土工试验自动计算表
EXCEL在处理试验数据中应用
EXCEL在处理试验数据中的应用[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）+bacab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。
土工试验,颗粒分析自动计算表格
2.6
2
1259.6 869.2
40.8
59.2 7.1 21.7 15.4 11.6
小于某粒径的土质量百分数(%)
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
100
粒径分配曲线
10
1
Байду номын сангаас
0.1
土粒直径(mm)
试验结果：不均匀系数Cu= 说明
0.06
曲 率
试验监理工程师:
试验:
计算:
滇藏新通道（西藏境）滇藏界至察隅县竹瓦根公路改建工程
土的颗粒大小分析试验记录（一）
工程名称：
滇藏新通道（西藏境）滇藏界至察隅县竹 瓦根公路改建工程第6合同段
取样桩 号：
施工单位：
西藏天和工程建设有限公司
编 号：
监理单位：
新疆公路工程咨询公司
试验单 位：
k158+450
JL-2015-T-041 滇藏新通道（西藏境）第6合同段
2.4
结论：
复核:
0.01
继配不好砾GP
60
2
1259.6 869.2 40.8
40
97.7 2031.1 95.4
1
151.4 1299.7 21.8
20
369.6 1759.2 82.6
0.5
462.5 837.2 12.2
10
682.1 1446.7
68.0
0.25 327.8 509.4 7.5
5
982.2 1146.6
53.9
0.075 246.8 262.6
工地试验室
试验日期：
2015/7/23
巧用excel绘制颗粒级配曲线与自动计算粒组特征参数
巧用excel绘制颗粒级配曲线与自动计算粒组特征参数摘要：颗粒分析试验为基础土工试验之一，其成果对土样定名及物理力学性质的判断都有着重要意义。
由于试验原始数据繁多，处理步骤繁杂，而以往试验室对颗分数据多为人工处理，导致颗粒分析数据处理工作量大，且结果易出错。
利用excel的函数和图表功能，可实现颗粒分析试验从原始数据计算、颗粒级配曲线绘制到粒组特征参数计算的数据自动处理，减少人为影响，提高工作效率及计算准确度。
关键字：颗粒级配曲线；粒组特征参数；自动计算1.颗粒分析试验数据处理的基本流程颗粒分析是通过测定干土中各粒组所占该土总质量的百分数的方法，借以明了颗粒大小分布情况，供分类土性、判断土的工程性质及选料之用[1]，其基本原理参见文献[1]、[2]。
本文仅讨论筛析法联合密度计法的颗粒分析自动化数据处理。
其数据处理分为五个基本步骤：①筛析法计算0.075mm以上颗粒大小及含量②密度计法计算0.075mm以下颗粒大小及含量③绘制颗粒级配曲线④从颗粒级配曲线上读取粒组特征参数和粒径含量的辅助数据（粒径0.05mm,0.005mm,0.002mm所对应的含量百分比）⑤计算粒径含量表。
试验成果包括颗粒级配曲线，粒组特征参数（d10，d30，d50，d60，不均匀系数Cu，曲率系数Cc）及粒径含量表。
2.目前颗粒分析电化处理数据的状况随着计算机的普及，目前很多试验室已经开始用软件来完成颗粒分析数据的电化处理，常见的主要是办公软件Excel[3][4]和绘图软件AutoCAD[5]。
据笔者了解，目前试验室用Excel处理颗粒分析数据的方式还主要局限于常规计算和绘制颗分曲线[3][4]，而粒组特征参数及粒径含量的辅助数据仍采用人工读取，这样的做法导致数据精度因人而异，且结果易发生量级错误；用AutoCAD处理颗粒分析数据，虽已通过编制AtuoLISP程序自动计算出粒组特征参数，但由于AutoCAD的优势在于图形处理而非数据处理，因此还要利用Excel表格进行数据前期准备，然后用AtuoLISP在AutoCAD中进行绘图和简单计算[5]。
土工实验
To DO:
