級(jí)配曲線的快速繪制

1、級(jí)配曲線的快速繪制         06-02-17 15:18:00     作者：唐海北    編輯：studa9ngns摘要：在土石壩施工、爆破粒徑控制等工作中，往往需要繪制塊徑級(jí)配曲線圖，以確定不均勻系數(shù)CU、曲率系數(shù)CC及曲線是否平順、光滑，是否在上下包絡(luò)線內(nèi)，從而判斷級(jí)配是否良好、連續(xù)，對(duì)于反濾料設(shè)計(jì)，更是要求嚴(yán)格控制該料的D85、D15等特征值，級(jí)配曲線繪制工作量較大，本文中介紹了利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)算和圖表功能，快速繪制級(jí)配

2、曲線的方法，可減輕工作量，提高工作效率，減少出錯(cuò)率，無(wú)疑有一定的實(shí)用價(jià)值。 關(guān)鍵詞：級(jí)配曲線 快速 繪制  在土石壩施工、爆破粒徑控制等工作中，往往需要繪制塊徑的級(jí)配曲線，從而確定不均勻系數(shù)CU、曲率系數(shù)CC，判斷出該料是否平順、光滑，是否在設(shè)計(jì)提出的上下包絡(luò)線內(nèi)，而對(duì)于反濾料，由于反濾層設(shè)在產(chǎn)生滲流的兩種粗細(xì)明顯不同的材料之間，以防止產(chǎn)生滲透變形對(duì)于反濾料，其最重要的選擇指標(biāo)即為顆粒級(jí)配，因此，級(jí)配曲線繪制在土工試驗(yàn)中是必須進(jìn)行的工作，但由于級(jí)配曲線水平座標(biāo)為對(duì)數(shù)座標(biāo)，存在著對(duì)數(shù)座標(biāo)互換、百分含量累加、描點(diǎn)、連線等一系列繁雜的工作，工作極為枯燥乏味，一般說(shuō)來(lái)，傳

3、統(tǒng)繪制級(jí)配曲線的方法主要有如下幾種：1、采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙，進(jìn)行手工繪制。這種方法，在計(jì)算機(jī)普及前為主要的繪制方式，一般購(gòu)買(mǎi)印刷好的對(duì)數(shù)座標(biāo)紙（或復(fù)印設(shè)計(jì)提供包絡(luò)圖的圖表），人工在橫坐標(biāo)上標(biāo)出顆粒徑料、縱坐標(biāo)上標(biāo)出小于某粒徑累計(jì)百分比，然后按計(jì)算出的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上逐點(diǎn)標(biāo)出點(diǎn)位，采用曲線板進(jìn)行擬合，繪出級(jí)配曲線，再查出諸如D60、D30、D10等特征值，進(jìn)行系數(shù)計(jì)算。手工繪制級(jí)配曲線，效率較低，既不美觀，繪出的圖表大小固定，不易插在文檔中（往往采用在文檔中預(yù)留地方，粘上曲線圖表后再?gòu)?fù)印），同時(shí)換算也容易出錯(cuò)，費(fèi)工費(fèi)力，筆者在2003年前，受辦公條件限制，均采用這種手工繪制的方法進(jìn)行級(jí)配曲線的繪制。2

4、、采用AutoCAD這類(lèi)輔助設(shè)計(jì)繪圖軟件繪制級(jí)配曲線針對(duì)手繪方法存在著不美觀、不易與文檔結(jié)合的情況，在級(jí)配繪制上，往往采用輔助設(shè)計(jì)繪圖軟件進(jìn)行繪制，如AutoCAD、電子圖版等，在繪制方法，首先采用計(jì)算器或Excel等工具將各包括圖表、粒徑等在內(nèi)的數(shù)據(jù)換算成對(duì)數(shù)坐標(biāo)，然后采用直線、偏移等命令繪出對(duì)數(shù)座標(biāo)圖，通過(guò)手繪曲線命令繪出級(jí)配曲線。這種方法，克服了手繪級(jí)配曲線不易與文檔結(jié)合的不足（可采用復(fù)制、粘貼或?qū)Ｓ棉D(zhuǎn)換軟件），具有精度高、任意放大和縮小的特點(diǎn)，但存在著需到對(duì)數(shù)坐標(biāo)互 換、百分含量累加、描點(diǎn)以及連線一系列繁雜的步驟，效率也較低，筆者在2004年，由于需向設(shè)計(jì)單位報(bào)送壩料級(jí)配曲線電子版，主

