CN104408316B - 中美岩土工程土壤分类标准转换装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了中美岩土工程土壤分类标准转换装置及方法，其中：该装置包括信息配置、导入接口、计算、转换、导出接口等5大模块，通过人‑机交互界面系统而集成。本发明提供的方案能够实现中美两套标准之间自动转换，且其转换的准确性高、转换的效率高；通过本发明提供的装置能够有效突破由于中美标准不同所形成的障碍。

Description

中美岩土工程土壤分类标准转换装置及方法

技术领域

本发明涉及数据自动化处理技术领域，具体而言，涉及岩土工程土壤分类标准转换技术。

背景技术

Casagrande 20世纪40年代所提出统一土质分类方法(USCS)是一种服务于工程目的土分类简明方法，1952年被美国陆军工程兵团所采纳。此后，美国统一建筑规范(uniformbuilding code)将其纳入并作了补充与完善，形成了ASTM(D2487)统一土质分类方法(简称：美标或ASTM)，用于现场和室内土的分类标准，为工程地基基础设计提供客观实际的依据。世界上除美国外，包括非洲、东南亚及南美洲等许多国家采用该方法，从而形成事实上的国际标准。

中国针对土的工程分类标准存在着国家、行业及地方3大类约几十种规范(简称：中国规范或CC)，不同规范之间分类标准存在着差别。中国规范与美标对土的分类方法和分类标准差别很大，如国家标准《土的工程分类标准》GB/T 50145-2007，砾砂土的分类组符共10项，组名达10项，而ASTM砾砂土的分类组符共18项，组名达36项；又如细类土的组符4项，组名仅10项左右，而ASTM细类土的组符5项，组名达35项等；在行业、地方规范标准中也涉及类似情况。随着中国经济高速发展及国家海外战略进一步实施，中国公司中标及承揽海外工程机遇大增，若采用中国规范实施土的工程分类往往不被国际咨询公司、业主及外方设计所认可；故工程中需要花费大量时间和精力进行中国规范与美标转换，以适应中或外方审查，对工程的顺利推进造成了很大影响。因此，如何建立一套既适应国情习惯，又满足国际标准的中美土的工程分类转换体系，是中国开拓海外市场工程勘察和设计中必须迫切解决的问题。

在现有的技术中，比如“KTG全自动系统在土工试验中的应用”(水运工程，2008(10))，详细表述了土质分类土的物理指标(含水率、密度、比重等)和力学指标(压缩系数、压缩模量、抗剪强度等)的采集处理原理和分类方法，略提到通过“计算”、“保存”模块实现上海规范与港工规范转换，但未提到其他规范及ASTM规范之内容。

另外，“KTG土工试验自动化采集系统的数据格式转换”(上海地质，2004(2))，仅涉及一种KTG自动化控制系统数据采集和数据转换，实现数据共享和DBF格式输出，也未涉及中国规范和ASTM规范标准转换之内容。

再者，“英美土工试验标准与国标的主要区别”(广东土木与建筑，2010(10))阐述国标与美标定名体系的部分差别，提出境外工程按中国标准土工试验分类，再将结果转化成美标供外方监理审核的设想，但未涉及土的分类不同标准之间转换模型及方法。

现有的岩土工程土壤分类标准转换技术除了存在上述的问题：无法进行完整的岩土工程土壤分类标准转换外，其还存在现有的转换技术无法实现自动化转换，且转换的准确度和转换的效率都非常的低，这将大大影响工程的顺利进行。

发明内容

针对现有岩土工程土壤分类标准转换技术所存在的功能不全面、无法自动转换、转换的准确度不高以及转换效率低等一些列问题，本发明的目的在于提供一种中美岩土工程土壤分类标准转换方案，该方案包括中美岩土工程土壤分类标准转换装置以及基于该装置实施的转换方法。本方案能够实现中美两套标准之间自动转换，且其转换的准确性高、转换的效率高。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

