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。由于其試驗數據數量大、有時雜亂無章、計算過程繁瑣，一些參數需做圖求解，因而數據處理工作量極大，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據的自動篩選、查找以及計算，還可以整理好的數據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軟件強大的數據表格和圖表功能，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，且生成的數據表格和圖形更加美觀、清晰。

1． 使用Excel軟件實現對土工試驗數據的自動處理

在土工試驗過程中，經常遇到的工作內容就是查找試驗中鋁盒質量、環刀質量、校正系數等試驗設備的指標數據，查到后再對單一土樣進行計算，最后得到試驗結果。小型工程因數據量較小，人為查找后用計算器即可計算出所需數值。但對于稍大一點的工程，土樣較多，這樣計算就比較繁瑣，復核起來比較困難，工作量也比較大，大量枯燥的重復計算也會不可避免的帶來人為誤差。采用Excel軟件來實現以上要求時，它具有以下特點：查找篩選數據準確方便，計算結果直觀、準確，更新、復核計算迅速。

1.1 數據的查找和篩選

本節以環刀質量為例，簡單介紹如何使用Excel軟件實現對試驗數據的查找和篩選。

首先建立一個名為“環刀質量記錄”的工作表，在該工作表的A列和B列分別輸入所有的環刀編號和相對應的環刀質量。這一過程很重要，因為該數據的準確與否直接決定試驗的準確性，輸入完成后必須認真校核。

查找環刀質量時可使用MATCH函數和INDEX函數。

函數MATCH（）的作用是返回指定數值在指定數組區域中的位置，其語法為MATCH(lookup_value, lookup_array)。利用MATCH函數查找功能時，當查找條件存在時，MATCH函數結果為具體位置（數值），否則顯示#N/A錯誤。其中：

lookup_value為需要在數據表（lookup_array）中查找的值，即所要查找的環刀編號所在的單元格。

lookup_array為可能包含有所要查找數值的連續的單元格區域，即“環刀質量記錄”工作表中的A列。

函數INDEX()的作用是返回表或區域中的值或對值的引用，其語法為INDEX(array，row_num，column_num)。其中：

array為單元格區域或數組常數，即“環刀質量記錄”工作表中的B列。

row_num為數組中某行的行序號，即通過MATCH函數所查找到的環刀數據所在的行序號。

column_num為數組中某列的列序號，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刀編號，在B1單元格中輸入公式：=INDEX（環刀質量記錄！B:B，MATCH（A1，環刀質量記錄！A:A）），就可以查到A1單元格中的環刀編號在“環刀質量記錄”工作表B列中相對應的環刀質量。

在實際操作中，我們可以將所有指標數據放在同一工作表中，來減少工作表的數量，簡化計算公式。

1.2 數據的自動計算

Excel軟件具有非常強大的數據計算功能，其計算函數包含了絕大部分常見計算規則，完全可以滿足土工試驗中試驗數據的計算要求。在日常應用中，可以根據數據之間的對應關系，編輯相應的公式，利用自動填充功能，完成大量復雜重復的計算過程，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據處理為例，可以先期建立一個包含有環刀質量，鋁盒質量，固結儀校正系數等指標數據的數據庫，并編輯相應的計算公式。處理數據時僅需輸入試樣編號以及相對應的環刀編號、環刀加試樣質量、鋁盒編號、天然土質量、烘干后質量、千分表讀數等試驗得出的原始數據，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、壓縮模量等試驗數據。大大簡化了工作流程，提高了工作效率。

2． 使用Excel軟件實現對土工試驗曲線的自動分析

傳統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據，然后在二維坐標圖上將試驗數據進行描點，再經過人工描繪曲線，最后通過大量復雜的計算得到分析結果。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驗，即使有一定實際經驗也影響精度。它是人工地根據經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，導致所求結果差異性大。從計算方面而言，分析線性數據一般使用最小二乘法，分析曲線數據一般使用多項式回歸法。這兩種方法都是基于統計原理，列出回歸方程，然后檢驗相關是否顯著，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計學知識，而且計算過程非常繁瑣，很容易出現差錯。

而使用Excel軟件對土工試驗曲線進行分析時，可直接為數據添加趨勢線并顯示回歸方程，免去了大量的計算工作，輕松的得到分析結果。下面，從線性試驗數據處理和曲線試驗數據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，線性試驗數據處理部分以直剪試驗數據處理為例，曲線試驗數據處理部分以擊實試驗數據處理為例。

2.1 線性試驗數據處理

通過直剪試驗可以得到四組相對應的抗剪強度與垂直壓力數據，使用Excel 軟件中的XY 散點圖將四組數據在坐標圖上描出，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即為內摩擦角的正切值，將其轉化為角度就可得到內摩擦角；截距b即為粘聚力。

2.2 曲線試驗數據處理

通過擊實試驗可以得到五組以上相對應的干密度和含水率數據，使用Excel軟件中的XY 散點圖將這幾組數據在坐標圖上描出，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，所對應的含水率即為最優含水率。

不論是線性試驗數據處理還是曲線試驗數據處理，只需要將對應的數據輸入Excel軟件中，就可得到回歸方程及相關性系數，簡單計算就可以得到分析結果，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性，而且計算精度要比人工計算高很多。

3． 結論

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

Excel 軟件還可在后續試驗中使用根據上述思路建成數據電子表格模板,利用此模板操作方便,計算準確,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，即可自動計算相應的結果。

作者：尹皓亮