实验步骤： 1.对准上下盒，插入固定销钉，在下盒内放洁净透 水石一块及湿滤纸一张。 2.将盛有试样的环刀，平口向下，刀口向上，对准 u 剪切盒上盒，在试样上面放湿润滤纸张及透水石一 . 块，然后将试样用透水石徐徐压入盒底。并顺次加 上活塞钢珠及加压框架。 3.本试验至少取四个试样，分别加不同的垂直压力， 其大小按估计所受计算荷重的范围而定。一般可按 0.25，0.5，1，2，3及4kg／cm2施加。加荷时一次 轻轻加上。但必须注意，如土质松软，为防止其挤 出，应分次施加，切不可一次加上去。 4．如系饱和试样，则在施加垂直压力5分钟后，加 水饱和；非饱和土不必加水饱和但须防止水分蒸发，
u 2、加压设备——磅秤式、杠杆式；
. 3、测微表（或称百分表，量程 10mm，感量
0.01mm）秒表； 4、物理天平（称重1000g、感量0.1g）；
5、电热烘箱（温度能控制在105～110℃）；
6、其他——如环刀、切土刀、大铝盒、滤纸、 凡士林、方玻璃片等。
To在切取原状土样时，应 u 使土样的受荷方向与天然土层受荷方向一致）， . 当整个环刀压入土样后，用刀将上下面削平， 将外壁擦净后称重（准确至0.1克），测定土 样的湿密度。取修下的土样（不沾有凡士林的 土）测定土样试验前的含水量。
食指执锥柄，事锥尖与试样面接触，并保持锥体垂 直，使锥体在其自重作用下沉入土中，注意，放锥 要平稳，避免产生冲击力。 u 2）放锥15s后，观察锥体沉入土中的深度，以土样 . 表面与锥接触处为准，若恰为10mm（锥上有刻度 标志），则认为这时的含水率为液限，若锥体进入 土体深度大于或小于10mm时，则认为式样含水率 大于或小于液限。此时，应重新调土直至锥体下沉 深度恰为10mm为止。
To DO:
扶壁式挡土墙计算表格
扶壁式挡土墙计算初始数值墙高h(m)4地面均布荷载标准值qk(kN/m²)30填土内摩擦角标准值Φk35墙背与填料的摩擦角标准值δ35填土重度γ(kN/m³)18基底摩擦系数μ0.35结构重要性系数γo1墙背后边坡坡度β0地震角η 1.5(7度0.1g=1.5),8度0.2g=3.0地基承载力特征值(kPa)170地基承载力修正系数ηb0.3地基承载力修正系数ηd 1.6基础埋深d(m)0.8两扶壁净距ln(m)3立板厚度d1(m)0.3底板厚度d2(m)0.3保护层厚度(mm)50混凝土等级fc(N/mm²)16.7混凝土等级ft(N/mm²) 1.57钢筋等级fy(N/mm²)360箍筋钢筋等级fy(N/mm²)270混凝土容重γc(kN/m³)26(一)主要尺寸的拟定为了保证基础埋深大于0.5m，取d=0.8m，挡土墙总高H=4+0.8= 4.8用墙踵的竖直面作为假想墙背，计算得到主动土压力系数Ka=tan²(45°-Φk/2)=tan²(45-35/2)=0.271根据抗滑移稳定要求：B2+B3≥1.3(qkH+0.5γH²)Ka= 3.0383m μ(qk+γH)取B2+B3=3m其中B2=0.3mB3=3m Eax=(qkH+0.5γH²)Ka=95.22 kNz=qkH²/2+0.5γH³/3= 1.93 m qkH+0.5γH²B1≥1.6Eax·z-0.5(B2+B3) (B2+B3)(qk+γH)=-0.658936计算结果为负数说明若仅为了保证稳定性的要求不需设置墙趾板，但为了减少 墙踵板配筋及使地基反力趋于均匀，取 B1=0.5mB=B1+B2+B3= 3.50 m(二)土压力计算由于填土表面水平，第一破裂面与铅垂面的夹角θi=45°-Φk/2=27.5第二破裂面与铅垂面的夹角αi=45°-Φk/2=27.5墙项A与墙踵C连线AC与铅垂面的夹角α=arctanB3/(H-d2)=33.7因为α＞αi，因此出现第二破裂面，按第二破裂面计算取α=33.7得:Ka=0.89Ea=qkHKa+0.5γH²Ka=313.27 kN/m则：① Eax=Ea·cos(δ+α)=113.84 kN/mzf=qkH²/2+γH²/2·H/3KaEa= 1.93 m② Eaz=Ea·sin(δ+α)=291.86 kN/mxf=B-zf·tanα= 2.21 m(三)自重与填土重力1.立板+底板自重墙顶到底板顶Hi=H-d2= 4.5m 钢筋混凝土标准重度γc，其自重为：G1=[d2·B+d1·Hi]·γc=62.4kNx1=d2·B²/2+d1·Hi·(B1+d1/2)d1·Hi+d2·B= 1.13 m2.填土重及地面均布荷载总量G2=B3·Hi·γ/2=121.5kN墙身自重计算时，挂壁自重按填土计算，另墙趾上少量填土重量略去不计导致各项验算偏安全。