方案之一，中美岩土工程土壤分类标准转换装置，该转换装置包括：

数据库，用于存储转换装置运行所需的数据；

信息配置模块，用于根据工程设计要求确定相应的规范模型，并以此来设定计算依据；同时根据确定的规范模块录入本次转换所需的基本信息到数据库中；

导入接口模块，根据信息配置模块配置的信息识别对应的导入接口类型，再基于识别的导入接口类型，导入实施土的物理、力学等试验数据至数据库；

计算模块，根据数据库中信息配置模块配置确定的规范模型和配置的基本信息，对数据库中导入接口模块导入的实验数据进行土的物理、力学值计算；对巨粒类、砾粒类、砂粒类、细粒类土的相对含量分类及划分计算，并存入数据库中；

转换模块，用于对计算模型的计算结果进行中国土壤分类各标准之间转换或中美土壤分类标准之间的转换、项目归类或合并、中英互译；

导出接口模块，用于针对各类高级应用的数据库访问的接口类型，将转换模块转换结果导出成对应的数据格式。

在该转换装置的优选方案中，所述信息配置模块中还包括：规范改版、升版或更新所涉及的各类规范库模型数据维护模块。

进一步的，所述导入接口模块主要包括：

标识符号识别子模块，用于导入接口类型识别；

数据写入子模块，用于根据标识符号识别子模块识别的接口类型，将外部对应试验数据文件导入到当前的数据库中。

再进一步的，所述导入接口模块还包括导入接口路径保存子模块、数据结构类型转换子模块、导入过程出错判别子模块、纠错性维护处理子模块以及数据库读入规则设计子模块。

进一步的，所述计算模块包括：

用于土颗粒级配特征值不均匀系数C_u计算子模块；

用于土颗粒级配特征值曲率系数C_c计算子模块；

土的归纳分类定名判定树计算子模块；

以及用于孔号或深度排序子模块。

进一步的，所述导出接口模块主要包括：导出规则设计子模块、导出路径选择子模块，中英自动翻译子模块，特定数据导出子模块。

方案之二，一种中美岩土工程土壤分类规范转换方法，包括以下步骤：

信息配置步骤：根据工程设计要求确定对应的国家、行业或地方规范模型，并由确定的规范模块确定后续计算标准依据，且根据确定的规范模型录入工程的基本信息；

导入步骤：根据确定的规范模型识别对应的导入接口类型，再基于识别的导入接口类型，导入实施土的物理、力学等试验数据至数据库；

计算步骤：根据信息配置步骤所选择的规范模型，对导入数据库中试验数据逐行进行土的物理、力学值计算；对巨粒类、砾粒类、砂粒类、细粒类土的相对含量按中美规范模型进行分类及划分计算，并存入数据库中相应字符段内；

转换步骤：根据中美岩土工程土壤分类标准不同，进行中国土壤分类各标准之间转换或中美土壤分类标准转换；

导出步骤：根据各类数据库访问的接口类型，导出相关的数据文件，实现数据共享。

在该方法的优选方案中，所述计算步骤还根据粗粒类按粒组、级配、细粒土含量划分原则，计算不均匀系数C_u和曲率系数C_c值，确定土颗粒级配。

进一步的，所述计算步骤中，根据土的归纳分类定名判定树算法，对巨粒类、砾粒类、砂粒类、细粒类土的相对含量按中美规范模型进行分类及划分计算。

进一步的，所述导出步骤中导出：xls、mdb、frm、db、dbf、xml、txt等后缀的数据格式文件，导出方式包括单孔导出、多孔导出或全部导出及特定数据导出。

本发明提供的方案能够实现中美两套标准之间自动转换，且其转换的准确性高、转换的效率高；通过本发明提供的装置能够有效突破由于中美标准不同所形成的障碍，为中国企业参与海外市场竞争奠定了基础。

同时，本发明与现有技术相比，还具有以下有益效果：

(1)本发明提供的方案在具体实现时通过人—机交互界面系统集成信息配置、导入接口、计算、转换、导出接口等五大模块，形成了一套既符合中国国情使用习惯，又实现了国际土壤分类标准模型自动转换系统。

