土工試驗成果的精確度在整個勘察、鑒定工作中起著極為重要的作用。由于其試驗數(shù)據(jù)數(shù)量大、有時雜亂無章、計算過程繁瑣，一些參數(shù)需做圖求解，因而數(shù)據(jù)處理工作量極大，且很容易出差錯。Excel軟件是一種功能齊全的電子表格處理軟件，也是一種操作簡便的制圖工具。它不但可以完成對試驗數(shù)據(jù)的自動篩選、查找以及計算，還可以整理好的數(shù)據(jù)迅速便捷地生成各種直觀、生動的圖表并對其簡單分析。巧妙靈活地使用Excel軟件強大的數(shù)據(jù)表格和圖表功能，可以對土工試驗資料進行自動處理，消除人為誤差，減少計算工作量，提高成果的精確度，且生成的數(shù)據(jù)表格和圖形更加美觀、清晰。

1． 使用Excel軟件實現(xiàn)對土工試驗數(shù)據(jù)的自動處理

在土工試驗過程中，經(jīng)常遇到的工作內(nèi)容就是查找試驗中鋁盒質(zhì)量、環(huán)刀質(zhì)量、校正系數(shù)等試驗設(shè)備的指標(biāo)數(shù)據(jù)，查到后再對單一土樣進行計算，最后得到試驗結(jié)果。小型工程因數(shù)據(jù)量較小，人為查找后用計算器即可計算出所需數(shù)值。但對于稍大一點的工程，土樣較多，這樣計算就比較繁瑣，復(fù)核起來比較困難，工作量也比較大，大量枯燥的重復(fù)計算也會不可避免的帶來人為誤差。采用Excel軟件來實現(xiàn)以上要求時，它具有以下特點：查找篩選數(shù)據(jù)準(zhǔn)確方便，計算結(jié)果直觀、準(zhǔn)確，更新、復(fù)核計算迅速。

1.1 數(shù)據(jù)的查找和篩選

本節(jié)以環(huán)刀質(zhì)量為例，簡單介紹如何使用Excel軟件實現(xiàn)對試驗數(shù)據(jù)的查找和篩選。

首先建立一個名為“環(huán)刀質(zhì)量記錄”的工作表，在該工作表的A列和B列分別輸入所有的環(huán)刀編號和相對應(yīng)的環(huán)刀質(zhì)量。這一過程很重要，因為該數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與否直接決定試驗的準(zhǔn)確性，輸入完成后必須認(rèn)真校核。

查找環(huán)刀質(zhì)量時可使用MATCH函數(shù)和INDEX函數(shù)。

函數(shù)MATCH（）的作用是返回指定數(shù)值在指定數(shù)組區(qū)域中的位置，其語法為MATCH(lookup_value, lookup_array)。利用MATCH函數(shù)查找功能時，當(dāng)查找條件存在時，MATCH函數(shù)結(jié)果為具體位置（數(shù)值），否則顯示#N/A錯誤。其中：

lookup_value為需要在數(shù)據(jù)表（lookup_array）中查找的值，即所要查找的環(huán)刀編號所在的單元格。

lookup_array為可能包含有所要查找數(shù)值的連續(xù)的單元格區(qū)域，即“環(huán)刀質(zhì)量記錄”工作表中的A列。

函數(shù)INDEX()的作用是返回表或區(qū)域中的值或?qū)χ档囊?，其語法為INDEX(array，row_num，column_num)。其中：

array為單元格區(qū)域或數(shù)組常數(shù)，即“環(huán)刀質(zhì)量記錄”工作表中的B列。

row_num為數(shù)組中某行的行序號，即通過MATCH函數(shù)所查找到的環(huán)刀數(shù)據(jù)所在的行序號。

column_num為數(shù)組中某列的列序號，因為array只有一列，該項可以省略。

新建一名為“濕密度原始記錄”的工作表，在該工作表的A1單元格輸入要查找的環(huán)刀編號，在B1單元格中輸入公式：=INDEX（環(huán)刀質(zhì)量記錄！B:B，MATCH（A1，環(huán)刀質(zhì)量記錄！A:A）），就可以查到A1單元格中的環(huán)刀編號在“環(huán)刀質(zhì)量記錄”工作表B列中相對應(yīng)的環(huán)刀質(zhì)量。

在實際操作中，我們可以將所有指標(biāo)數(shù)據(jù)放在同一工作表中，來減少工作表的數(shù)量，簡化計算公式。

1.2 數(shù)據(jù)的自動計算

Excel軟件具有非常強大的數(shù)據(jù)計算功能，其計算函數(shù)包含了絕大部分常見計算規(guī)則，完全可以滿足土工試驗中試驗數(shù)據(jù)的計算要求。在日常應(yīng)用中，可以根據(jù)數(shù)據(jù)之間的對應(yīng)關(guān)系，編輯相應(yīng)的公式，利用自動填充功能，完成大量復(fù)雜重復(fù)的計算過程，從而杜絕不必要的錯誤，讓工作人員從繁瑣的工作中解脫出來，同時可以顯著減少辦公紙張的消耗。