5、要就采用AutoCAD這種方式進(jìn)行繪制級(jí)配曲線。3、利用計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言編制專(zhuān)用的級(jí)配曲線繪制程序針以上述方法的不足，也有單位利用計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言編制專(zhuān)用的級(jí)配曲線繪制程序，如利用AutoCAD支持的ActiveX Automation技術(shù)，運(yùn)用高級(jí)語(yǔ)言（如VB、VC等）編制命令程序，使其讀取預(yù)先輸入的數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)，自動(dòng)繪制級(jí)配曲線。這種方法，自動(dòng)化程度高，同時(shí)可設(shè)計(jì)出良好的人機(jī)交互界面，同時(shí)可自動(dòng)計(jì)算出D60、D30等特征值，比較方便，但這種程序，設(shè)計(jì)單位及科研單位編制和運(yùn)用較多，施工單位很難獲得，如果要自行編制，需要一定的計(jì)算機(jī)繪圖知識(shí)及較高的計(jì)算機(jī)編程經(jīng)驗(yàn)，如上述用采高級(jí)語(yǔ)言，利用Act

6、iveX技術(shù)，編制一個(gè)通過(guò)AutoCAD 自動(dòng)繪制級(jí)配曲線的程序，需要引用AutoCAD類(lèi)型庫(kù)，在命令程序生成后，還要在AutoCAD中注冊(cè)，經(jīng)過(guò)調(diào)試后方可進(jìn)行級(jí)配曲線的繪制，對(duì)一般沒(méi)有編程經(jīng)驗(yàn)的水工試驗(yàn)人員來(lái)說(shuō)，要順利進(jìn)行編程和調(diào)試顯得復(fù)雜和不便。目前，作為常用辦公軟件，MS office及WPS office應(yīng)用越來(lái)越廣，使用的人也越來(lái)越多，充分利用其中的電子表格自動(dòng)計(jì)算及圖表功能，能夠?qū)崿F(xiàn)辦公自動(dòng)化及圖表繪制自動(dòng)化，而經(jīng)過(guò)多次摸索，利用電子表格完全能夠繪制滿足工程需要的級(jí)配曲線，而相對(duì)于上述方法，具有簡(jiǎn)單、直觀、操作方便、不需要編程知識(shí)的特點(diǎn)，現(xiàn)以Excle2003為例，將繪制方法介紹如

7、下：1、數(shù)據(jù)獲取一般而言，一個(gè)完整的級(jí)配曲線，應(yīng)有上包絡(luò)線、下包絡(luò)線、取樣線、粒徑及小于某料徑含量累計(jì)百分比等圖元，其中上包絡(luò)線、下包絡(luò)線由設(shè)計(jì)單位根據(jù)施工需要經(jīng)計(jì)算而得出的級(jí)配曲線，可將其數(shù)據(jù)直接運(yùn)用來(lái)繪制級(jí)配曲線，而小于某粒徑含量百分比是經(jīng)實(shí)驗(yàn)、稱(chēng)量及計(jì)算獲得，對(duì)于具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程及計(jì)算，在此不再多簡(jiǎn)介，如果有不熟悉級(jí)配計(jì)算過(guò)程的朋友，可參見(jiàn)相關(guān)的土工實(shí)驗(yàn)規(guī)程。在工程中，一個(gè)完整的計(jì)算表可參見(jiàn)圖1。                                         圖1   級(jí)配曲線計(jì)算表需要指出的是，在圖1的數(shù)據(jù)中，除了各級(jí)風(fēng)干試樣重需要經(jīng)計(jì)算及填寫(xiě)外，其余百分比及累計(jì)百分比均通過(guò)在相應(yīng)的單元格中編寫(xiě)計(jì)算公式來(lái)自動(dòng)計(jì)算，為便于繪制曲線，再