利用 EXCEL自动绘制颗粒级配曲线的方法

潘福营

(中国水利水电第五工程局有限公司第一分局,四川 成都 610066)

1 概 述

土石坝工程施工中,设计对填筑材料的颗粒级配有严格的要求,用于填筑坝体的材料必须在设计的上下包络线以内,同时,通过颗粒级配曲线可以算出材料的不均匀系数 Cu、曲率系数 Cc,用以评价材料本身的级配是否良好。一份完整的颗粒级配曲线计算过程和成果见图 1。以前绘制级配曲线都是靠技术人员手工在对数纸上进行,需要一定的耐心和时间,不小心出错还要重新绘制,试验人员的工作量比较大。然而,利用 EXCEL软件能够进行颗粒分析自动计算并自动生成级配曲线,既快又准。笔者就如何利用 EXCEL软件进行颗粒级配分析试验进行了介绍。

2 计 算

利用 EXCEL函数功能对颗粒分析结果可以进行自动计算,图 1中 A8∶A25为筛径,按照筛子尺寸输入即可,图中 B8∶B25为实际取样筛分所得数据,按照试验结果输入即可。在图 1中,C8∶C25、D8∶D25、E8∶E25中按照土工试验规程输入相应的计算公式,此三列即自动生成计算结果。

3 级配曲线详细的绘制过程

运用 EXCEL软件进行此项工作,首先要对EXCEL软件的绘图过程有一个初步的了解,这里不再详述。笔者只就运用 EXCEL软件进行颗粒分析试验级配曲线的绘制过程进行详细说明。

第一次级配曲线绘制相对麻烦些,但有了一个绘制好的级配曲线以后便可以复制进行简单操作即可生成新的级配曲线,下面以图 1为例就具体的绘制过程进行说明。

图1 一份完整的颗粒级配试验成果表

(1)根据计算结果,在图 1中首先选中 A14∶A25数据,按住 CTRL键不动,用鼠标左键同时选中 E14∶E25数据。

(2)鼠标左键点插入,在插入下拉列表框中选图表,在图表类型对话框中选 XY散点图,再选平滑线散点图,出现对话框后再选择下一步。

(3)出现数据源对话框,直接点击下一步,出现图表选项对话框。

(4)在图表选项对话框中,按照以下格式输入,图表标题(T):颗粒级配曲线,数值(X)轴(A):颗粒粒径(mm),数值(Y)轴(V):小于某粒径之颗粒百分数(%)。在网格线对话框中,选中主要网格线及次要网格线,点完成,即刻生成曲线。

(5)用鼠标选中 X轴,点击右键,选择 “坐标轴格式”,点刻度,最小值输入 0,最大值输入1000,主要刻度单位设置为 10,次要刻度单位设置为 10,数值(Y)轴交叉设置为 1000,将底部的复选框:对数刻度、数值次序反转、数值(Y)轴交叉于最大值选中。

用鼠标选中 Y轴,点击右键,选择“坐标轴格式”,点刻度,最小值输入 0,最大值输入 100,主要刻度单位输入 10,次要刻度单位输入 5,数值(Y)轴交叉输入 0。

(6)一个完整的颗粒级配曲线试验成果表就这样完成了。通过 EXCEL图表的其它功能可以对图形进行美化和完善,以得到更加理想的图形,这里不再详述。通过颗粒级配曲线查到特征值d60、d30、d10等值 ,从而计算出不均匀系数 Cu、曲率系数 Cc。通过曲线形状和这些数值判断此土样的颗粒级配是否良好,是否满足设计和规范要求。

(7)第一个成果完成以后,在第二次使用时对此表进行复制,对 B栏对应的数值按照实际试验结果输入数值,后面就会自然得出相应的计算结果,然后用鼠标左键选中级配曲线,点数据源,点系列,点 Y值,选中 E14∶E25,点确定,则图中曲线自动调整成第二次的试验成果曲线。几秒钟即可完成。

4 结 语

EXCEL软件具有很强大的功能,我们要充分利用和开发它。利用 EXCEL软件进行土工试验中颗粒分析试验的计算和绘图,在试验结果的计算和绘制级配曲线的过程中具有快速、准确的优点,与手工计算和绘制级配曲线相比,可以节省试验人员的工作量,而且一般不会出错。