(2)本发明装置具有国家、行业及地方常用规范模型，为应对各类规范改版、升版或更新所涉及的规范库模型数据维护模块，软件具有良好的维护性及生命力；

(3)本发明装置导入及导出接口类型广泛，实现数据共享需求。导入过程具有出错判别、纠错提示及显示处理功能；

(4)本发明装置采用土的归纳分类定名判定树算法模块，提高了作业效率。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明的总体实施例装置的示意图；

图2为本发明实施例基于转换模块装置的示意图；

图3为本发明实施例中涉及的中国规范砂类判定树分类算法示意图；

图4为本发明实施例中涉及的美国规范砂类判定树分类算法示意图；

图5为本发明实施例中涉及的美国细粒类分类塑限图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参考图1，本发明中美岩土工程土壤分类标准转换装置拥有六大模块：

数据库100，用于存储整个装置运行所需的数据。

该数据库主要包括信息数据库和土工数据库，其中信息数据库用于整个装置运行的一些配置信息以及各种国家、行业或地方岩土工程规范模型；土工数据库用于存储外部导入的用于本次转换计算的数据参数，如实施土的物理、力学等试验数据等，以及装置进行转换计算所产生的各种数据。

信息配置模块101，用于根据工程设计要求选择国家、行业或地方规范模型，用来设定计算依据以及用于工程名称、日期、用户姓名等基本信息录入。

具体的，该信息配置模块101调用数据库100中存储的各种岩土工程规范模型，从中选择和确定本次转换计算所对应的规范模型，并以此来设定计算依据；同时根据确定的规范模块录入本次转换所需的工程基本信息到数据库中信息数据库中，以便其它模块的调取。

这里所述的工程基本信息包括：对应的工程名称、规范类型、导入类型、计算标准、导出类型、导入路径、导出路径等。

根据实际需要，除了上述功能外，信息配置模块101中还具有用于实现规范改版、升版或更新所涉及的各类规范库模型的数据维护模块。

导入接口模块102，用于根据信息配置模块配置的信息识别对应的导入接口类型，再基于识别的导入接口类型，导入实施土的物理、力学等试验数据至数据库中的土工数据库。

具体的，该导入接口模块102主要包括标识符号识别子模块和数据写入子模块两部分。

标识符号识别子模块，该模块从信息数据库中读取信息配置模块101配置的导入类型信息数据，根据该信息数据识别对应的导入接口类型。

这里适用于导入的各类数据库接口，包括：Microsoft Excel数据表接口；Microsoft Access数据库接口；My SQL数据库接口；Paradox数据库接口；FoxPro数据库接口；XML数据库接口；文本数据接口；华勘自动化采集系统数据库接口等。

数据写入子模块，其从信息数据库中读取信息配置模块101配置的导入路径，依据该路径以及标识符号识别子模块所识别的导入接口类型，导入对应的实施土的物理、力学等试验数据，并将该试验数据写入到数据库中的土工数据库中。

由于导入数据的正确性将直接影响到本装置转换结果的准确性，为了保证导入数据的稳定性和准确性，本发明在导入接口模块102中配置导入接口路径保存子模块、数据结构类型转换子模块、导入过程出错判别子模块、纠错性维护处理子模块以及数据库读入规则设计子模块。

导入接口路径保存子模块，用于对本次导入数据路径和对应的接口数据进行保存。若导入D：\2014-11目录某文件，则默认导出目录也是D：\2014-11，所以需保存，当然这个默认导出目录也可以改，一般取默认(导入的原始文件和格式变换处理后的文件导在同一个目录下便于管理)，主要为后续导出接口创造条件。

数据结构类型转换子模块，用于对导入数据的类型进行转换，以使该数据符合土工数据库的存储要求。通常土工数据库字段类型与读取的外部文件数据个别类型不一致，如小数点位数、字符类型等，逐行读取文件，转换后写入对应的土工数据库字段中，文件中的某些变量是数字类型，土工数据库中是字符型，需转换后才能写入。

