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)計提出的上下包絡(luò)線內(nèi),而對于反濾料,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)生滲透變形對于反濾料,其最重要的選擇指標(biāo)即為顆粒級配,因此,級配曲線繪制在土工試驗中是必須進(jìn)行的工作,但由于級配曲線水平座標(biāo)為對數(shù)座標(biāo),存在著對數(shù)座標(biāo)互換、百分含量累加、描點、連線等一系列繁雜的工作,工作極為枯燥乏味,一般說來,傳統(tǒng)繪制級配曲線的方法主要有如下幾種:
1、采用對數(shù)坐標(biāo)紙,進(jìn)行手工繪制。
這種方法,在計算機(jī)普及前為主要的繪制方式,一般購買印刷好的對數(shù)座標(biāo)紙(或復(fù)印設(shè)計提供包絡(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)出小于某粒徑累計百分比,然后按計算出的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上逐點標(biāo)出點位,采用曲線板進(jìn)行擬合,繪出級配曲線,再查出諸如D60、D30、D10等特征值,進(jìn)行系數(shù)計算。
手工繪制級配曲線,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,粘上曲線圖表后再復(fù)?。瑫r換算也容易出錯,費工費力,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)行級配曲線的繪制。
2、采用AutoCAD這類輔助設(shè)計繪圖軟件繪制級配曲線
針對手繪方法存在著不美觀、不易與文檔結(jié)合的情況,在級配繪制上,往往采用輔助設(shè)計繪圖軟件進(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)換算成對數(shù)坐標(biāo),然后采用直線、偏移等命令繪出對數(shù)座標(biāo)圖,通過手繪曲線命令繪出級配曲線。
這種方法,克服了手繪級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,但存在著需到對數(shù)坐標(biāo)互換、百分含量累加、描點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)計單位報送壩料級配曲線電子版,主要就采用AutoCAD這種方式進(jìn)行繪制級配曲線。
3、利用計算機(jī)高級語言編制專用的級配曲線繪制程序
針以上述方法的不足,也有單位利用計算機(jī)高級語言編制專用的級配曲線繪制程序,如利用AutoCAD支持的ActiveX Automation技術(shù),運(yùn)用高級語言(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),自動繪制級配曲線。
這種方法,自動化程度高,同時可設(shè)計出良好的人機(jī)交互界面,同時可自動計算出D60、D30等特征值,比較方便,但這種程序,設(shè)計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,需要一定的計算機(jī)繪圖知識及較高的計算機(jī)編程經(jīng)驗,如上述用采高級語言,利用ActiveX技術(shù),編制一個通過AutoCAD 自動繪制級配曲線的程序,需要引用AutoCAD類型庫,在命令程序生成后,還要在AutoCAD中注冊,經(jīng)過調(diào)試后方可進(jìn)行級配曲線的繪制,對一般沒有編程經(jīng)驗的水工試驗人員來說,要順利進(jìn)行編程和調(diào)試顯得復(fù)雜和不便。
1、采用對數(shù)坐標(biāo)紙,進(jìn)行手工繪制。
這種方法,在計算機(jī)普及前為主要的繪制方式,一般購買印刷好的對數(shù)座標(biāo)紙(或復(fù)印設(shè)計提供包絡(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)出小于某粒徑累計百分比,然后按計算出的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上逐點標(biāo)出點位,采用曲線板進(jìn)行擬合,繪出級配曲線,再查出諸如D60、D30、D10等特征值,進(jìn)行系數(shù)計算。
手工繪制級配曲線,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,粘上曲線圖表后再復(fù)?。瑫r換算也容易出錯,費工費力,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)行級配曲線的繪制。
2、采用AutoCAD這類輔助設(shè)計繪圖軟件繪制級配曲線
針對手繪方法存在著不美觀、不易與文檔結(jié)合的情況,在級配繪制上,往往采用輔助設(shè)計繪圖軟件進(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)換算成對數(shù)坐標(biāo),然后采用直線、偏移等命令繪出對數(shù)座標(biāo)圖,通過手繪曲線命令繪出級配曲線。
這種方法,克服了手繪級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,但存在著需到對數(shù)坐標(biāo)互換、百分含量累加、描點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)計單位報送壩料級配曲線電子版,主要就采用AutoCAD這種方式進(jìn)行繪制級配曲線。
3、利用計算機(jī)高級語言編制專用的級配曲線繪制程序
針以上述方法的不足,也有單位利用計算機(jī)高級語言編制專用的級配曲線繪制程序,如利用AutoCAD支持的ActiveX Automation技術(shù),運(yùn)用高級語言(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),自動繪制級配曲線。
這種方法,自動化程度高,同時可設(shè)計出良好的人機(jī)交互界面,同時可自動計算出D60、D30等特征值,比較方便,但這種程序,設(shè)計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,需要一定的計算機(jī)繪圖知識及較高的計算機(jī)編程經(jīng)驗,如上述用采高級語言,利用ActiveX技術(shù),編制一個通過AutoCAD 自動繪制級配曲線的程序,需要引用AutoCAD類型庫,在命令程序生成后,還要在AutoCAD中注冊,經(jīng)過調(diào)試后方可進(jìn)行級配曲線的繪制,對一般沒有編程經(jīng)驗的水工試驗人員來說,要順利進(jìn)行編程和調(diào)試顯得復(fù)雜和不便。