级配曲线的快速绘制

1、级配曲线的快速绘制 （1）摘要：在土石坝施工、爆破粒径控 制等工作中，往往需要绘制块径级配曲线图，以确定不均匀系数 cu、曲率系数 cc 及曲线是否平顺、光滑，是否在上下包络线内，从而判断级配是否良好、连 续，对于反滤料设计，更是要求严格控制该料的 d85、d15 等特征值，级配曲线 绘制工作量较大，本文中介绍了利用计算机自动计算和图表功能，快速绘制级 配曲线的方法，可减轻工作量，提高工作效率，减少出错率，无疑有一定的实 用价值。关键词：级配曲线 快速 绘制在土石坝施工、爆破粒径控制等工作中，往往需要绘制块径的级配曲线， 从而确定不均匀系数 cu、曲率系数 cc，判断出该料是否平顺、光滑，是否

2、在设 计提出的上下包络线内，而对于反滤料，由于反滤层设在产生渗流的两种粗细 明显不同的材料之间，以防止产生渗透变形对于反滤料，其最重要的选择指标 即为颗粒级配，因此，级配曲线绘制在土工试验中是必须进行的工作，但由于 级配曲线水平座标为对数座标，存在着对数座标互换、百分含量累加、描点、 连线等一系列繁杂的工作，工作极为枯燥乏味，一般说来，传统绘制级配曲线 的方法主要有如下几种：1、采用对数坐标纸，进行手工绘制。这种方法，在计算机普及前为主要的绘制方式，一般购买印刷好的对数座 标纸（或复印设计提供包络图的图表），人工在横坐标上标出颗粒径料、纵坐 标上标出小于某粒径累计百分比，然后按计算出的数据在坐

3、标纸上逐点标出点 位，采用曲线板进行拟合，绘出级配曲线，再查出诸如 d60、d30、d10 等特征 值，进行系数计算。手工绘制级配曲线，效率较低，既不美观，绘出的图表大小固定，不易插 在文档中（往往采用在文档中预留地方，粘上曲线图表后再复印），同时换算 也容易出错，费工费力，笔者在 2003 年前，受办公条件限制，均采用这种手工 绘制的方法进行级配曲线的绘制。2、采用 autocad 这类辅助设计绘图软件绘制级配曲线 针对手绘方法存在着不美观、不易与文档结合的情况，在级配绘制上，往 往采用辅助设计绘图软件进行绘制，如 autocad 、电子图版等，在绘制方法， 首先采用计算器或 excel 等

4、工具将各包括图表、粒径等在内的数据换算成对数 坐标，然后采用直线、偏移等命令绘出对数座标图，通过手绘曲线命令绘出级 配曲线。这种方法，克服了手绘级配曲线不易与文档结合的不足（可采用复制、粘 贴或专用转换软件），具有精度高、任意放大和缩小的特点，但存在着需到对 数坐标互 换、百分含量累加、描点以及连线一系列繁杂的步骤，效率也较低， 笔者在 2004 年，由于需向设计单位报送坝料级配曲线电子版，主要就采用 autocad 这种方式进行绘制级配曲线。3、利用计算机高级语言编制专用的级配曲线绘制程序针以上述方法的不足，也有单位利用计算机高级语言编制专用的级配曲线 绘制程序，如利用 autocad 支持

5、的 activex automation 技术，运用高级语言 （如 vb、vc 等）编制命令程序，使其读取预先输入的数据文件中的数据，自动 绘制级配曲线。这种方法，自动化程度高，同时可设计出良好的人机交互界面，同时可自 动计算出 d60、d30 等特征值，比较方便，但这种程序，设计单位及科研单位编 制和运用较多，施工单位很难获得，如果要自行编制，需要一定的计算机绘图 知识及较高的计算机编程经验，如上述用采高级语言，利用 activex 技术，编 制一个通过 autocad 自动绘制级配曲线的程序，需要引用 autocad 类型库，在 命令程序生成后，还要在 autocad 中注册，经过调试后方

6、可进行级配曲线的绘 制，对一般没有编程经验的水工试验人员来说，要顺利进行编程和调试显得复 杂和不便。目前，作为常用办公软件， ms office 及 wps office 应用越来越广，使用 的人也越来越多，充分利用其中的电子表格自动计算及图表功能，能够实现办 公自动化及图表绘制自动化，而经过多次摸索，利用电子表格完全能够绘制满 足工程需要的级配曲线，而相对于上述方法，具有简单、直观、操作方便、不 需要编程知识的特点，现以 excle2003 为例，将绘制方法介绍如下：1、数据获取一般而言，一个完整的级配曲线，应有上包络线、下包络线、取样线、粒 径及小于某料径含量累计百分比等图元，其中上包络线、下包络线由设计单位 根据施工需要经计算而得出的级配曲线，可将其数据直接运用来绘制级配曲 线，而小于某粒径含量百分比是经实验、称量及计算获得，对于具体实验过程 及计算，在此不再多简介，如果有不熟悉级配计算过程的朋友，可参见相关的 土工实验规程。在工程中，一个完整的计算表可参见图 1。图 1 级配曲线计算表需要指出的是，在图 1 的数据中，除了各级风干试样重需要经计算及填写 外，其余百分比及累计百分比均通过在相应的单元格中编写计算公式来自动计 算，为便于绘制曲线，再对上述数据进行组织，形成如图 2 形式：图2 数据组织2、绘制级配曲数在得到取样小于某粒径累计百分比与设计