关于土工试验计算机辅助测试系统的实际应用分析

关于土工试验计算机辅助测试系统的实际应用分析

王书香

上海勘察设计研究院（集团）有限公司 上海市 200093

摘要：土工试验既往多采用人工方式来进行，由于工作量大且复杂，因而容易出现差错。随着工业技术水平的不断提升，许多新型系统被应用在土工试验当中，而计算机辅助测试系统便为其一。通过此系统的应用，能够使土工试验变得更加智能化，且有助于测试效率、试验成果质量的提高及劳动强度的降低。本文分别从数据采集、数据管理、数据处理及成果输出等方面着手，就计算机辅助测试系统在土工试验中的具体应用作一剖析，望能为此方面的应用研究带来一些参考。

关键词：土工试验；计算机辅助测试系统；应用

在整个岩土工程设计工程施工当中，土工试验为其必不可少的环节，通过正确操作、选择合理的方法及进行合理设计，便能够为岩土工程设计提供所需要的各种参数。针对传统土工试验而言，多以手工方式来进行操作，不仅有着繁杂的试验项目，较长的持续时间，而且整体工作量也十分庞大，因而容易出现差错。伴随网络技术、信息技术的持续推新与完善，许多先进且实用、高效的系统设备被应用在土工试验当中，强有力推动着此方面的智能化、高效化发展。计算机辅助测试系统能够将各种工序融为一体，如数据采集、处理、管理、储存等，并且还能够将各个单项试验数据相联合，因而将其应用在土工试验当中，能够提高其效率与智能化水平，有助于测试效率、试验质量的提高，以及劳动强度的降低。本文从多方面对此探讨如下。

1.计算机辅助测试系统的配置分析

应用在土工试验领域中的计算机辅助测试系统，主要由两部分组成，其一为硬件，其二是软件；针对软件部分而言，主要由两方面构成，分别是数据采集处理程序、计算机操作系统；而在硬件方面上，主要由连接电缆（接线盒）、传感器、采集通道电路板及系统主计算机等构成。而对于采集通道电路来分析，由前置处理电路、A/D转换系统，依据标准PC机系统总线，设计为数据采集功能卡（通道卡），然后插入到扩展槽口上（计算机主板），便能够得到用于土工试验的数据采集专用机。

2.系统采集数据的方法

系统在采集数据上，所采用的是分散采集、集中处理的方式，当完成数据采集后，会将所得到的数据进行各种处理，如贮存或输出等。

2.1仪器校正，输入参数

需要指出的是，在采集、处理数据过程中，许多器皿、仪器的校正值是程序在实际运行过程中自动检索、计算、赋值的关键条件，同时还是整个系统软件的重要构成。比如将比重瓶、称量盒等器皿按照高度、容积、质量等进行排列，或者将各种温度比重瓶的测力环系数、质量等的校正值参数编号进行依次排列，且在制定文件中分别贮存，软件依据有限的校正值，构建参数相对应的统计函数关系，并生成校正曲线，用于程序对参数赋值时的外延、内插。

2.2采集数据

针对数据采集处理程序而言，其所采用的模块结构（机电一体化），而且还选择了拼装方式，程序中囊括有由全部软硬件构成的试验模块，如不仅有控制设备、数据采集设备，而且还有试验仪器等。对于试验模块来分析，通常可以依据试验项目来进行分类，各个单项试验彼此处于独立状态，但需要依据试验的具体内容、工作量的大小等，来对模块进行选择，如此一来，便能够提高同一总体设计架构下的连续性、完整性、一致性。需要强调的是，当系统处于菜单环境下时，便能够跳转到采集程序的操作界面。当将一些数据输入后（如土样号、试验编号、单项试验项目的数据等），此时，系统便能够将计算结果自动显示出来，与此同时，还能够自动生成图表（还能够将计算机连接于电子天平，实现对质量数据的采集、计算、检索等）。例如在进行稠度试验时，仅需将称量容器的编号、质量、干土重、湿土重及锥深等数据输入，系统便能够将其含水率计算出来，并且还能够将圆锥下沉深度与含水率之间的关系图显示出来，另外，还能够对成果是否合理进行自主判断。

另外，在进行三轴试验、直剪试验及固结试验时，可依据试验内容的不同，安装所需要的采集系统（比如在进行三轴试验时，需要对控制装置施加一定的围压，对此，可采用应变控装置来进行轴压的施加）。而在具体的采样程序上，可依据事先设定好的试验条件、速率等，来进行试验进程的控制。需要强调的是，各种电测测量装置、土工仪器通过与计算机相连接，能够得到一个闭环式的控制系统，做到对整个过程的有效控制（试验饱和、排水固结、施加轴压等）。在实际试验时，采样操作可借助辅助功能键及相应的菜单来进行。当试验成功进入到系统操作界面后，屏幕会将主菜单显示出来，此时，将实验的编号、方法、具体参数、日期等信息逐一输入，便能够将实验数据打开，而通过将各种测试数据输入，能够将输入数据的个数自动转让下级围压，循环往复，直至所有数据均完成输入，此时便会存盘处理。

2.处理数据

2.1绘制土工试验成果表

依据数据来源的不同，可以把数据划分成两类，一类是自动采集的数据，另一类为人工记录的数据。针对自动采集的数据而言，在完成采集后，能够将结果自动计算出来，且显示在屏幕上。但凡由数据各个程序进行处理的数据，都能够自动生成压缩文件，且依据事先设定好的格式转换为成果表，且将单项试验结果呈现出来。而对于人工记录的数据来讲，其实际是为了满足各单位的多样化要求，系统为试验项目建立的人工输入数据窗口，全部经过处理的数据都能够生成为一个文档，并存入到数据管理系统当中，共人们查阅、分享。

2.2修正试验数据

土体自身具有复杂性、易变性及多样性等特点，所以，难以保证试验指标不出现差错。为了能够最大程度提高试验数据的合理性，需依据土力学理论，且结合工程经验，对试验数据进行综合且深入的分析，明确最终成果，如果数据存在偏差，需及时进行修正。软件囊括编辑成果输出格式的功能，并且数据当中的“人工干预”模块仅为数据修订，通常在不改变原始观测值的情况下，便能够再现测验过程。

2.3成果输出

当处理好数据后，最终的试验成果便会显示在屏幕上，另外，还能通过一些设备对外输出，如绘图仪、打印机等。在输出成果过程中，用户仅需选择好打印机的型号，便能够将成果打印出来。

3.结语

综上，土工试验计算机辅助测试系统将集中式、分布式控制系统的各种优点囊括其中，并且严格秉持土工试验的相关规范，因而能够为土工试验的高效开展提供辅助。需要指出的是，计算机辅助测试系统在土工试验中的应用，能够使此项工作变得更加智能化，而且还能提高测试的工作效率及质量，降低劳动操作强度，故有着良好的综合应用效能。

参考文献：

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