混合编程在场地工程剪切波速测试中的应用
本文选题:混合编程 + 单孔法 ; 参考:《烟台大学》2016年硕士论文
【摘要】:剪切波速测试作为一种原位测试方法,具有施工效率高、设备操作简单、资料整理方便的特点。在工程勘察和抗震设计中,剪切波速测试对确定场地覆盖层厚度、判别场地类别、估算场地卓越周期、分析场地地震破坏潜势、计算地基刚度、检验地基处理效果有重要的意义,通过剪切波速还可以计算地基土泊松比、剪切模量、弹性模量和阻尼比等动力参数,为场地地震反应分析和基础动力分析提供基础数据。目前,剪切波速测试的方法主要有单孔法、跨孔法和面波法三种。跨孔法测试要求钻孔数量较多,施工效率低且成本高;面波法由于其复杂的设备和数据整理,在工程中较少使用;而单孔法相对于其他两种方法,只需要一个钻孔就可以进行测量,准备工作简单,而且设备易操作,因此在工程中单孔法应用最广泛。但是,单孔法测试存在计算精度方面的问题,而影响其精度的关键在于剪切波初至时刻的判断。剪切波初至时刻的识别一般采用人工识别,钻孔的深度,场地的噪声等都会加大识别初至时刻的难度,导致人工识别的效率低且误差大。而采用互相关函数分析剪切波的初至时刻可以有效地解决上述问题,并将该方法写入Fortran编制剪切波速计算程序,但是,Fortran的可操作性差不利在工程实测时使用。基于以上考虑,论文详细阐述了C#与Fortran混合编程的原理和方法,并将该方法与单孔法剪切波速测试结合,编译Fortran程序生成动态链接库,然后使用C#进行调用,以Fortran为计算内核,进行数据计算,以C#界面开发平台为依托,进行软件交互界面设计,开发单孔法剪切波速计算分析软件,该软件具有自动计算到时差、自动生成剪切波速结构图、计算等效剪切波速和覆盖层厚度、划分场地类别、估算场地卓越周期、自动完成测试报告等功能。将C#与Fortran混合编程应用到单孔法剪切波速测试中,可以提高测试效率和计算精度,在工程实测中有重要的现实意义。
[Abstract]:As an in-situ testing method, shear wave velocity measurement has the advantages of high construction efficiency, simple operation of equipment and convenient data arrangement. In engineering survey and seismic design, the shear wave velocity test can determine the thickness of the site overlay, distinguish the site type, estimate the site excellent period, analyze the site earthquake damage potential, calculate the foundation stiffness, It is of great significance to test the effect of foundation treatment. The dynamic parameters such as Poisson's ratio, shear modulus, elastic modulus and damping ratio can be calculated by shear wave velocity, which can provide basic data for site seismic response analysis and foundation dynamic analysis. At present, there are three main methods for measuring shear wave velocity: single hole method, cross-hole method and surface wave method. Cross hole testing requires a large number of boreholes, low construction efficiency and high cost; surface wave method is less used in engineering because of its complex equipment and data arrangement; and single hole method is relative to the other two methods. The single hole method is widely used in engineering because of its simple preparation and easy operation. However, the single hole method has some problems in calculating accuracy, and the key to its accuracy lies in the judgment of the first arrival time of shear wave. The recognition of the first arrival time of shear wave usually adopts manual recognition. The depth of borehole and the noise of the site will increase the difficulty of recognizing the first arrival time, which leads to the low efficiency and large error of manual recognition. The above problems can be effectively solved by using cross-correlation function to analyze the initial arrival time of shear wave, and the method can be written into the Fortran program for calculating shear wave velocity. However, the operational disadvantage of Fortran is not suitable for engineering measurement. Based on the above considerations, the principle and method of C # and Fortran hybrid programming are described in detail, and the method is combined with the single hole shear wave velocity test to compile the Fortran program to generate dynamic link library. Then the C # is used to call, and the Fortran is used to calculate the kernel. Based on the C # interface development platform, the software interaction interface design is carried out, and the single hole shear wave velocity calculation and analysis software is developed. The software can automatically calculate the time difference and generate the shear wave velocity structure chart automatically. The functions of calculating the equivalent shear wave velocity and the thickness of the overburden, classifying the site, estimating the outstanding period of the site, and automatically completing the test report are presented. The application of C # and Fortran mixed programming to the shear wave velocity measurement by single hole method can improve the efficiency and accuracy of the measurement, and has important practical significance in engineering measurement.
【学位授予单位】:烟台大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TU435
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,本文编号:1774339
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