On the Reclamation Earthwork Calculation using the Hermite and Spline Function

The estimation of the volume of a pit excavation is often required in many surveying, soil mechanics, highway applications and transportation engineering situations. The calculation of earthwork plays a major role in plan or design of many civil engineering projects such as seashore reclamation, and thus it has become very important to improve the accuracy of earthwork calculation. In this paper the spot height method, proposed formulas(A, B, C), and chen and Line method are compared with the volumes of the pits in these examples. And we proposed an algorithm of finding a terrain surface with the free boundary conditions and both direction spline method drawback, i.e., the modeling curves form peak points at the joints. To avoid this drawback, the cubic spline polynomial was chosen as the methematical model of the new method. From the characteristics of the cubic spline polynomial, the modeling curve of the new method was smooth and matched the ground profile well. As a result of this study, algorithm of proposed three methods to estimate pit excavation volume provided a better accuracy than spot height, chamber, chen and Lin method. And the mathematical model mentioned makes is thought to give a maximum acccuracy in estimating the volume of a pit excavation.

Hermite와 Spline 함수를 이용한 매립토공량 계산

토공량 결정은 토질역학, 고속도로적용, 운송공학, 많은 측량에 자주 요구된다. 토공량 계산은 해안매립공사 같은 대규모의 토목설계나 계획에 큰 비중을 차지하므로 토공작업의 정확도를 향상시키는 것이 매우 중요하다. 이 연구에서는 3가지의 제안식(A, B, C)과 점고법 그리고 Chen 과 Lin법을 예제를 통하여 비교하였다. 그리고 주어진 3차원 자료를 스플라인 보간법을 이용하여 지형곡면을 양방향으로 보간하거나 자유경계조건에 의한 방법의 알고리즘을 제시하였다. 재래식방법의 수학적 방범은 절점에서 첨단점을 곡선화하는 일반적인 결점을 내포하고 있다. 이러한 결점을 피하기 위하여 새로운 방범의 수학적 모델로서 3차 스플라인 보간법을 적용하였다. 3차 스플라인 보간의 특성상 새로운 방법의 모형곡선은 지형단면과 부드럽게 잘 맞아떨어졌다. 이 연구의 결과 제안된 3가지의 방법의 알고리즘이 점고법, Chen과 Lin보다 더 정확한 결과를 나타내었다. 그리고 언급된 수학식에 의한 모형은 토공량 결정에 있어 최대의 정확도를 제시하는 것으로 판단된다.