利用 EXCEL自動(dòng)繪制顆粒級(jí)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(shè)計(jì)對(duì)填筑材料的顆粒級(jí)配有嚴(yán)格的要求,用于填筑壩體的材料必須在設(shè)計(jì)的上下包絡(luò)線以內(nèi),同時(shí),通過顆粒級(jí)配曲線可以算出材料的不均勻系數(shù) Cu、曲率系數(shù) Cc,用以評(píng)價(jià)材料本身的級(jí)配是否良好。一份完整的顆粒級(jí)配曲線計(jì)算過程和成果見圖 1。以前繪制級(jí)配曲線都是靠技術(shù)人員手工在對(duì)數(shù)紙上進(jìn)行,需要一定的耐心和時(shí)間,不小心出錯(cuò)還要重新繪制,試驗(yàn)人員的工作量比較大。然而,利用 EXCEL軟件能夠進(jìn)行顆粒分析自動(dòng)計(jì)算并自動(dòng)生成級(jí)配曲線,既快又準(zhǔn)。筆者就如何利用 EXCEL軟件進(jìn)行顆粒級(jí)配分析試驗(yàn)進(jìn)行了介紹。

2 計(jì) 算

利用 EXCEL函數(shù)功能對(duì)顆粒分析結(jié)果可以進(jìn)行自動(dòng)計(jì)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(shí)際取樣篩分所得數(shù)據(jù),按照試驗(yàn)結(jié)果輸入即可。在圖 1中,C8∶C25、D8∶D25、E8∶E25中按照土工試驗(yàn)規(guī)程輸入相應(yīng)的計(jì)算公式,此三列即自動(dòng)生成計(jì)算結(jié)果。

3 級(jí)配曲線詳細(xì)的繪制過程

運(yùn)用 EXCEL軟件進(jìn)行此項(xiàng)工作,首先要對(duì)EXCEL軟件的繪圖過程有一個(gè)初步的了解,這里不再詳述。筆者只就運(yùn)用 EXCEL軟件進(jìn)行顆粒分析試驗(yàn)級(jí)配曲線的繪制過程進(jìn)行詳細(xì)說明。

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

圖1 一份完整的顆粒級(jí)配試驗(yàn)成果表

(1)根據(jù)計(jì)算結(jié)果,在圖 1中首先選中 A14∶A25數(shù)據(jù),按住 CTRL鍵不動(dòng),用鼠標(biāo)左鍵同時(shí)選中 E14∶E25數(shù)據(jù)。

(2)鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)插入,在插入下拉列表框中選圖表,在圖表類型對(duì)話框中選 XY散點(diǎn)圖,再選平滑線散點(diǎn)圖,出現(xiàn)對(duì)話框后再選擇下一步。

(3)出現(xiàn)數(shù)據(jù)源對(duì)話框,直接點(diǎn)擊下一步,出現(xiàn)圖表選項(xiàng)對(duì)話框。

(4)在圖表選項(xiàng)對(duì)話框中,按照以下格式輸入,圖表標(biāo)題(T):顆粒級(jí)配曲線,數(shù)值(X)軸(A):顆粒粒徑(mm),數(shù)值(Y)軸(V):小于某粒徑之顆粒百分?jǐn)?shù)(%)。在網(wǎng)格線對(duì)話框中,選中主要網(wǎng)格線及次要網(wǎng)格線,點(diǎn)完成,即刻生成曲線。

(5)用鼠標(biāo)選中 X軸,點(diǎn)擊右鍵,選擇 “坐標(biāo)軸格式”,點(diǎn)刻度,最小值輸入 0,最大值輸入1000,主要刻度單位設(shè)置為 10,次要刻度單位設(shè)置為 10,數(shù)值(Y)軸交叉設(shè)置為 1000,將底部的復(fù)選框:對(duì)數(shù)刻度、數(shù)值次序反轉(zhuǎn)、數(shù)值(Y)軸交叉于最大值選中。

用鼠標(biāo)選中 Y軸,點(diǎn)擊右鍵,選擇“坐標(biāo)軸格式”,點(diǎn)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(shù)值(Y)軸交叉輸入 0。

(6)一個(gè)完整的顆粒級(jí)配曲線試驗(yàn)成果表就這樣完成了。通過 EXCEL圖表的其它功能可以對(duì)圖形進(jìn)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(jí)配曲線查到特征值d60、d30、d10等值 ,從而計(jì)算出不均勻系數(shù) Cu、曲率系數(shù) Cc。通過曲線形狀和這些數(shù)值判斷此土樣的顆粒級(jí)配是否良好,是否滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

(7)第一個(gè)成果完成以后,在第二次使用時(shí)對(duì)此表進(jìn)行復(fù)制,對(duì) B欄對(duì)應(yīng)的數(shù)值按照實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果輸入數(shù)值,后面就會(huì)自然得出相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果,然后用鼠標(biāo)左鍵選中級(jí)配曲線,點(diǎn)數(shù)據(jù)源,點(diǎn)系列,點(diǎn) Y值,選中 E14∶E25,點(diǎn)確定,則圖中曲線自動(dòng)調(diào)整成第二次的試驗(yàn)成果曲線。幾秒鐘即可完成。

4 結(jié) 語

EXCEL軟件具有很強(qiáng)大的功能,我們要充分利用和開發(fā)它。利用 EXCEL軟件進(jìn)行土工試驗(yàn)中顆粒分析試驗(yàn)的計(jì)算和繪圖,在試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算和繪制級(jí)配曲線的過程中具有快速、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn),與手工計(jì)算和繪制級(jí)配曲線相比,可以節(jié)省試驗(yàn)人員的工作量,而且一般不會(huì)出錯(cuò)。