压实度试验记录（灌砂法）（含自动计算公式与填表说明）
压实度试验记录（灌砂法）（含⾃动计算公式与填表说明）云核刚王耀武路基填⼟压实试验记录(灌砂法)试验：技术负责⼈：施⼯⾥程及部位：D1K××+350～550原地⾯试验⽇期：2014年6⽉28⽇施⼯单位：××建设⼯程项⽬部试验编号：2014-⼟密度-0001⼯程名称：××线路××标段路基⼯程委托编号：2014-⼟密度-000112 3 4 5 6 7 8910 1112 1314 15 16 17压实⽅法：主要是区分机械振动碾压还是⼈⼯⼩型机械压实。
颗粒密度：按最新检验批次确定的颗粒密度填写。
最⼤⼲密度：填写击实试验所确定的颗粒密度。
击实试验在填⼟颗粒粒性发⽣明显变化时或达到最⼤检验批次时应重新送检确定，此后试验便以新的击实结果填写最优含⽔率：填写击实试验报告中所确定的最优含⽔率，最优含⽔率需与最⼤⼲密度对应。
试验砂密度：当使⽤不同⼚家或对试验砂密度有怀疑时应重新标定。
⾥程：填写试验点所在施⼯⾥程。
委托编号：应与试验委托单上的编号保持⼀致，此编号应按试验单位相关规定进⾏编写，同⼀单位⼯程或分项⼯程中的委托编号也有可能不连续，原因同“试验编号”。
试验⽇期：填写施⼯试验⽇期，同⼀检验批次的施⼯试验应在同⼀天进⾏。
仪器设备：应填写使⽤的主要试验设备名称与型号，此试验主要是区分灌砂桶规格。
“⽰值范围”与“分辨率”应该是针对“台秤”⽽⾔的，但灌砂过程中的台秤与含⽔率试验中所使⽤的台秤分辨率不⼀致，此处应该⾪属于表格设计缺陷，建议施⼯试验单位在做试验报告时予以更改。
采⽤标准：填写试验依据，铁路⼯程应依据《铁路⼯程⼟⼯试验规程》（TB10102-2010）公路⼯程应依据《公路⼟⼯试验规程》（JTG E40-2007),其他⼯程可依据《⼟⼯试验⽅法标准》（GB/T 50123-1999)试验条件：可填写试验时的天⽓情况，因为风⼒、空⽓湿度等对试验有影响，但影响不⼤。
第10章土工参数计算
图10- 10
一般物理力学指标参数表
参数
用途
液限
用于判别土层名称、计算与之有关的参数
塑限
用于判别土层名称、计算与之有关的参数
颗粒分析 用于判别土层名称 结果
含水量
计算有关土性参数和粉土、淤泥、淤泥质 土承载力基本值
天然密度 计算与之有关的土性参数
土粒比重 计算与之有关的土Байду номын сангаас参数
孔隙比
判断粉土、粘性土承载力基本值和修正系 数
σX
参数X的标准差，由承载力基本值计
算标准值时用于计算回归修正系数，只有
输入了土样个数，输入的σX才起作用，
也可由输入的多组参数X自动统计得到
不同计算内容用到的参数 要计算的参数 所需参数
土层名称
颗粒分析结果或液、塑限
承载力基本值
粉土：孔隙比、含水量；粘性土： 孔隙比、液性指数；淤泥、淤泥质 土：含水量；红粘土：含水比、液 塑比；素填土：压缩模量Es1-2
图10- 3
对于砂性土，可根据颗分试验结果来判别土层名称。如在图4-1中左 边部分填入颗分结果：
粒径 >2 0.5~2 0.25~0.5 0.075~0.25 <0.075 (mm) 含量(%) 4.5 12.4 35.5 33.5 14.1 并用鼠标单击根据栏中的 按钮或菜单栏中的“地基土”（或F4功能键）即可完成计算，同时在 文本输出窗口给出计算结果如下图。
图10- 4
2、 计算土的物理力学指标 在土工试验中可以直接测得的指标有5个：液限、塑限、含水量、天
然密度和土粒比重。在图4-1的窗口中填入上述指标后，窗口显示如图 10- 5。
若试验中没给出土粒比重，将按如下规则取值：
土工试验,颗粒分析自动计算表格.doc