导入过程出错判别子模块和纠错性维护处理子模块，用于对导入数据过程中出现的错误进行处理和记录，避免某个数据错误导致整个导入数据过程中断，通过记录，提醒操作人员作相应修改，保证数据的准确性。如，若导入中出现数据类型不匹配、数据异常(过大或过小等现象)，采用忽略或给予一个默认值，并作一记录，最后屏幕显示或打印出错记录表(例如：记录表显示4次错误，某行含水量错误，某行容重错误等)，以便试验员对这些错误进行改正。

数据库读入规则设计子模块，用于配置数据库导入数据的格式类型。读取信息配置库导入类型：导入类型为1代表上海规范格式，导入类型为2代表华勘格式等。在后续计算处理时，若读取到某个格式类型的数据，则可直接调用相应规范模块对应的计算程序去处理。

计算模块103，用于根据数据库中信息配置模块配置确定的规范模型和配置的基本信息对土工数据库中相应的数据逐行进行土的物理、力学值计算；对巨粒类、砾粒类、砂粒类、细粒类土的相对含量分类及划分计算，并存入相应字符段内，并进行孔号或深度排序。

本方案中涉及的土工数据库，其内部列字段，行为记录，逐步进行。根据图3说明：假定15、16、17三个字段值之和为细颗粒，11、12、13、14四个字段值之和为中粉粒。计算中从第一行开始，把15、16、17三个字段值之和为细颗粒＝10，则106土类代码为SF，107土类名称为含细粒砂，分别代入相应字段(土类代码，土类名称)，这里106土类代码、107土类名称及图4中108组符(如SW等)、109组名(如级配良好砂等)是关键字段，并以此作为设计依据。

在进行具体计算时，该计算模块103主要包括用于土颗粒级配特征值不均匀系数C_u计算子模块、用于土颗粒级配特征值曲率系数C_c计算子模块、土的归纳分类定名判定树计算子模块、以及用于孔号或深度排序子模块等。

不均匀系数C_u按下列公式计算：

曲率系数C_c按下列公式计算：

d₃₀—土的粒径分布曲线上的某粒径，小于该粒径的土粒质量为总土粒质量的30％；

计算模块103通过上述两子模块计算得到的C_u和C_c来确定土颗粒级别：土类代码或土类名称(见图3)，比如细颗粒含量＝4，C_u＝6和C_c＝2，则土类代码＝SW，土类名称＝级配良好砂；决定108和109(见图4)，比如细颗粒含量＝4，砂砾含量＝12，C_u＝7和C_c＝2，则108＝SW,109＝级配良好砂；C_u、C_c决定着土的定名。

土的归纳分类定名判定树计算子模块，用于对巨粒类、砾粒类、砂粒类、细粒类土的相对含量分类及划分计算。

室内试验根据不同粒组的相对含量划分为巨粒、粗粒、细粒3大类，砾和砂粒归并为粗粒类，划分标准依据中美规范标准执行；土的归纳分类定名判定树算法模块用于土的归纳，获取土类代码、土类名称(美国规范称：组符、组名)，土的归纳合并处理原理如下：

如中国BG/T50145-2007把粒径>60mm统一合并后归类为巨粒类，2.0～60.0mm合并归类为砾粒类，0.075～2.0mm合并归类为砂粒类，0.005～0.075mm合并归类为细粒土类；ASTM把粒径>75mm统一合并后归类为卵(漂)石类，4.75～75mm合并归类为砾粒，0.075～4.75mm合并归类为砂粒，0.002～0.075mm合并归类，并以塑性指数在塑限图的具体位置来确定细粒(参照图5)。

