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  1. 基于Origin的土工擊實試驗數據處理的探討

    發布時間:2018-03-29
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    資源內容概述:Origin是一款專業的制圖軟件與數據分析軟件,能夠滿足一般用戶的制圖需求,而且還能支持高級用戶的數據分析與函數擬合,具有簡單易學、操作靈活、功能強大的特點。

    基于Origin的土工擊實試驗數據處理的探討主要包含的內容:

    以陜西土樣的擊實試驗為基礎,利用Origin繪制擊實曲線,通過讀取頂點的坐標值,求得最佳含水率和最大干密度。使用大量實驗數據比較發現,使用Origin對數據進行多項式擬合、高斯擬合、洛倫茲擬合、對數正態擬合,所得的曲線均符合《公路土工試驗規程》中對擊實曲線的要求,并以校正決定系數作為誤差判斷標準,進一步比較提出對數正態擬合誤差最小,最為接近。

    《公路土工試驗規程》中要求:“以干密度為縱坐標,含水率為橫坐標,繪制干密度與含水率的關系曲線,曲線上峰值點的縱、橫坐標分別為最大干密度和最佳含水率。如曲線不能繪出明確的峰值點,應進行補點或重做。”而擊實曲線的基本假定是一條連續、光滑、單峰的曲線。

    因此,進行擊實試驗的工作人員需要根據5~7個實測點,繪制一條連續、光滑、單峰的曲線,即擊實曲線,尋找峰值點,確定最大干密度和最佳含水率。而判定擊實曲線合理的標準是,一條連續、光滑、單峰的曲線,實測點盡可能落在曲線上,或者均勻散落在曲線兩側。規范中并沒有明確限制曲線的繪制辦法,因此不同機構、不同工作人員采取的方式可能各不相同,導致同一組數據下求得的最大干密度和最佳含水率都可能存在明顯差異。

    在電腦普及之前,手工繪圖是獲取擊實曲線的主流辦法,但最大的問題是主觀性太強。而數解法,往往數學運算比較復雜,不利于快速準確求解。因此,需要尋找一個方法既能保證曲線符合基本假定,又能快速方便求解。易知一定區間范圍內的多項式曲線、高斯曲線、洛倫茲、對數正態曲線均為連續、光滑、單峰的曲線,進行多項式擬合、高斯擬合、洛倫茲、對數正態擬合可滿足擊實曲線的基本假定和判定標準,因此可通過以上4種擬合方法繪制擊實曲線。

    Origin是一款專業的制圖軟件與數據分析軟件,能夠滿足一般用戶的制圖需求,而且還能支持高級用戶的數據分析與函數擬合,具有簡單易學、操作靈活、功能強大的特點。比起Excel,可選用的函數較多,比起MATLAB等工具,操作簡單,不需要掌握編程知識和矩陣知識。本文使用Origin8.0進行以下操作。

    在Origin中,擬合后會進行數據分析以求得擬合優度。校正決定系數Radj是Origin判斷擬合優度的重要參數,Radj越接近1,擬合優度越好。因此為進一步比較不同擬合方法的效果,選用Radj作為判斷標準。通過大量試驗數據,對比發現使用Origin進行對數正態擬合,曲線最接近規范要求。

    結論

    (1) 從施工角度來看4種擬合法結果均在可接受范圍內,均可應用在擊實試驗的數據處理中。

    (2) 對數正態擬合效果最好。

    參考文獻

    [1]JTG E40-2007,公路土工試驗規程.

    [2]龐曉偉.土工擊實試驗數據處理的計算機實現.工程質量,2007,(05) :58-60.

    [3]白宏光.基于MATLAB的土工擊實試驗數據處理的探討.交通科技,2014,(06) :113-116.

    [4]郭亞宇.標準擊實試驗數據處理方法研究.石家莊鐵路職業技術學院學報,2009,(02) :34-38.

    [5]Timothy Sauer.數值分析.機械工業出版社,2014:126.

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