滇藏新通道（西藏境）滇藏界至察隅县竹瓦根公路改建工程土的颗粒大小分析试验记录（一）工程名称：滇藏新通道（西藏境）滇藏界至察隅县竹取样桩k158+450 瓦根公路改建工程第 6合同段号：施工单位：西藏天和工程建设有限公司编JL-2015-T-041号：6合同段监理单位：新疆公路工程咨询公司试验单滇藏新通道（西藏境）第位：工地试验室试验日期：2015/7/23报告日2015/7/25 期：筛析法筛前总质量＝1872.3 g 小于 2mm土质量（ g）691.6小于 2mm土占总土质量% 36.9粗筛分析细筛分析孔径通过质量通过率孔径留筛质量通过质量通过占总土质量留筛质量g% 率% 百分率% mm gmm g g60 2 1180.7 691.6 36.9 63.140 31.3 1841.0 98.3 1 151.4 1299.7 25.9 8.120 320.9 1551.4 82.9 0.5 462.5 837.2 9.9 24.710 554.8 1317.5 70.4 0.25 327.8 509.4 8.1 17.55 903.4 968.9 51.8 0.075 246.8 262.6 2.9 13.22 1180.7 691.6 36.9粒径分配曲线) 100%(90数分80百70量质60土50的40径粒30某20于10小1001010.10.01土粒直径 (mm)试验结果：不均匀系数 Cu= 0.06 曲 2.4 结论：继配不好砾G P率说明试验监理工程师 :试验:计算:复核:。
击实试验数据的Excel处理方法
【摘要】本文对使用Excel进行击实试验数据处理的方法作了详细介绍，并对所采用的插值多项式的性质进行了讨论。
应用Excel的高阶多项式插值方法，可以得到精确的多项式插值趋势线，并可以直接在Excel图表坐标系中读出击实曲线对应的最大干密度和最佳含水量。
该方法消除了手工绘图的误差，同时避免了程序设计的繁琐，有较高的工程应用价值。
【关键词】 Excel 击实试验数据插值趋势线最大干密度最佳含水量1 概述公路工程路基土方施工中，填土的最佳含水量和最大干密度是非常重要的指标，直接影响着路基的工程质量和经济效益。
所以必须要保证击实试验结果的准确性，而击实试验数据的插值处理是其中的关键。
目前，击实试验所得到的试件的含水量与干密度的数据，通常的处理方法是在米格纸上手工描点，根据经验手工绘制关系曲线，然后在坐标系下读出最佳含水量和最大干密度。
这种方法的优点是简便易行，较为直观。
缺点是工作效率低、人为因素影响较大、处理结果精度不高。
为提高击实试验数据的处理精度，人们相继开发了一些程序，有大型的试验室通用数据处理程序，有小型的击实试验专用程序，这些程序使用样条函数插值的方法，或多项式插值的方法，采用了C++语言、Auto -lisp语言等进行开发，计算精度得到了大幅提高。
但是这种方法缺点也是很明显的：大型程序需要购买，小型程序的开发需要一定的数学基础和计算机语言基础，形成了该项技术推广的瓶颈，限制了其在工程建设中的应用。
利用Excel对击实试验数据进行高阶多项式插值处理的方法将击实试验数据的中间计算、含水量—干密度关系曲线的绘制及击实试验表格的输出一并实现，该方法简便易行，精确快捷，保留了手工绘图和编程计算的优点，同时避免了二者的缺点，是一种使用方便的、低成本、高效率的方法。
2 Excel表格的创建与数据的输入首先新建Excel文件，参照常用的击实试验记录表制作Excel工作表，然后根据规范规定的含水量、干密度计算公式定义相应单元格的公式，输入各组试验的原始数据（筒加土重、筒重、盒加湿土重、盒加干土重、盒重），Excel可以自动计算出各组试件的干密度和含水量。
胀缩变形计算表(按广西膨胀土规范)
注1：根据《广西膨胀土地区建筑勘察设计施工技术规程》DB45/T 396-2007而编制。
注2：本表格中的亮蓝色数字是需要填入的原始数据，其它为表格自动计算。
注3：本表中所有百分数均需转化为小数表示，例如：35% →0.35。
