EXCEL 在液塑限联合测定试验中的应用
液塑限联合测定试验是土力学实验中必做的一项,但学生在实验室操作时,
深受试验结果处理的困扰,一方面圆锥下沉深度与含水率关系曲线是在双对数坐
标系中绘制的,对于本科生而言有一定难度;另一方面曲线中数据点的选用与连
接关系到试验的精度,需要谨慎处理。因此,本文以学生测得的试验数据为例,
应用 EXCEL 对其加以分析,改善关系曲线的绘制,以便快捷、准确地得出结论。
标签:液限;塑限;EXCEL;双对数坐标系
1 概述
土体的塑限和液限均为界限含水率,塑限是土体从半固态转到可塑状态的界
限含水率,而液限是土体从可塑状态转到流动状态的界限含水率。这两种界限含
水率和土粒组成、矿物成分、土粒表面吸附阳离子等性质有关,对粘性土的分类
和工程性质的评价有着重要意义。塑限和液限的测定可采用锥式液限仪联合试
验,也可采用蝶式液限仪和滚搓法。考虑到结果的准确性和实验工作量的大小,
本实验室采用锥式液限仪联合试验。测定时取风干土样(过 0.5mm 筛)200g,
加水拌匀制备试样。测定试样在不同含水率时,相应圆锥体下沉深度。记录三组
数据后,在双对数坐标纸上,以含水率为横坐标,圆锥下沉深度为纵坐标,绘制
关系图。在直线上查得,纵坐标(即圆锥体下沉深度)为17mm 所对应的横坐标
(即含水率)为液限,而纵坐标为 2mm 时对应点的横坐标为塑限。
2 现存的问题
在双对数坐标纸上绘制圆锥体下沉深度及含水率的关系直线,并不是一个精
细的数据处理工作。学生在描点和连线上都存在着问题,因此试验结果并不准确。
2.1 双对数坐标系
传统的液塑限联合测定试验,在数据处理时会采用作图法,步骤繁琐,费时
费力,而且学生在双对数坐标纸上描点连线后,线条不够平滑,坐标纸面不够美
观干净,精度难以保证。
2.2 曲线的绘制
将三组实验数据点落在坐标系后,下一步应将数据点连线。因三组数据并非
随机数据,而是要求圆锥体下沉深度在 3~4mm,7~9mm,15~17mm,因此极
可能出现三点不在同一条直线上的情况。此时应作处理,通过高含水率的一点与
其余两点连两直线,在圆锥下沉深度为 2mm、17mm 处查得相应的两个含水率,
如果差值不超过 2%,用平均值的点与高含水率的点做一直线。若含水率误差大
于或等于 2%,应重新做实验。这意味着,在试验数据中,继挑出可用的数据点
后,学生花费时间将其绘制成直线并查出两个含水率,却不一定能保证在误差范