帷幕灌漿頻率曲線圖自動成圖技術(shù)分析與研究

張仕海，李新華，周澤軍

(云南省水利水電工程有限公司，云南 昆明 650000)

1 問題的提出

透水率頻率曲線圖及單位注入量頻率曲線圖是灌漿成果資料的重要組成內(nèi)容，常規(guī)的灌漿頻率曲線圖的繪制，一般采用CAD人工繪制，或者使用Excel的插入圖表功能來輔助完成。這兩種方法簡單易行，但也有其明顯的不足之處。CAD人工繪制容易出錯，時效性差且修改麻煩。Excel插入散點圖可以按規(guī)范要求制作單對數(shù)坐標(biāo)圖，但繪制頻率區(qū)間曲線時，圖表中卻無規(guī)范要求的線型可供選擇，因此使用Excel圖表繪制的頻率曲線圖仍無法達到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

如何方便、快捷、規(guī)范地完成灌漿頻率曲線圖的繪制，成了灌漿施工中資料整理的一種需求。

2 解決思路

AutoCAD VBA是AutoCAD的一種開發(fā)工具，具有強大的功能。AutoCAD VBA里創(chuàng)建的工程是代碼模塊、類模塊和窗體的集合，可以執(zhí)行設(shè)定的功能。工程可保存在AutoCAD圖形中，或作為獨立的文件保存[1]。

利用CAD VBA的上述功能，加上Excel儲存數(shù)據(jù)的簡便性，灌漿頻率曲線圖的快速繪制可按以下思路完成：

(1)制作規(guī)范、通用的灌漿頻率曲線的單對數(shù)坐標(biāo)圖，作為繪圖模板使用[2]。

(2)CAD讀取繪圖數(shù)據(jù)、調(diào)用CAD線型并繪制各次序孔區(qū)間頻率曲線及累計頻率曲線的功能，則制作成VBA工程文件，并單獨保存。

(3)制作統(tǒng)一合規(guī)的符合灌漿頻率圖要求的CAD線型文件。

(4)用Excel文件儲存繪圖數(shù)據(jù)。

繪圖流程如圖1所示。

圖1 頻率曲線圖繪制流程

2.1 模板文件設(shè)計

制作模板文件時，首先按灌漿規(guī)范要求進行編輯，并考慮按透水率及單位注入量兩個類型分開，透水率頻率圖CAD模板與透水率數(shù)據(jù)文件相對應(yīng)，單位注入量頻率曲線CAD模板與單位注入量數(shù)據(jù)文件相對應(yīng)。

按灌漿規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)[2]，頻率曲線圖為單對數(shù)坐標(biāo)圖，透水率軸及單位注入量軸設(shè)置為對數(shù)軸線[3]。一般情況，透水率值取1～100Lu，單位注入量取20～1000kg/m。

Excel數(shù)據(jù)記錄模板文件中，數(shù)據(jù)按列存放，透水率區(qū)間劃分確定后，再按孔序分組。數(shù)據(jù)表中一列存放區(qū)間頻率值，另一列利用函數(shù)公式自動計算各區(qū)間的累計頻率值。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.2 CAD線型文件設(shè)置

灌漿頻率曲線圖中區(qū)間累計曲線使用連續(xù)直線，區(qū)間頻率線則使用內(nèi)插“×”符號的間斷線，該線型必須自定義來設(shè)置，如圖3所示。

圖3為Ⅰ序、Ⅱ序、Ⅲ序孔區(qū)間頻率線型的自定義設(shè)置。在自定義的PLQX1.0.LIN線型文件中，線型名稱為“Ⅰ，PLQX”的樣例為“—×—×—”。其規(guī)格為兩端對齊(A)，開始5個單位長的短劃線(5)，接2個單位的空格(-2)，再插入“×”符號([“×”，…])，之后接2.5個單位的空格(-2.5)。插入的“×”符號為STANDARD樣式，比例為1.0(S=1.0)，傾角為0(R=0)，劃線方向偏移2.0單位(X=2.0)，劃線垂直方向向下偏移1.55單位(Y=-1.55)。其余“Ⅱ，PLQX”“Ⅲ，PLQX”線型意義相同。

圖3 CAD線型文件設(shè)置

繪制頻率曲線圖時，根據(jù)頻率區(qū)間劃分的不同，每個區(qū)間的頻率線及累計頻率線均有一個起始點坐標(biāo)與一個結(jié)束點坐標(biāo)需要確定。其數(shù)值可根據(jù)CAD模板文件中坐標(biāo)軸的長度設(shè)置及坐標(biāo)軸的零點位置坐標(biāo)，在Excel數(shù)據(jù)記錄文件中使用相應(yīng)函數(shù)計算求得(圖2)。

2.3 數(shù)據(jù)讀取及VBA繪圖功能文件編制

創(chuàng)建VBA工程時，使用ThisDrawing.ActiveLinetype語句來加載線型文件，使用ThisDrawing.ModelSpace.AddLine pt1，pt2語句來繪制pt1點至pt2點的直線[1]。自Ⅰ序第一區(qū)間開始，至Ⅲ序最后一個區(qū)間，連續(xù)畫線，即可完成頻率圖繪制。

