土工试验成果的精确度在整个勘察、鉴定工作中起着极为重要的作用。由于其试验数据数量大、有时杂乱无章、计算过程繁琐，一些参数需做图求解，因而数据处理工作量极大，且很容易出差错。Excel软件是一种功能齐全的电子表格处理软件，也是一种操作简便的制图工具。它不但可以完成对试验数据的自动筛选、查找以及计算，还可以整理好的数据迅速便捷地生成各种直观、生动的图表并对其简单分析。巧妙灵活地使用Excel软件强大的数据表格和图表功能，可以对土工试验资料进行自动处理，消除人为误差，减少计算工作量，提高成果的精确度，且生成的数据表格和图形更加美观、清晰。

1． 使用Excel软件实现对土工试验数据的自动处理

在土工试验过程中，经常遇到的工作内容就是查找试验中铝盒质量、环刀质量、校正系数等试验设备的指标数据，查到后再对单一土样进行计算，最后得到试验结果。小型工程因数据量较小，人为查找后用计算器即可计算出所需数值。但对于稍大一点的工程，土样较多，这样计算就比较繁琐，复核起来比较困难，工作量也比较大，大量枯燥的重复计算也会不可避免的带来人为误差。采用Excel软件来实现以上要求时，它具有以下特点：查找筛选数据准确方便，计算结果直观、准确，更新、复核计算迅速。

1.1 数据的查找和筛选

本节以环刀质量为例，简单介绍如何使用Excel软件实现对试验数据的查找和筛选。

首先建立一个名为“环刀质量记录”的工作表，在该工作表的A列和B列分别输入所有的环刀编号和相对应的环刀质量。这一过程很重要，因为该数据的准确与否直接决定试验的准确性，输入完成后必须认真校核。

查找环刀质量时可使用MATCH函数和INDEX函数。

函数MATCH（）的作用是返回指定数值在指定数组区域中的位置，其语法为MATCH(lookup_value, lookup_array)。利用MATCH函数查找功能时，当查找条件存在时，MATCH函数结果为具体位置（数值），否则显示#N/A错误。其中：

lookup_value为需要在数据表（lookup_array）中查找的值，即所要查找的环刀编号所在的单元格。

lookup_array为可能包含有所要查找数值的连续的单元格区域，即“环刀质量记录”工作表中的A列。

函数INDEX()的作用是返回表或区域中的值或对值的引用，其语法为INDEX(array，row_num，column_num)。其中：

array为单元格区域或数组常数，即“环刀质量记录”工作表中的B列。

row_num为数组中某行的行序号，即通过MATCH函数所查找到的环刀数据所在的行序号。

column_num为数组中某列的列序号，因为array只有一列，该项可以省略。

新建一名为“湿密度原始记录”的工作表，在该工作表的A1单元格输入要查找的环刀编号，在B1单元格中输入公式：=INDEX（环刀质量记录！B:B，MATCH（A1，环刀质量记录！A:A）），就可以查到A1单元格中的环刀编号在“环刀质量记录”工作表B列中相对应的环刀质量。

在实际操作中，我们可以将所有指标数据放在同一工作表中，来减少工作表的数量，简化计算公式。

1.2 数据的自动计算

Excel软件具有非常强大的数据计算功能，其计算函数包含了绝大部分常见计算规则，完全可以满足土工试验中试验数据的计算要求。在日常应用中，可以根据数据之间的对应关系，编辑相应的公式，利用自动填充功能，完成大量复杂重复的计算过程，从而杜绝不必要的错误，让工作人员从繁琐的工作中解脱出来，同时可以显著减少办公纸张的消耗。

以黄土湿陷性试验数据处理为例，可以先期建立一个包含有环刀质量，铝盒质量，固结仪校正系数等指标数据的数据库，并编辑相应的计算公式。处理数据时仅需输入试样编号以及相对应的环刀编号、环刀加试样质量、铝盒编号、天然土质量、烘干后质量、千分表读数等试验得出的原始数据，Excel软件就会自动计算处理出每份试样的密度、孔隙比、饱和自重压力、湿陷系数、压缩模量等试验数据。大大简化了工作流程，提高了工作效率。

2． 使用Excel软件实现对土工试验曲线的自动分析

传统土工试验中试验曲线的分析方法，是由试验得到若干组试验数据，然后在二维坐标图上将试验数据进行描点，再经过人工描绘曲线，最后通过大量复杂的计算得到分析结果。从作图方面而言，这种采用曲线求解的方法，是通过人工描绘曲线，要求绘图人员要有一定的绘图经验，即使有一定实际经验也影响精度。它是人工地根据经验和直观判断得出的，人为因素较多，往往带有一定的人为性和不确定性，导致所求结果差异性大。从计算方面而言，分析线性数据一般使用最小二乘法，分析曲线数据一般使用多项式回归法。这两种方法都是基于统计原理，列出回归方程，然后检验相关是否显著，从而确定回归方程的有效性，才能进行分析。这种计算要求分析人员有一定的统计学知识，而且计算过程非常繁琐，很容易出现差错。

而使用Excel软件对土工试验曲线进行分析时，可直接为数据添加趋势线并显示回归方程，免去了大量的计算工作，轻松的得到分析结果。下面，从线性试验数据处理和曲线试验数据处理两方面分别举例论述如何利用Excel 软件进行土工试验曲线的分析。其中，线性试验数据处理部分以直剪试验数据处理为例，曲线试验数据处理部分以击实试验数据处理为例。

2.1 线性试验数据处理

通过直剪试验可以得到四组相对应的抗剪强度与垂直压力数据，使用Excel 软件中的XY 散点图将四组数据在坐标图上描出，然后添加线性趋势线及公式，就可以显示出回归方程y=ax+b。其中：斜率a即为内摩擦角的正切值，将其转化为角度就可得到内摩擦角；截距b即为粘聚力。

2.2 曲线试验数据处理

通过击实试验可以得到五组以上相对应的干密度和含水率数据，使用Excel软件中的XY 散点图将这几组数据在坐标图上描出，然后添加多项式趋势线及公式，就可以显示出回归方程。求出该方程的最大值即为最大干密度，所对应的含水率即为最优含水率。

不论是线性试验数据处理还是曲线试验数据处理，只需要将对应的数据输入Excel软件中，就可得到回归方程及相关性系数，简单计算就可以得到分析结果，整个分析过程简单快捷，不用再人工进行回归并验证其相关性，而且计算精度要比人工计算高很多。

3． 结论

Excel软件利用公式和函数，对工作表中的数据进行制表、建立数据库、计算、分类、汇总、逻辑判断、转化图表等功能，完全能够满足土工试验数据处理的要求。使用时只需把参与运算的单元格内容作为公式或函数输入就可得到计算结果，并且可以分析数据变化的趋势，插入图表、为数据添加趋势线和公式，就可以轻松地得到分析结果。整个过程较传统方式简单方便不少，且结果更加精确。

Excel 软件还可在后续试验中使用根据上述思路建成数据电子表格模板,利用此模板操作方便,计算准确,绘图精确,整洁美观,实用性强,试验人员只需在模板中输入变量值，即可自动计算相应的结果。

作者：尹皓亮