用于孔号或深度排序子模块，用于对导入数据中的孔号或深度进行排序。

转换模块104，用于中国土壤分类各标准之间转换或中美土壤分类标准转换，如“水运工程岩土勘察规范JTS133-2013”转换成美标“ASTM D2487”、“公路土工试验规程JTGE40-2007”转换成美标“ASTM D2487”等；包括：表头、土类代号、土类名称(美国规范称：组符、组名)等模型转换及中英文互译等；涉及数据格式按不同的分类标准转换，包括用于数值格式类型转换：如，整型、短整型、长整型、单精度、双精度等。

导出接口模块105，用于满足各类高级应用的不同接口类型，实现数据共享之需求。导出适用于各类数据库接口访问的文件，如：xls、mdb、frm、db、dbf、xml、txt等后缀的数据格式文件，或适应访问的各类标准数据库导入。导出模块还可用于单孔导出、多孔导出或全部导出功能选择，导出文件格式选择，字段位置重置、数据排序、打印输出等。

此处所述的不同接口类型指不同软件或采集装置读取的数据格式，如华勘数据格式：

1文件第1行：试样总数,+工程编号,+年,+月,+日,+工程名称….

2文件第2行：“KF：”+颗分试验级数+颗粒大小(如：20，10，5，2等)….

3文件第3行：NO，+序号+土样编号+钻孔编号+取土深度….

4文件第4行：WL，+含水率+密度+干密度+湿重度+干重度….

：

由此，本装置导出的数据格式必须与上述要求一致，好处是该成果数据文件.txt可以在其他单位华勘自动化设备上读取。导出的格式越多，也代表你的软件通用性或兼容性强。此处仅仅举华勘一个例子(导出txt)，实际上本方案可实现导出多种格式数据(见图2)，从而达到设备之间或不同软件之间数据共享。

具体实现，该导出接口模块主要包括：导出规则设计子模块、导出路径选择子模块，中英自动翻译子模块，特定数据导出子模块。

其中，导出规则设计子模块，用于配置导出数据的格式，以满足各类高级应用数据库的不同接口类型。

导出路径选择子模块，用于配置导出数据的存储路径，便于其它应用数据库的读取。

中英自动翻译子模块，用于对应的导出数据进行中或英文翻译。

特定数据导出子模块，用于实现部分字段数据导出。

针对上述的中美岩土工程土壤分类标准转换装置，其在具体实现时，通过人-机交互界面系统将该装置中包括的信息配置模块、导入接口模块、计算模块、转换模块、导出接口模块进行集成，形成对应的功能单元，通过人-机交互界面操作步骤，实现这些功能单元之间相互配合，从而完成中美岩土工程土壤分类标准转换。

其中，人-机交互界面操作，提供一些简便的操作方法(如热键等)；当用户等待完成一项工作时，系统会响应向用户提供实时的反馈信息(如显示导入进程的滚动条)；提供无须记忆的提示信息(如用户联机帮助手册等)。

由此，该转换装置进行中美岩土工程土壤分类标准转换的过程如下：

(1)信息配置：根据本工程设计要求所选择的国家、行业或地方规范，确定计算标准依据；将工程名称、日期、用户姓名等基本信息输入模块。

该步骤具体实现时，运行人-机交互界面系统中的转换装置(主程序)，用户点击其上的信息配置单元，信息配置单元对应的子程序自动调用全屏输入界面子窗体，在对应的工程名称、规范类型、导入类型、计算标准、导出类型、导入路径、导出路径等字段下输入所需信息变量，输入完毕，信息配置子程序返回主程序窗体，输入的信息配置变量自动保存在信息数据库中，便于各模块调用及读取。

(2)导入接口：根据可识别的导入接口类型，把土的物理、力学等试验数据自动导入土工数据库中，并实施数据结构类型变更；根据导入规则，设有出错判别、纠错提示及显示处理程序。

该步骤在具体实现时，点击人-机交互界面系统上的导入接口单元，根据接口单元对应的信息配置数据库，读取导入类型字段，识别导入接口类型，同时读取信息配置数据中导入路径的数据，然后根据要求，选择路径读取一个文件数据。

