张万威 孟艳秋 徐宇航

摘要：利用VB6.0编程计算和对数据自动处理，编制了一套块石稳定性计算的通用软件，计算结果可以直接显示在界面上。该计算软件能够准确、合理的确定采用块石作为护面的海堤稳定性，具有计算准确、操作性强等优点，适用于各种采用块石作为护面层的稳定性计算。

关键詞：VB;块石稳定性;护面结构

中图分类号：TP311      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）22-0274-04

开放科学（资源服务）标识码（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

块石具有经济性好，结构简单，易于建造，破坏后容易修复的特点，因此是常用的海堤护面结构之一。在能够开采到大块石的地区，用天然块石作护面通常是较经济的方案。国内外学者对块石护面稳定性进行了大量的研究，并取得了许多成果，但是由于波浪与斜坡堤结构相互作用影响因素的多样性、复杂性以及试验条件等限制，各家的研究成果都有自己的局限性和适用条件，在实际应用时数据计算处理较为复杂，工程人员在计算时容易将不同公式混用或者不在公式适用条件内使用公式，如果采用计算机程序设计，只要把相关的数据带入程序中，程序直接准确地计算出结果，计算结果精确可靠。

本文通过多方查找资料整合出一套块石稳定性计算公式，利用VB6.0编程计算和对数据自动处理，编制了一套块石稳定性计算的软件。

2 软件功能及说明

2.1 软件功能

本计算软件能根据海堤断面尺寸、海堤断面粗糙程度、渗透系数、波浪要素及潮位等因素分别确定前坡块石名义直径、堤顶块石名义直径、后坡块石名义直径、堤脚块石名义直径。

2.2 软件说明

根据文献整理可得，块石护面结构的稳定性从四个结构部分考虑，分别为前坡块石稳定性、堤顶块石稳定性、后坡块石稳定性、堤脚块石稳定性。通过资料整理和物理模型试验研究整理出一套块石稳定性计算公式，本计算软件基于这套计算公式进行编程。

前坡块石护面稳定性计算方法-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：

对于低堤顶结构前坡块石稳定重量的确定，首先根据水深判断，用公式（1）-（9）计算得到不越浪条件下前坡块石稳定重量，在此重量基础上乘以折减系数rD就可以得到低堤顶结构前坡块石稳定重量。

以上是前坡块石护面稳定性计算公式，其他结构部分块石护面稳定性计算公式由于篇幅原因不在此处全部展示。这一套计算公式较好的考虑了不同波浪情况下的各个结构的块石稳定性，但是适用限制条件较多，其中参数计算较为烦琐，如果逐一计算其中参数，不但增大工作量且而且不能保证计算结果的准确性，所以在此基础上，我们选择简单易用、快捷方便的vb6.0语言来编写程序计算。

2.3 软件界面

软件主界面如图1，界面上半部分为数据输入，按照规定输入数据，界面右下方框架“计算结果”显示输出结果，显示前坡块石名义直径，堤顶块石名义直径，后坡块石名义直径，堤脚块石名义直径。软件设计有4个功能按钮：计算、清空、计算示例、计算公式图解。点击计算，即进行软件自动计算，界面显示计算成果。点击清空，界面上所有的text值为空。点击计算示例，会出现计算参考值。点击计算公式图解，会出现计算图示。

3 计算步骤

下面以图1和表1中参数为例，用软件说明块石稳定性计算的方法。

3.1 输入数据

首先，在界面上按照要求依次輸入各计算参数，然后点击计算，软件先给一个判断，如果各个参数有一个输入不符合要求，则相应的软件计算结果会显示为0。输入正确后，软件自进行计算。

3.2 计算原理

本软件的计算原理是条件筛选法，按照给定的条件，软件进行判断是哪一个情况，每一种情况对应的块石稳定性计算公式不同。

具体过程实现的部分代码如下[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 計算结果

计算结果直接显示在界面的计算结果界面，前坡、堤顶、后坡、堤脚块石名义直径Dn50直接在界面的text中显示（见图1）[7]。经验证，程序运行稳定，计算速度快，计算结果可靠。

4 结束语

本文从多个方面介绍了一款块石稳定性计算软件，该计算软件能够准确、合理地确定采用块石作为护面的海堤稳定性，具有计算准确、操作性强等优点，适用于各种采用块石作为护面层的稳定性计算。

参考文献：

[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] 陈国平. 波浪爬高及越浪量研究[D]. 南京： 河海大学， 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在渠道设计水力计算中的应用[J]. 广东水利水电， 2009（3）： 49-51.

【通联编辑：谢媛媛】