繪制Ⅰ序孔透水率頻率曲線代碼見表1。

表1 Ⅰ序孔透水率頻率曲線代碼表

繪制Ⅰ序孔透水率累計頻率曲線代碼見表2。

表2 Ⅰ序孔透水率累計頻率曲線代碼表

繪制Ⅱ序孔、Ⅲ序孔頻率曲線及累計頻率曲線代碼與繪制Ⅰ序孔類似。VBA代碼編輯完成，經(jīng)調(diào)試達到預(yù)定效果后，導(dǎo)出工程并單獨保存文件。

繪圖時，打開CAD頻率圖模板文件后，加載應(yīng)用程序，選擇已編輯好的透水率(或單位注入量)VBA工程文件(dvb文件)，加載后運行宏，即可完成對Excel數(shù)據(jù)的讀取及繪制相應(yīng)的曲線(圖4)。

圖4 CAD中加載dvb文件流程

3 應(yīng)用實例

3.1 某工程透水率頻率曲線圖匯總[3]

打開Excel繪圖數(shù)據(jù)文件的sheet1表，該工程透水率區(qū)間劃分為六個區(qū)間：①q<1Lu；②q=1～5Lu；③q=5～10Lu；④q=10～50Lu；⑤q=50～100Lu；⑥q>100Lu。輸入Ⅰ序孔透水率區(qū)間頻率值，記錄在C3至C8單元格中，區(qū)間透水率累計頻率累加記錄在D3至D8單元格中；輸入Ⅱ序孔透水率區(qū)間頻率值，記錄在C9至C14單元格中，區(qū)間透水率累計頻率記錄在D9至D14單元格；輸入Ⅲ序孔透水率區(qū)間頻率值，記錄在C15至C20單元格中，區(qū)間透水率累計頻率記錄在D15至D20單元格中。每個區(qū)間對應(yīng)的E、F單元格自動計算頻率線起點坐標(biāo)X、Y值，G、H單元格記錄頻率線終點坐標(biāo)X、Y值。I、J、K、L單元格則記錄各區(qū)間累計頻率線起點及終點的坐標(biāo)值(圖2)。

圖2 Excel數(shù)據(jù)儲存及處理

按照圖4中的方法加載應(yīng)用程序，選擇透水率頻率曲線工程，并運行宏，繪制透水率頻率圖，結(jié)果如圖5所示。

圖5 透水率頻率曲線圖

3.2 某工程單位注入量頻率曲線圖繪制

單位注入量繪圖數(shù)據(jù)保存在Excel模板文件的sheet2工作表中，與透水率數(shù)據(jù)處理相類似，單位注入量頻率區(qū)間確定后，輸入Ⅰ序孔單位注入量率區(qū)間頻率值，記錄在C3至C8單元格中，區(qū)間單位注入量率累計頻率累加記錄在D3至D8單元格中；Ⅱ、Ⅲ序孔單位注入量區(qū)間頻率值、區(qū)間累計頻率記錄與透水率相似。E、F單元格自動計算頻率線起點X、Y坐標(biāo)，G、H單元格記錄頻率線終點X、Y坐標(biāo)。I、J、K、L單元格則記錄各區(qū)間累計頻率線起點及終點的坐標(biāo)值。

加載應(yīng)用程序，選擇單位注入量頻率曲線工程，并運行宏，單位注入量頻率圖結(jié)果如圖6所示。

圖6 單位注入量頻率曲線圖

4 注意事項

4.1 應(yīng)用程序加載

在CAD2010及以上版本中，VBA不再隨CAD一起安裝，要使用VBA，必須單獨下載安裝。

Excel數(shù)據(jù)模板文件、VBA代碼模塊文件以及CAD線型文件應(yīng)保存在一個文件夾內(nèi)。

CAD線型管理器列表內(nèi)無自定義線型時，需進行一次手動加載自定義線型文件。

4.2 模板文件

頻率圖CAD模板不宜進行移動或縮放操作，成果頻率圖生成后，以另存方式保存成果文件。

Excel數(shù)據(jù)模板中，sheet1工作表保存透水率數(shù)據(jù)文件，sheet2工作表保存單位注入量數(shù)據(jù)文件，各區(qū)間頻率線及累計頻率線的起止點坐標(biāo)值均根據(jù)CAD模板圖中數(shù)據(jù)在Excel表中經(jīng)過簡單的計算求得。在CAD模板不修改的情況下，只需輸入透水率區(qū)間頻率數(shù)據(jù)，其余有公式單元格自動計算，數(shù)據(jù)輸入完畢保存即可。

5 結(jié)論

Excel對數(shù)據(jù)處理有方便、快捷的特性；CAD可制作符合規(guī)范要求的自定義線型文件；使用CAD VBA中簡單的直線繪制語句及加載線型文件的語句，即可實現(xiàn)繪制設(shè)定的繪圖功能，該功能VBA代碼模塊可保存為獨立文件。充分將上述幾個簡單的功能結(jié)合，即可解決灌漿頻率曲線圖繪制效率低下、容易出錯及圖紙不規(guī)范的問題。模板文件、代碼模塊文件能獨立保存，使用方便。繪圖時只需在CAD文件中加載應(yīng)用程序即可，使用不受CAD版本及操作系統(tǒng)限制，操作簡單。該方法在本公司的部分灌漿工程中已被使用，及時調(diào)整灌漿施工參數(shù)，保證了灌漿質(zhì)量，收到了很好的應(yīng)用效果，值得在全部灌漿工程施工中推廣應(yīng)用。