在导入数据时，逐行读取文件，对不符合存储要求的数据进行数据结构类型转换，转换后写入对应的土工数据库字段中；若某行数据存在问题，将进行出错判别、纠错性维护处理，并作一记录，最后屏幕显示或打印出错记录表(例如：记录表显示4次错误，某行含水量错误，某行容重错误等)，提醒试验员对这些错误进行改正。

(3)分类计算：根据本工程设计要求所选择的规范模型，对数据库逐行进行土的物理、力学值计算；根据土的归纳分类定名判定树算法模块，对巨粒类、砾粒类、砂粒类、细粒类土的相对含量按中美规范模型进行分类及划分计算，并存入相应字符段内，同时根据孔号或深度进行排序。包括：根据粗粒类(砾和砂粒)按粒组、级配、细粒土含量划分原则，计算不均匀系数C_u和曲率系数C_c值，确定土颗粒级配。

该步骤在具体实现时，点击人-机交互界面系统上的计算单元，该计算单元将打开当前土工数据库，然后根据信息配置库，读取计算标准变量(比如变量1为上海规范标准，2为港工规范标准，3为美标规范标准等)，然后对当前土工数据库按对应的规范标准计算，并将计算好的数据入库。

(4)标准转换：根据中美岩土工程土壤分类标准不同，进行中国土壤分类各标准之间转换或中美土壤分类标准转换，项目归类或合并，表头、定名、土类名称等中英互译。

该步骤在具体实现时，点击人-机交互界面系统上的标准转换单元，该标准转换单元首先根据信息配置库中设置的导入类型及导出类型(读入导入类型变量、导出类型变量)，然后打开土工数据库实施转换。

作为举例，若导入的数据是GB/T 50145分类格式，导出的数据是ASTMD2487分类格式，导入时细颗粒＝10，106土类代码为SF，107土类名称为含细粒砂(图3)，转换时(图4)，因为细颗粒＝10，所以选择细颗粒5～12％，读字段C_u、C_c判别是进入细颗粒＝ML或MH还是细颗粒＝CL或CH则依据图5计算，计算原理就是根据PI值(Y轴)和LL值(X轴)，(PI，LL)落在那个区间，若(PI＝20，LL＝70)，则落在MH or OH区间，程序返回得到细颗粒＝ML或MH，从图4可以看出108组符＝SW-SM，再读砾石字段(含量)，若砾石字段＝20则109组名＝级配良好砂含粉土与砾。本记录行转换结束，106字段值被108字段值取代，107字段值被109字段值取代，再进入下一行(指针加一)重新转换，直至土工数据库(指针到最后一行)结束。

(5)数据导出：根据各类数据库访问的接口类型，导出：xls、mdb、frm、db、dbf、xml、txt等后缀的数据格式文件，实现数据共享之需求。导出步骤还有单孔导出、多孔导出或全部导出及特定数据导出等方法，根据导出规则设计，选择导出路径、中英自动翻译等；

该步骤在具体实现时，点击人-机交互界面系统上的数据导出单元，该数据导出单元中包括导出规则设计子单元、导出路径选择子单元、中英自动翻译子单元、特定数据导出子单元。

这些子单元之间相互独立，在数据导出单元的菜单单元中点击即可。导出规则设计子单元(默认值为信息配置库中导出类型变量)，除默认值外，这里可以更改为其他类型；导出路径选择子单元(默认值为信息配置库中导出路径变量)，通过该子单元可以根据对话框更改路径；中英自动翻译子单元提供的成果表为中文或英文，已适用境外工程，装置中把规范涉及的常用词组均建立了中英文对照库，实现自动翻译；特定数据导出子单元用于实现部分字段数据导出，根据需要用户选择字段(鼠标点击)，选择导出类型，然后确定，自动生成用户选择的几个字段文件。

