巧用Excel软件处理击实试验数据并绘制曲线效果图.docx
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1、巧用Excel软件处理击实试验数据并绘制曲线效果图 陈永利 (新疆生产建设兵团农二师勘测设计院 新疆库尔勒市 841000) 【摘要】应用Excel对击实试验数据成果进行简化处理,绘制击实曲线图,并利用Excel强大的分析计算功能,求解出曲线的趋势方程及相关系数,进一步求解出最优含水率和最大干密度,简化了绘制曲线的烦琐工作,同时减少手工绘图的误差。本文对此作了详细介绍。 【关键词】 Excel 击实 试验 曲线 饱和 趋势方程 相关系数 最大干密度 最优含水率 饱和度 1 前言 土的击实试验是衡量土的压实性的一项很重要指标,在铁路、公路、桥梁、机场、水利(水库坝体)等工程建设的填方地基设计中都
2、是必不可少的。此外,土的渗透、压缩、剪切等试验在一定程度上又是由击实试验来控制的。所以击实试验的成果对设计、施工以至于工程造价都会带来影响。土在外力作用下(碾压或夯实),孔隙度变小,密度增加,强度提高,压缩性及渗透性降低,使土的工程性质得到改善。而土的压实性就是指在一定的含水量条件下,以人工或机械的办法,使土能够达到某种密实程度的性能。土的压实强度与含水量、压实功能和压实方法有着密切的关系。当压实功能和压实方法不变时,则土的干密度随含水量的增加而增加;当干密度达到某一最大值后,含水量的继续增加反而使干密度减小。此时干密度的最大值称为最大干密度,其相应的含水量称为最优含水量。击实试验的目的,就是
3、模拟工地压实条件,用标准击实的方法,测定在某种压实功能下土的含水量和干密度的关系,确定土的最优含水量和相应的最大干密度,以求用最小的压实功能,得到符合工程要求的密 实度。图1 击实试验计算和曲线效果图长期以来,工作在试验场所的技术人员面对大量击实试验数据,采用手工描点,曲线尺绘图的办法,不仅工作量大烦琐,并且极易受个人因素影响,得出的试验结果可信度比较差,不同程度地困绕着工程技术人员。目前计算机已经普及,但专业绘制击实效果图的软件并不多见,且有的软件在输入数据时相对较为复杂。若使用AutoCAD绘制,由点连线,既不精确也很麻烦。笔者利用Excel处理试验数据,并绘制击实曲线图(该图为矢量图,可
4、任意放大缩小,便于试验人员对比观察),最终求解出试验结果。利用Excel表格还可以对试验中的异常值加以分析补充或剔除。本文介绍了这一方法和操作过程,抛砖引玉,请同行指点。 本文实例是采用南实处型击实仪(定体积法)对粒径小于5mm的土样试验后所得数据的分析处理。其他类型土的物理力学数据,可采用公式校正的方法,达到试验目的。 2 数据的采集与输入 首先新建Excel文件,制作各种表头项目,如图1所示。 利用Excel的表格功能输入表头“击实试验计算&曲线效果图”,居中后设定字体大小并合并单元格(以下类似)。在表头下方各行分别输入调配含水量(%)、干密度、土的饱和含水率(%)、湿密度、击实筒+土重(
5、g)、击实筒体积(cm3)、土的比重等。其他表项如图依次类推。制作完后输入本试验中的常量,如筒的重量、体积,水的密度等,再输入试验所得土的比重,不同调配含水量及其相应的击实筒+土重。然后根据公式: 湿密度=(击实筒+土重)-击实筒重)/击实筒体积 (1) 如表中B7=(B8-B9)/B10 干密度=湿密度/(1+0.01调配含水量) (2) 如表中B5 =B7/(1+B40.01) 土的饱和含水率=(4水的密度/土的干密度-1/土样比重)100 (3) 如表中B6 =(E10/B5-1/E9) 100 其余的相应表格项可按住ctrl键用鼠标拖动的办法依次产生或输入类似公式。 3 绘制曲线效果图
6、 3.1 干密度和含水率的关系曲线 图2 选取图形类别 图3 选择曲线类型以含水率为横坐标,干密度为纵坐标准备绘图。选取插入图表向导(或常用工具栏的图表向导) (图表向导-4步骤之1-图表类型。如图2所示)XY散点图平滑线散点图下一步(图表向导-4步骤之2-图表源数据。如图3、 图4所示)数据区域。在空白区域中用鼠标框选B4:G5或输入=Sheet1!$B$4:$G$5;系列产生在选行下一步(图表向导-4步骤之3-图表选项 图5)。图表标题(T)输入击实试验计算&曲线效果图;数值x轴(A)输入含水量(%),y轴(V)输入干密度d(g/cm3);坐标轴数值x轴(A)、数值y轴(V)多选框中全打;
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