初判计算及判定结论土的自由膨胀率0.36第三系泥岩及其风化物(粘土)0第三系粉砂质泥岩及其风化物(粉质粘土)0碳酸盐岩风化形成的残坡积粘土、红粘土(以红为基色)1碳酸盐岩风化形成的残坡积粘土、红粘土(以黄为基色)0第四系河流冲积粘土-以红或黄为基色0第四系河流冲积粘土-以白或灰色为基色0初 判 结 论：地基土有一定膨胀性，需要进行详细判别，请继续以下进详判计算及判定结论已知条件膨胀土场地类别1基础底面深度d （m） 2.50稳定地下水位深度dw （m）8.50大气影响深度d a（m） 6.00大气影响急剧层深度d r（m） 2.70基底下第1层土的底面深度D1（m） 6.30基底下第2层土的底面深度D2（m）9.50基底下第3层土的底面深度D3（m）10.00地基膨胀变形计算计算胀缩变形量的经验系数Ψe0.60基底下第1层土经修正后在压力P i下的膨胀率δ'ep10.02672基底下第2层土经修正后在压力P i下的膨胀率δ'ep20.00000基底下第3层土经修正后在压力P i下的膨胀率δ'ep30.02500基底下第1层土在压力为零时的膨胀率δe010.02700基底下第2层土在压力为零时的膨胀率δe020.02300基底下第3层土在压力为零时的膨胀率δe030.02500基底下第1层土的压力折减系数a10.01148基底下第2层土的压力折减系数a20.00000基底下第3层土的压力折减系数a30.00005基底下第1层土的膨胀率的压力指数b10.15933基底下第2层土的膨胀率的压力指数b2 2.58659基底下第3层土的膨胀率的压力指数b3 1.81724DB45/T 396-2007而编制。
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CS211
号： 2009.4.12
K70+900
合同：A12标 编 试验日期 样品来源
27 筒容积
18 1 4225 2415 1810 1.815 20 1 4335 2415 1920 1.926 9# 80.4 71.8 23.5 8.6 48.3 8# 92.1 81.2 23.9 10.9 57.3 3# 72.8 65.0 23.4 7.8 41.6
1.630 1.620 1.610 1.600 1.590 1.580 1.570 1.560 1.550 1.540 1.530 1.520 1.510 1.500 1.490 1.480 1.470 1.460 1.450
干密度（g/cm3）
15.8
17.5
18.9
22.00
23.8 78.4 23.9 9.4 54.5 17.25
17.81 19.02
18.75 21.08
23.89 23.94 23.9 1.461 18.9
15.8 1.489 1.620
17.5 1.545
18.9 1.620 最佳含水量（g/cm3）
22.0 1.542
最大干密度与最佳含水量关系图
结论：
监理意见：
试验：
计算：
校核：
x= 15.8 17.5 18.9 22.00 23.9
y= 1.489 1.545 1.620 1.542 1.461
每层击数：
16 1 4135 2415 1720 1.725 4# 78.1 70.9 23.9 7.2 47.0 15.34
997 （cm3） 超尺寸颗粒含量：
22 1 4290 2415 1875 1.881 12# 90.2 78.5 23.0 11.7 55.5 6# 71.0 62.2 23.8 8.8 38.4 22.92 7# 82.5 71.2 23.9 11.3 47.3 24 1 4220 2415 1805 1.810 11# 77.5 67.3 24.7 10.2 42.6
S214线桂阳腊园至黄腊塘（二期）二级公路
土的击实试验报告
承包单位：湖南新康建设集团有限公司 监理单位：郴州交通建设监理有限公司 试验用途 样品名称 击实方法 预加含水量（%） 筒 号 筒+湿土质量（g） 筒质量（g） 湿土质量（g） 湿密度（g/cm3） 盒号 盒+湿土质量（g） 盒+干土质量（g） 盒质量（g） 水质量（g） 干土质量（g） 含水率（%） 平均含水率（%） 干密度（g/cm3） 最大干密度（g/cm3）