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摘要:矿质混合料的组成设计是《土木工程材料》课程中非常重要的一节内容,也是学生必须熟练掌握的内容。常用的计算方法,如试算法和图解法,存在计算工作量大,重复次数多等缺点。将两种学生常用绘图软件Auto-CAD与办公软件Excel相结合,以橡胶颗粒沥青混合料组成设计为例,提出一种新的确定矿质混合料组成设计的方法。此方法用软件绘图摒除了手工绘图的效率低、绘图时间长、曲线描绘不精确等缺点,Auto-CAD与Excel相结合,可以不用编写程序,既避免不会编程带来的工作停滞,又可以高效精确地确定出矿质混合料的组成设计。
关键词:Auto-CAD;Excel;矿质混合料
中图分类号:G642.0;G416 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)01-0275-03
一、引言
《土木工程材料》课程是土木工程专业开设的一门实践性较强的专业基础课程。其中矿质混合料的组成设计是必需重点讲授的一节内容,也是学生必须熟练掌握的内容。目前,各种有关工程材料的教材中,确定矿质混合料配合比的方法主要是试算法和图解法。不论哪一种方法,都是用手工来计算,工作量非常大,不利于学生计算练习和日常使用。随着计算机技术日新月异的发展,办公软件的应用越来越普及。而对我们最为熟悉和掌握的办公软件之一的Excel,则因其具有较强的运算分析能力,得到较为广泛应用。而对于工科类的学生来说,Auto-CAD辅助设计也是一门必修课程及必须掌握的一门技能课程。
近年来,国内外刊物上确定矿质混合料组成设计的方法基本有两种,一种是利用Excel电子表格中的编程功能,由泰勒级数及矩阵等数学知识确定级配曲线图;另一种是利用Excel电子表格自带绘制曲线图的功能绘制[1]。这两种方法都是以熟练掌握Excel为基础,但是第一种要建立在熟练掌握Excel应用编程的基础上,而由后一种方法绘制出的级配曲线图与用Auto-CAD绘制出的级配曲线图有较大的出入。因此,经过笔者查阅资料及经过实例论证,结合本专业学生所掌握的Excel和Auto-CAD软件,以橡胶颗粒沥青混合料组成设计为实例,提出本文的方法,以供同行们参考。
二、Auto-CAD与Excel电子表格结合绘制级配曲线图
(一)橡胶颗粒沥青混合料级配范围的确定
本文中橡胶颗粒沥青混合料配合比标准级配以现行《规范》[2]中AC—13型,见表1。
(二)矿料筛分曲线的绘制
在实验室筛分橡胶颗粒沥青混合料中各种矿料,得数据表2。将所得各矿料筛数据依次输入Excel电子表格中,则利用Auto-CAD与Excel电子表格结合,共同来确定橡胶颗粒沥青混合料中各矿料所占组成百分比,计算出各矿料的通过百分率,累加各原材料的通过百分率,从而可确定橡胶颗粒沥青混合料中各矿料的级配。混合料中各矿料组成为:石子、砂子、橡胶颗粒与矿粉。
在计算机中绘制混合料级配曲线过程如下。
第一步:在Auto—CAD中选择高斯平面坐标系,筛孔尺寸为横轴,质量通过百分率为纵轴,每筛孔对应一个质量通过百分率,数据只要有足够就可点绘出一条平滑精确曲线[1]。
第二步:在Excel电子表格中,选定某一空白单元格,将函数“筛孔尺寸单元格
关键词:Auto-CAD;Excel;矿质混合料
中图分类号:G642.0;G416 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)01-0275-03
一、引言
《土木工程材料》课程是土木工程专业开设的一门实践性较强的专业基础课程。其中矿质混合料的组成设计是必需重点讲授的一节内容,也是学生必须熟练掌握的内容。目前,各种有关工程材料的教材中,确定矿质混合料配合比的方法主要是试算法和图解法。不论哪一种方法,都是用手工来计算,工作量非常大,不利于学生计算练习和日常使用。随着计算机技术日新月异的发展,办公软件的应用越来越普及。而对我们最为熟悉和掌握的办公软件之一的Excel,则因其具有较强的运算分析能力,得到较为广泛应用。而对于工科类的学生来说,Auto-CAD辅助设计也是一门必修课程及必须掌握的一门技能课程。
近年来,国内外刊物上确定矿质混合料组成设计的方法基本有两种,一种是利用Excel电子表格中的编程功能,由泰勒级数及矩阵等数学知识确定级配曲线图;另一种是利用Excel电子表格自带绘制曲线图的功能绘制[1]。这两种方法都是以熟练掌握Excel为基础,但是第一种要建立在熟练掌握Excel应用编程的基础上,而由后一种方法绘制出的级配曲线图与用Auto-CAD绘制出的级配曲线图有较大的出入。因此,经过笔者查阅资料及经过实例论证,结合本专业学生所掌握的Excel和Auto-CAD软件,以橡胶颗粒沥青混合料组成设计为实例,提出本文的方法,以供同行们参考。
二、Auto-CAD与Excel电子表格结合绘制级配曲线图
(一)橡胶颗粒沥青混合料级配范围的确定
本文中橡胶颗粒沥青混合料配合比标准级配以现行《规范》[2]中AC—13型,见表1。
(二)矿料筛分曲线的绘制
在实验室筛分橡胶颗粒沥青混合料中各种矿料,得数据表2。将所得各矿料筛数据依次输入Excel电子表格中,则利用Auto-CAD与Excel电子表格结合,共同来确定橡胶颗粒沥青混合料中各矿料所占组成百分比,计算出各矿料的通过百分率,累加各原材料的通过百分率,从而可确定橡胶颗粒沥青混合料中各矿料的级配。混合料中各矿料组成为:石子、砂子、橡胶颗粒与矿粉。
在计算机中绘制混合料级配曲线过程如下。
第一步:在Auto—CAD中选择高斯平面坐标系,筛孔尺寸为横轴,质量通过百分率为纵轴,每筛孔对应一个质量通过百分率,数据只要有足够就可点绘出一条平滑精确曲线[1]。
第二步:在Excel电子表格中,选定某一空白单元格,将函数“筛孔尺寸单元格