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EXCEL在处理试验数据中的应用_计算机论文范文


所属栏目:计算机应用论文
发布时间:2011-09-26 15:20:41  更新时间:2011-09-26 15:59:38

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EXCEL在处理试验数据中的应用
符星爱
[摘要]根据在实际工作中常用EXCEL来处理试验数据的经验,举例介绍用EXCEL进行计算、绘图的一些常用方法。
[关键词]EXCEL 处理 试验数据

随着高等级公路建设的突飞猛进,对工程质量的要求也越来越高。在工程施工中,及时、准确的整理试验资料,提供试验结果,对指导施工、控制工程质量是必不可少的。由于试验工作内容繁多,如将一些较为复杂、需多次重复计算、或需绘制图表的试验项目,应用电子表格(EXCEL)进行编程,自动计算绘图,可大大提高工作效率,减少手算的误差,现就一些常用的试验项目的资料整理,介绍EXCEL在处理试验数据中的应用。
在处理土工试验数据中的应用。
高速公路施工中土工试验,大量重复进行的是击实、液塑限、筛分、CBR值等试验项目。其中资料整理较为复杂的是液塑限、CBR值试验。
液塑限试验的数据整理。
第一步:在EXCEL中建立一张空白“液塑限试验记录表”。
第二步:将试验原始数据的键入,并编辑公式,计算出入土深度平均值及含水量。如表1。
第三步:计算出液限、塑限及相关制图数据。
据《公路土工试验规程》要求,在二级双对数坐标中,以含水量w为横坐标,锥入深度h为纵坐标,点绘a、b、c三点含水量的h-w图。分别以点ab、ac连成直线,用液限wL在wL—hP关系曲线上查出hP,以此hP值在ab、ac线上求出相应的两个含水量wPab、wPac,如两个含水量的差值不大于2%,二者的平均值即为塑限wP。
建立ab、ac直线方程:
ac直线方程:LN(h)=Aac*LN(w)+Bac
ab直线方程:LN(h)=Aab*LN(w)+Bab
其中h为针入深度,w为相应的含水量。
系数A=(LN(h1)-B)/LN(w1)
系数B=(LN(h2)*LN(w1)-LN(w2)*LN(h1))/(LN(w1)-LN(w2))
注:加下划线的字符串为EXCEL函数,下同。
可分别用ab、ac直线方程计算出各自的wL、hP、wP值。若两个wP的误差符合要求,取平均值为塑限wP。
wL=EXP((LN(20)-B)/A (液限)
hP=wL/(0.524wL-7.606) (细粒土)
hP=29.6-1.22*wL+0.017*wL*wL-0.0000744* wL * wL * wL (砂性土)
wP=EXP((LN(hP)-B)/A) (塑限)
计算结果如表2所示。
要绘制漂亮的图形还需设置一些作图数据:如将ab、ac线延长到入土深度为2mm, 50mm处,分别以h=2,h=50代入公式w=EXP((LN(h)-B)/A),求出相应的含水量。并以hP值为纵坐标在图中添加一水平线。如表3所示。
第四步:绘双对数坐标图。从工具栏中选取插入“图表”,随着图表向导,依次选取图表类型(XY散点图)、图表源数据(表1.表3中的数据)、图表选项、图表位置(插入到前面建立的空白表中)等,即可看到图形,设置纵横坐标轴刻度为对数,调整图表的相关选项,使图表美观,如图1所示。再将计算出的液塑限值引入空表中,则完成了数据的整理及绘图工作。
2.CBR试验数据整理
空表制作、原始数据的录入及简单的计算公式输入与上述方法大同小异,其难度是如何从曲线上由计算机自动的给出贯入量h为2.5mm,5mm时的单位压力值p,下面以击98次的贯入试验为例。
在EXCEL中运用“XY散点图”绘制出“应力与贯入量关系图”。在手工作图时,我们常用曲线板依照各个点描出大致吻合的顺滑曲线,从图上查出对应于贯入量为2.5mm,5mm时单位压力值p。在EXCEL用“XY散点图”中的“添加趋势线”功能,可以绘出曲线,并提供出趋势线方程:p=Ah2+Bh+C(如图2所示)。
进行原点修正。常常曲线并非交于坐标原点,根据试验规程要求,需将坐标平移,使曲线与坐标原点相交。设p=0,则求出h1=(-B-SQR(B*B-4AC))/2A,h2=(-B+SQR(B*B-4AC))/2A,以h1.h2中绝对值小者为坐标轴平移的距离 h。如表4。


例表4、数据修正
1#试验修正 修正后值
系数A= -25.998 h值 p值 贯入量h 压力p
系数B= 452.750 0.21 0 2.71 942
系数C= -95.318 17.20 0 5.21 1558

修正后需代入方程的h值为:
原来 修正后
h1=2.5mm h1=2.5+ h=2.71mm
h2=5.0mm h2=5.0+ h=5.21mm
求出修正后h1,h2对应的p值: p=A(h+ h)2+B(h+ h)+C。
以此类推,可以分别求出三次贯入时的单位压力p值,计算三次试验结果的变异系数Cv,Cv=STDEV(p1,p2,p3)/(p1+p2+p3)/3。依据规程要求,定出此击次的p值,相应求出CBR值。击数为30次,50次的数据计算处理方法相同。
CBR值的最终确定。将上述三种不同击实次数的计算结果(干密度 .CBR值)引入一张表中。以CBR值为横坐标.干密度为纵坐标绘出图形中的三点(a、b、c)一般不在同一直线上,为精确起见,可分别求出ab,bc两线中点的坐标值(CBRab中、 ab中).(CBRbc中、 bc中),以此两点连线作为我们所求的直线,求出此直线方程 =A*CBR+B系 数A.B,代入不同的密实度值,即可得出相应的CBR值。
二.砂石等集料试验。
此类试验(筛分.含泥量等)的计算、作图相对较为简单,能掌握土工试验的资料整理方法,用EXCEL来计算已不成问题。
三.在数据统计与评定计算中的应用。
进行混凝抗压强度等项目的评定计算中,常常需要计算出若干个数据的均方差等,我们可以运用EXCEL中的统计功能进行运算,将大大的提高计算速度及准确性。首先设定一个原始数据录入区域,如(A3:H20),则:
平均值 Rn=AVERAGE(A3:H20)
样本数n=COUNTA(A3:H20)
均方差Sn=STDEV(A3:H20)
最小值Rmin=MIN(A3:H20)
则可根据Rn-K1*Sn*Rn与0.9R或1.15R的大小,Rmin与K2*R或0.95R的大小来进行评定,R为设计强度值,系数K1.K2为规程规定值,根据n的多少来确定。
同样,在整理计算路基弯沉值时,因要依次去除超出平均值L加减二倍均方差的数据来进行计算,建立如上述的表格,依次根据计算结果删去超出规定的值,计算机自动重计算,直到所有数据均符合要求为止,这样就大大节约时间。
结语:以EXCEL强大的计算及绘图功能,足以完成常规性的试验数据的统计计算及作图,通过分类制表,建立一个试验数据处理/报表系统,可加快数据处理、分析、提高精度、保证计算结果的正确性。

参考文献:1.公路土工试验规程 JTJ E40-2007 人民交通出版社
2.EXCEL7.0应用 电子出版社

 

 

 

 

 

 

 

 



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