单选题
587[单选题]用平均断面法计算土石方数量,其结果与实际结果相比一般是()
A
相等
B
偏小
C
偏大
D
有时偏大,有时偏小
答案解析
正确答案:C
解析:
**解析:**
在土石方工程量计算中,平均断面法(Average End Area Method)是一种常用的近似计算方法。其基本公式为:
$$ V = \frac{A_1 + A_2}{2} \times L $$
其中,$A_1$ 和 $A_2$ 分别为相邻两个断面的面积,$L$ 为两断面之间的距离。
**为什么结果通常偏大?**
1. **几何原理分析**:
平均断面法假设两个断面之间的体积变化是线性的,即把这段土石方体看作是一个棱柱体或台体,其体积等于两端断面面积的平均值乘以长度。
然而,实际的地形或路基形状往往不是简单的线性过渡。如果将两断面间的实体视为一个棱台(Frustum),其精确体积公式(棱台体积公式)为:
$$ V_{exact} = \frac{L}{3} (A_1 + A_2 + \sqrt{A_1 A_2}) $$
我们可以比较平均断面法计算的体积 $V_{avg}$ 与精确体积 $V_{exact}$:
$$ V_{avg} - V_{exact} = \frac{L}{2}(A_1 + A_2) - \frac{L}{3}(A_1 + A_2 + \sqrt{A_1 A_2}) $$
$$ = \frac{L}{6} [3(A_1 + A_2) - 2(A_1 + A_2) - 2\sqrt{A_1 A_2}] $$
$$ = \frac{L}{6} (A_1 + A_2 - 2\sqrt{A_1 A_2}) $$
$$ = \frac{L}{6} (\sqrt{A_1} - \sqrt{A_2})^2 $$
由于 $(\sqrt{A_1} - \sqrt{A_2})^2 \geq 0$,因此 $V_{avg} \geq V_{exact}$。
只有当 $A_1 = A_2$ 时,两者才相等;只要 $A_1 \neq A_2$,平均断面法计算的结果就会**大于**实际体积。
2. **实际工程意义**:
在大多数道路、铁路等线性工程中,相邻断面的面积很少完全相等,且地形变化复杂。平均断面法忽略了断面间可能存在的凹陷或非线性收缩,倾向于高估体积。因此,在工程估算中,该方法计算出的土石方数量一般比实际结果**偏大**。
**结论:**
用平均断面法计算土石方数量,其结果与实际结果相比一般是**偏大**。
故正确答案为 **C**。
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2023年道路机场与桥隧工程公示题库
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