利用 EXCEL自動繪制顆粒級配曲線的方法

潘福營

(中國水利水電第五工程局有限公司第一分局,四川 成都 610066)

1 概 述

土石壩工程施工中,設計對填筑材料的顆粒級配有嚴格的要求,用于填筑壩體的材料必須在設計的上下包絡線以內,同時,通過顆粒級配曲線可以算出材料的不均勻系數 Cu、曲率系數 Cc,用以評價材料本身的級配是否良好。一份完整的顆粒級配曲線計算過程和成果見圖 1。以前繪制級配曲線都是靠技術人員手工在對數紙上進行,需要一定的耐心和時間,不小心出錯還要重新繪制,試驗人員的工作量比較大。然而,利用 EXCEL軟件能夠進行顆粒分析自動計算并自動生成級配曲線,既快又準。筆者就如何利用 EXCEL軟件進行顆粒級配分析試驗進行了介紹。

2 計 算

利用 EXCEL函數功能對顆粒分析結果可以進行自動計算,圖 1中 A8∶A25為篩徑,按照篩子尺寸輸入即可,圖中 B8∶B25為實際取樣篩分所得數據,按照試驗結果輸入即可。在圖 1中,C8∶C25、D8∶D25、E8∶E25中按照土工試驗規程輸入相應的計算公式,此三列即自動生成計算結果。

3 級配曲線詳細的繪制過程

運用 EXCEL軟件進行此項工作,首先要對EXCEL軟件的繪圖過程有一個初步的了解,這里不再詳述。筆者只就運用 EXCEL軟件進行顆粒分析試驗級配曲線的繪制過程進行詳細說明。

第一次級配曲線繪制相對麻煩些,但有了一個繪制好的級配曲線以后便可以復制進行簡單操作即可生成新的級配曲線,下面以圖 1為例就具體的繪制過程進行說明。

圖1 一份完整的顆粒級配試驗成果表

(1)根據計算結果,在圖 1中首先選中 A14∶A25數據,按住 CTRL鍵不動,用鼠標左鍵同時選中 E14∶E25數據。

(2)鼠標左鍵點插入,在插入下拉列表框中選圖表,在圖表類型對話框中選 XY散點圖,再選平滑線散點圖,出現對話框后再選擇下一步。

(3)出現數據源對話框,直接點擊下一步,出現圖表選項對話框。

(4)在圖表選項對話框中,按照以下格式輸入,圖表標題(T):顆粒級配曲線,數值(X)軸(A):顆粒粒徑(mm),數值(Y)軸(V):小于某粒徑之顆粒百分數(%)。在網格線對話框中,選中主要網格線及次要網格線,點完成,即刻生成曲線。

(5)用鼠標選中 X軸,點擊右鍵,選擇 “坐標軸格式”,點刻度,最小值輸入 0,最大值輸入1000,主要刻度單位設置為 10,次要刻度單位設置為 10,數值(Y)軸交叉設置為 1000,將底部的復選框:對數刻度、數值次序反轉、數值(Y)軸交叉于最大值選中。

用鼠標選中 Y軸,點擊右鍵,選擇“坐標軸格式”,點刻度,最小值輸入 0,最大值輸入 100,主要刻度單位輸入 10,次要刻度單位輸入 5,數值(Y)軸交叉輸入 0。

(6)一個完整的顆粒級配曲線試驗成果表就這樣完成了。通過 EXCEL圖表的其它功能可以對圖形進行美化和完善,以得到更加理想的圖形,這里不再詳述。通過顆粒級配曲線查到特征值d60、d30、d10等值 ,從而計算出不均勻系數 Cu、曲率系數 Cc。通過曲線形狀和這些數值判斷此土樣的顆粒級配是否良好,是否滿足設計和規范要求。

(7)第一個成果完成以后,在第二次使用時對此表進行復制,對 B欄對應的數值按照實際試驗結果輸入數值,后面就會自然得出相應的計算結果,然后用鼠標左鍵選中級配曲線,點數據源,點系列,點 Y值,選中 E14∶E25,點確定,則圖中曲線自動調整成第二次的試驗成果曲線。幾秒鐘即可完成。

4 結 語

EXCEL軟件具有很強大的功能,我們要充分利用和開發它。利用 EXCEL軟件進行土工試驗中顆粒分析試驗的計算和繪圖,在試驗結果的計算和繪制級配曲線的過程中具有快速、準確的優點,與手工計算和繪制級配曲線相比,可以節省試驗人員的工作量,而且一般不會出錯。