以黃土濕陷性試驗數(shù)據(jù)處理為例，可以先期建立一個包含有環(huán)刀質(zhì)量，鋁盒質(zhì)量，固結(jié)儀校正系數(shù)等指標(biāo)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，并編輯相應(yīng)的計算公式。處理數(shù)據(jù)時僅需輸入試樣編號以及相對應(yīng)的環(huán)刀編號、環(huán)刀加試樣質(zhì)量、鋁盒編號、天然土質(zhì)量、烘干后質(zhì)量、千分表讀數(shù)等試驗得出的原始數(shù)據(jù)，Excel軟件就會自動計算處理出每份試樣的密度、孔隙比、飽和自重壓力、濕陷系數(shù)、壓縮模量等試驗數(shù)據(jù)。大大簡化了工作流程，提高了工作效率。

2． 使用Excel軟件實現(xiàn)對土工試驗曲線的自動分析

傳統(tǒng)土工試驗中試驗曲線的分析方法，是由試驗得到若干組試驗數(shù)據(jù)，然后在二維坐標(biāo)圖上將試驗數(shù)據(jù)進行描點，再經(jīng)過人工描繪曲線，最后通過大量復(fù)雜的計算得到分析結(jié)果。從作圖方面而言，這種采用曲線求解的方法，是通過人工描繪曲線，要求繪圖人員要有一定的繪圖經(jīng)驗，即使有一定實際經(jīng)驗也影響精度。它是人工地根據(jù)經(jīng)驗和直觀判斷得出的，人為因素較多，往往帶有一定的人為性和不確定性，導(dǎo)致所求結(jié)果差異性大。從計算方面而言，分析線性數(shù)據(jù)一般使用最小二乘法，分析曲線數(shù)據(jù)一般使用多項式回歸法。這兩種方法都是基于統(tǒng)計原理，列出回歸方程，然后檢驗相關(guān)是否顯著，從而確定回歸方程的有效性，才能進行分析。這種計算要求分析人員有一定的統(tǒng)計學(xué)知識，而且計算過程非常繁瑣，很容易出現(xiàn)差錯。

而使用Excel軟件對土工試驗曲線進行分析時，可直接為數(shù)據(jù)添加趨勢線并顯示回歸方程，免去了大量的計算工作，輕松的得到分析結(jié)果。下面，從線性試驗數(shù)據(jù)處理和曲線試驗數(shù)據(jù)處理兩方面分別舉例論述如何利用Excel 軟件進行土工試驗曲線的分析。其中，線性試驗數(shù)據(jù)處理部分以直剪試驗數(shù)據(jù)處理為例，曲線試驗數(shù)據(jù)處理部分以擊實試驗數(shù)據(jù)處理為例。

2.1 線性試驗數(shù)據(jù)處理

通過直剪試驗可以得到四組相對應(yīng)的抗剪強度與垂直壓力數(shù)據(jù)，使用Excel 軟件中的XY 散點圖將四組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖上描出，然后添加線性趨勢線及公式，就可以顯示出回歸方程y=ax+b。其中：斜率a即為內(nèi)摩擦角的正切值，將其轉(zhuǎn)化為角度就可得到內(nèi)摩擦角；截距b即為粘聚力。

2.2 曲線試驗數(shù)據(jù)處理

通過擊實試驗可以得到五組以上相對應(yīng)的干密度和含水率數(shù)據(jù)，使用Excel軟件中的XY 散點圖將這幾組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖上描出，然后添加多項式趨勢線及公式，就可以顯示出回歸方程。求出該方程的最大值即為最大干密度，所對應(yīng)的含水率即為最優(yōu)含水率。

不論是線性試驗數(shù)據(jù)處理還是曲線試驗數(shù)據(jù)處理，只需要將對應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入Excel軟件中，就可得到回歸方程及相關(guān)性系數(shù)，簡單計算就可以得到分析結(jié)果，整個分析過程簡單快捷，不用再人工進行回歸并驗證其相關(guān)性，而且計算精度要比人工計算高很多。

3． 結(jié)論

Excel軟件利用公式和函數(shù)，對工作表中的數(shù)據(jù)進行制表、建立數(shù)據(jù)庫、計算、分類、匯總、邏輯判斷、轉(zhuǎn)化圖表等功能，完全能夠滿足土工試驗數(shù)據(jù)處理的要求。使用時只需把參與運算的單元格內(nèi)容作為公式或函數(shù)輸入就可得到計算結(jié)果，并且可以分析數(shù)據(jù)變化的趨勢，插入圖表、為數(shù)據(jù)添加趨勢線和公式，就可以輕松地得到分析結(jié)果。整個過程較傳統(tǒng)方式簡單方便不少，且結(jié)果更加精確。

Excel 軟件還可在后續(xù)試驗中使用根據(jù)上述思路建成數(shù)據(jù)電子表格模板,利用此模板操作方便,計算準(zhǔn)確,繪圖精確,整潔美觀,實用性強,試驗人員只需在模板中輸入變量值，即可自動計算相應(yīng)的結(jié)果。

作者：尹皓亮