参考图2，其所示为本发明中美岩土工程土壤分类标准转换装置一个具体实施例，该实例中以国家标准GB/T 50145-2007转换成美标ASTM D2487；导入数据为华勘自动化采集接口KTG格式数据；导出数据为Excel数据表接口文件*.xls；

开始运行人—机交互界面程序，实施各模块步骤如下：

信息配置步骤：根据本工程设计要求选择国家规范“土的工程分类标准BG/T50145-2007”，从而确定了计算标准依据；将工程名称、日期、用户姓名等基本信息输入模块；

导入步骤：选择导入接口类型为KTG格式，导入全部土的物理、力学等试验数据入库，实施数据结构类型变更。该过程还包括：导入的接口文件名及路径保存等；

计算步骤：根据本工程设计要求选择国家标准GB/T 50145-2007规范模型，对数据库逐行进行土的物理、力学值计算；调用土的归纳分类定名判定树算法模块，对巨粒类、砾粒类、砂粒类、细粒类土的相对含量进行分类及划分计算，并存入相应字符段内；根据孔号或深度进行排序。包括：计算不均匀系数C_u和曲率系数C_c值，确定土颗粒级配；

转换步骤：根据美标ASTM D2487土壤分类标准，进行中美土壤分类标准模型数据转换，项目归类或合并，表头、定名、土类名称等中英互译；

导出步骤：根据用户数据库访问的接口类型需求，本实例导出：xls后缀的数据格式文件，实现外部数据共享之需求；并可执行单孔导出、多孔导出或全部导出及特定数据导出等。

参考图3，其本实例为中美岩土工程土壤分类标准转换装置针对GB/T50145-2007砂类土依据中国规范进行计算分类的示意图。针对GB/T50145-2007砂类土，调用土的归纳分类定名判定树算法模块，GB/T-Sand(细粒含量，粉粒含量，C_u，C_c)程序，返回土类代码及土类名称，如执行GB/T-Sand(4，1，6，2)返回土类代码为SW，土类名称为级配良好砂；若执行GB/T-Sand(7，1，6，2)返回土类代码为SF，土类名称为含细粒土砂；若执行GB/T-Sand(30，15，6，2)返回土类代码为SC，土类名称为黏土质砂，等等。

参考图4～5，其本实例为中美岩土工程土壤分类标准转换装置针对ASTMD2487砂类土，基于美国规范进行计算分类的示意图。如图所示针对ASTMD2487砂类土，调用土的归纳分类定名判定树算法模块，ASTM-Sand(细粒含量，砾石含量，C_u，C_c，PI，LL)程序，返回组符及组名，如执行ASTM-Sand(3，10，7，2，PI，LL)得到组符为SW，组名为级配良好砂；若执行ASTM-Sand(3，20，4，2，PI，LL)得到组符为SP，组名为级配不良砂含砾石；若执行ASTM-Sand(10，20，8，2，21，40)返回组符SW-SC，组名级配良好砂含黏土与砾石；若执行ASTM-Sand(10，20，5，2，14，40)返回组符SP-SM，组名级配良好砂含粉土与砾石；若执行ASTM-Sand(18，20，5，2，14，40)返回组符SM，组名含砾石质粉土质砂；若ASTM-Sand(18，20，5，2，6.5，21)返回组符SC-SM，组名粉土质、黏土质砂含砾石，等等。

中国规范106土类代码与107土类名称与美国标准108组符与109组名一致，名称不同但意义完全相同。

上述实施例仅对国标GB/T 50145-2007与美标ASTM D2487中粗颗粒中砂粒类土进行详细描述，实际还存在巨粒类、砾粒类、细粒类土和有机质土，它们之间转换原理和方法基本一致，可参照上述例实施。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种中美岩土工程土壤分类标准转换装置，其特征在于，所述转换装置包括：

