1.3 And bc/hs<1.6 And sd3>2 And sd3<3 And m>1.2 And m<4 Then

dn3=0.0027*（（sd3/Sqr（n））^（-1/2.96））*（u1*t0/（b^（0.5）））*（（m1）^（-0.25））*（1+10*Exp（-rcr/hs））^（1/6）

End If

Text25.Text=Str（dn3）

If Abs（Val（Text25.Text））<1 And Abs（Val（Text25.Text））>0 Then Text25.Text=IIf（Sgn（Val（Text25.Text））=1，""，"-"）&"0"&Abs（Val（Text25.Text））

s0=2*3.1415926*hs/（9.81*t0*t0）

p0=（1/m）/（s0^（0.5））

If ht/d>0.7 And ht/d<0.9 And ht/hs>1.2 And ht/hs<4.5 And s0>0.016 And s0<0.05 And p1>1 And p1<5 And p3>2.4 And p3<4.5 And sd4<7.3 And bt/hs>0.17 And bt/hs<4.4 And tt/hs>0.12 And tt/hs<1.19 Then

dn4=0.32*（hs/（b*sd4^（1/3）））*（（tt/hs）^（1/3））*（（bt/hs）^（0.1））*（us/Sqr（9.81*hs））^（1/3）

End If

Text26.Text=Str（dn4）

If Abs（Val（Text26.Text））<1 And Abs（Val（Text26.Text））>0 Then Text26.Text=IIf（Sgn（Val（Text26.Text））=1，""，"-"）&"0"&Abs（Val（Text26.Text））

End Sub

3.3 計算結(jié)果

計算結(jié)果直接顯示在界面的計算結(jié)果界面，前坡、堤頂、后坡、堤腳塊石名義直徑Dn50直接在界面的text中顯示（見圖1）[7]。經(jīng)驗證，程序運行穩(wěn)定，計算速度快，計算結(jié)果可靠。

4 結(jié)束語

本文從多個方面介紹了一款塊石穩(wěn)定性計算軟件，該計算軟件能夠準確、合理地確定采用塊石作為護面的海堤穩(wěn)定性，具有計算準確、操作性強等優(yōu)點，適用于各種采用塊石作為護面層的穩(wěn)定性計算。

參考文獻：

[1] Van der Meer J W. Rock slopes and gravel beaches under wave attac[D]. Delft University of Technology， Delft， 1988.

[2] Van Gent M R A， Smale A J， Kuiper C. Stability of rock slopes with shallow foreshores， ASCE， Proc. Coastal Structures， 2003.

[3] 陳國平. 波浪爬高及越浪量研究[D]. 南京： 河海大學(xué)， 2008.

[4] van Gent M R A， Pozueta B. Rear-side stability of rubble mound structures.

In Coastal Engineering Conference. ASCE American Society of Civil Engineers， 2004， 29（4）..

[5] Van der Meer J W. Wave run-up and overtopping[M]. Chapter 8 in Dikes and revetments， design， maintenance and safety assessment. Ed. K. W. Pilarczyk， A. A. Balkema， Rotterdam， Brookfield， 1998.

[6] Van Gent M R， Der Werf I V. Rock toe stability of rubble mound breakwaters[J]. Coastal Engineering， 2014： 166-176.

[7] 范立柱. VB6.0在渠道設(shè)計水力計算中的應(yīng)用[J]. 廣東水利水電， 2009（3）： 49-51.

【通聯(lián)編輯：謝媛媛】