excel规划求解三轴试验抗剪强度指标

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1、万方数据第6卷第5期2009年10月铁道科学与工程学报JOURNALOFRAILWAYSClENCEANDENGINEERINGV01．6No．5Oct．2009Excel规划求解三轴试验抗剪强度指标阮波．张向京．彭意(中南大学土木建筑学院，湖南长沙410075)摘要：基于非线性规划方法，建立了描述三轴试验强度包线的数学模型；通过正确设置Excel软件的规划求解参数对话框，快速而准确地求解出目标函数的最优解，获取了三轴试验的抗剪强度指标；利用Excel图表向导进行绘图，实现试验数据自动处理及自动绘图。

2、该方．法简便易行，结果准确可靠。关键词：抗剪强度；非线性规划；三轴试验；Excel；最优化；数据处理中图分类号：TU459．+2文献标识码：A文章编号：1672-7029(2009)05-0057一04ProgrammingsolvertoolsofExcelevaluateshearstrengthparametersfromresultsoftriaxialtestsRUANBo，ZHANGXiangojing，PENGYi(SchoolofCivilandArchiteeturalEnginee

3、ring，CentralSouthUniversity，Chan铲ha410075，China)Abstract：Themathematicsmodeloflinearprogrammingwasestablishedtoevaluateshearstrengthparametersoftriaxialsheartestdataofsoil．TheprogrammingsolvertoolsofExcelwereusedtoMovetheequations．Theopti-mumresultsofth

4、eaimfunctionwereobtainedbysettingthedialogboxaccurately．Mohr’ScirclesandMohr’Sstrengthenvelopewasplottedbyusingthe“graphguide”function，strengthparametersandtheplotwereexportedautomatically．Themethodissimple，rapidandaccurate．Keywords：soilshearstrength；no

5、nlinearprogram；triaxialcompressiontest；Excel；optimization；damhandling三轴压缩试验是测定土的抗剪强度的一种方法，通常用3～4个圆柱形试样，分别在不同的恒定围压下施加轴向压力，进行剪切直至破坏。以法向应力矿为横坐标，剪应力下为纵坐标，在横坐标轴上以(盯l，+O'3f)／2为圆心，(17"l，一O"V)／2为半径，画出不同围压下的应力圆，然后，做各圆的公切线，该切线的倾角即为内摩擦角，纵轴上的截距为粘聚力。试验数据处理时，计算绘图工作量大

6、，需要做大量的重复性工作，且作图法亦引入一些人为误差。国内外学者对岩土三轴压缩试验的数据处理进行了研究。刘金禹等⋯做了三轴压缩试验数据处理的Excel的电子表格，但强度包线采用绘制一条直线，用鼠标调整该直线的两端点使其与图表中各圆尽量相切，人为因素大，且繁琐。吴娜等口。采用二元函数求极值定理计算公切线的斜率和截距，但公式推导错误。陈立宏等口1通过线性拟合P—q曲线或者拟合主应力的方法来求解抗剪强度参数，结果表明采用直接拟合主应力更为合理。随着办公软件的功能越来越强，Excel提供了超强的数学运算、统计

7、分析等实用程序。何丽等”1采用线性规划的方法，对水与岩石之间的相互作用进行模拟，利用Excel规划求解功能对其进行求解。杨慧光等”o应用Excel的“规划求解”功能进行沥青混合料配合比设计的优化计算，求出混合料中各集料的最佳用量。巩敦卫等∞1等利用Excel求解基于质量职能配置的产品规划模型。Stokes等¨3利用Excel规划求收稿日期：2009—04一10基金项目：国家自然科学基金资助项目(50678175)作者简介：阮波(1972一)，男，河南新县人，讲师，博士，从事岩土工程方面的研究万方数据5

8、8铁道科学与工程学报2009年10月解功能进行产品设计，结合算例详细阐述了求解过程，并提出了一些建议。本文作者采用非线性规划的方法，对三轴试验的强度包线进行模拟，建立了由目标函数和约束条件方程组构成的数学模型，利用EXCEL对其进行求解并绘图，实现试验数据自动处理并自动绘图。1数学模型1．1方法原理绘制各圆的公切线时，由于土样不均匀，试验读数误差等原因，往往绘制的直线不能与所有摩尔应力圆相切，总是存在一些误差，根据这些误差的平方和为最小，可以确定一条直线