数据库，用于存储转换装置运行所需的数据；

信息配置模块，用于根据工程设计要求确定并调用数据库中存储的相应的规范模型，并以此来设定计算依据；同时根据确定的规范模型录入本次转换所需的基本信息到数据库中；

导入接口模块，根据信息配置模块配置的信息识别对应的导入接口类型，再基于识别的导入接口类型，实施导入土的物理、力学实验数据至数据库；

计算模块，根据数据库中信息配置模块配置确定的规范模型和配置的基本信息，对数据库中导入接口模块导入的实验数据进行土的物理、力学值计算；对巨粒类、砾粒类、砂粒类、细粒类土的相对含量分类及划分计算，并存入数据库中；

转换模块，用于对计算模型的计算结果进行中国土壤分类各标准之间转换或中美土壤分类标准之间的转换、项目归类或合并、中英互译；

导出接口模块，用于针对各类高级应用的数据库访问的接口类型，将转换模块转换结果导出成对应的数据格式。

2.根据权利要求1所述的一种中美岩土工程土壤分类标准转换装置，其特征在于，所述信息配置模块中还包括：规范改版、升版或更新所涉及的各类规范库模型数据维护模块。

3.根据权利要求1所述的一种中美岩土工程土壤分类标准转换装置，其特征在于，所述导入接口模块主要包括：

标识符号识别子模块，用于导入接口类型识别；

数据写入子模块，用于根据标识符号识别子模块识别的接口类型，将外部对应试验数据文件导入到当前的数据库中。

4.根据权利要求3所述的一种中美岩土工程土壤分类标准转换装置，其特征在于，所述导入接口模块还包括导入接口路径保存子模块、数据结构类型转换子模块、导入过程出错判别子模块、纠错性维护处理子模块以及数据库读入规则设计子模块。

5.根据权利要求1所述的一种中美岩土工程土壤分类标准转换装置，其特征在于，所述计算模块包括：

用于土颗粒级配特征值不均匀系数C_u计算子模块；

用于土颗粒级配特征值曲率系数C_c计算子模块；

土的归纳分类定名判定树计算子模块；

以及用于孔号或深度排序子模块。

6.根据权利要求1所述的一种中美岩土工程土壤分类标准转换装置，其特征在于，所述导出接口模块主要包括：导出规则设计子模块、导出路径选择子模块，中英自动翻译子模块，特定数据导出子模块。

7.一种中美岩土工程土壤分类规范转换方法，其特征在于，所述转换方法包括以下步骤：

信息配置步骤：根据工程设计要求确定并调用数据库中存储的对应的国家、行业或地方规范模型，并由确定的规范模型确定后续计算标准依据；且根据确定的规范模型录入工程的基本信息；

导入步骤：根据确定的规范模型识别对应的导入接口类型，再基于识别的导入接口类型，导入实施土的物理、力学实验数据至数据库；

计算步骤：根据信息配置步骤所选择的规范模型，对导入数据库中试验数据逐行进行土的物理、力学值计算；对巨粒类、砾粒类、砂粒类、细粒类土的相对含量按中美规范模型进行分类及划分计算，并存入数据库中相应字符段内；

转换步骤：根据中美岩土工程土壤分类标准不同，进行中国土壤分类各标准之间转换或中美土壤分类标准转换；

导出步骤：根据各类数据库访问的接口类型，导出相关的数据文件，实现数据共享。

8.根据权利要求7所述的一种中美岩土工程土壤分类规范转换方法，其特征在于，所述计算步骤还根据粗粒类按粒组、级配、细粒土含量划分原则，计算不均匀系数C_u和曲率系数C_c值，确定土颗粒级配。

9.根据权利要求7所述的一种中美岩土工程土壤分类规范转换方法，其特征在于，所述计算步骤中，根据土的归纳分类定名判定树算法，对巨粒类、砾粒类、砂粒类、细粒类土的相对含量按中美规范模型进行分类及划分计算。

10.根据权利要求7所述的一种中美岩土工程土壤分类规范转换方法，其特征在于，所述导出步骤中导出：xls、mdb、frm、db、dbf、xml、txt后缀的数据格式文件，导出方式包括单孔导出、多孔导出或全部导出及特定数据导出。