完整word版怎样绘制级配曲线

1、1引言众所周知，微软公司的 Word软件在文字处理方面功能强大，已广泛应用于科 学研究的各个领域。但Word本身不具备数据运算功能，绘图功能也有限。Matlab 是MathWorks公司推出的一套高性能的数值计算和可视化软件。它是一个高度集 成的系统，集科学计算、图像处理、声音处理于一体，具有极高的编程效率。如 何把Matlab的数值处理和绘图功能与 Word结合起来，扩展 Word的功能，使二 者能协调地进行工作，本文将就此问题作一探讨（以Matlab 6.5和Word 2002为例）。在土工试验的数据处理过程中，经常需要用图形法来描述试验结果，然后通 过查图法来求得所需试验参数，例如在土的

2、颗粒分析试验中，需要绘制级配曲线 来确定土料的限制粒径如 和有效粒径几 以及九，从而计算土的不均匀系数 G和曲率系数在土的击实试验中，需要用击实曲线来体现试验结果，通过查 图找出最大干密度和最优含水率；在土的三轴试验中，需要绘制摩尔圆来确定土 的凝聚力C和内摩擦角。以前的处理方法是手工绘制或使用 EXCELX具中的图 表功能，但是仅局限于其图形功能，而不能进行数值计算，相应的数值计算则需 要人工进行。MATLA不仅提供了图形功能，还增加了计算功能，使数据处理工 作进一步简化。2 Matlab和Word的链接 2.1 安装 Matlab Notebook有两种方法：一种是从 Matlab系统中安

3、装：首先启动 Matlab 6.5，在命令 窗口运行函数命令“ notebook -setup ”（中间有一空格）。回车后命令窗口出现 如下提示： Notebook -set upWelcometo the utility for setting up the MATLABNotebook for interfacing MATLAB to Microsoft Word（欢迎建立 Matlab Notebook 与 Word 的公用程序）Choose your version of Microsoft Word :（选择你所使用的 Word版本）1 Microsoft Word 972 Mic

4、rosoft Word 20003 Microsoft Word 2002（X P）4 Exit ， making no changesMicrosoft Word Version ： 3（我们这里选择 3）然后命令窗口出现如下提示：Notebook setup is complete （Matlab Notebook 安装完成 ）另一种方式是把 C： Matlab6p5notebookpcM_book.dot 文件直接拷贝到 C： Program FilesMicrosoft officeoffice 102052目录下。Matlab与Word互相调用的方法：（也可以作为安装是否成功的检测方

5、法） 在Matlab中调用 Word:在Matlab命令窗口直接输入 notebook命令，系统 会自动启动 Word,其主菜单栏中将增加 Notebook 栏。在Word中调用Matlab :启动Word,然后选择“文件”菜单下的“新建”， 在“根据模板新建”中选择“通用模板”，然后选择M-book文档。按确定后系统会自动启动 Matlab 。2.2 Notebook 的使用指令Notebook某种意义上即是 Word中的M-book, Notebook是通过动态连接库和Matlab 交互的,交互的基本单位称为细胞 （Cel1） 。交换的信息,称为“细胞（群） ”。 M-book需要把在Wo

6、rd中输入的Matlab命令或者语句组成细胞（群），传送到 Matlab中运行，运行输出结果再以细胞（群）的方式传送回M-book中。这样Word 中的输入细胞 （群）下面会出现计算结果以及仿真图形。“输入细胞”是由M-book传送给Matlab的命令，可以多行，也可以是包含 在文本中的命令或者一段 Matlab 程序。“输出细胞” 是由 Matlab 回传给 M-book 的计算结果。“自活细胞”是用Notebook菜单中Define AutoInit Cel1命令 定义的输入细胞，它和输入细胞不同之处是：每次打开M-book时会自动运行自活细胞，而不会运行输入细胞； 自活细胞字符用深蓝色标

7、注， 而输入细胞用绿色 标注。“细胞群”是包含多句 Matlab 命令的多行输入细胞或自活细胞。生成输入细胞：在 Word中，用文本格式输入指令，然后选中该部分，在 Notebook菜单中用Define Input Cell命令，这样 M-book会把普通文本生成 “输入细胞”，并用黑色括号把指令括起来，指令变为绿色字体。然后在Notebook菜单中用Evaluate Cell 选项，可以实现把生成细胞传 送到Matlab中运算，运算结果会自动回传到 M book中，运算结果为蓝色标识。 细胞群和细胞的操作相似。Notebook还提供了计算区（Calc Zone），它把M-book分成几个相互

8、独立的部 分，包括：描述一个特定问题或特定操作文本，输入细胞，输出细胞。当定义一 个计算区时，Notebook将该部分和M-book其它部分独立出来，它的定义以及运 行和输入细胞的操作相似。Notebook还提供了细胞的循环运行，首先选定欲重复运行的输入细胞 （一定 要是绿色细胞），接着在Notebook菜单中选Evaluate Loop选项。Notebook 菜单功能如下表l所示。表1 Notebook菜单功能菜单项快捷键功能Defi ne Input CellAlt+I定义输入细胞Defi ne AutoI nit CellAlt+A定义自活细胞Define Calc ZoneAlt+Z定

9、义计算区Un defi ne CellsAlt+U将细胞转为文本Purge Selected Out put CellsAlt+P从所选篇幅中删除所有输出 细胞Group CellsAlt+G生成细胞群Ungroup Cells将细胞群转换为输入细胞和自活细胞Hide(Show) Cells MarkersAlt+C显示（隐藏）生成细胞中的 中括号Toggle Graph Output for Cell是否嵌入生成图形Evaluate M-bookAlt+R运行整个M-book中的所有输 入细胞Evaluate LoopAlt+L多次运行输入细胞Evaluate CellCtrl+E nter

10、运行输入细胞Evaluate Calc ZoneAlt+E nter运行计算区Bring MATLAB to FrontAlt+F将MATLAB令窗口调到前台Notebook Options Alt+O设置数值和图形输出格式3 MATLAB软件在土工试验中的应用3.1图形的形成借以其试颗粒分析试验是测定干土中各种粒组所占该土总质量的百分数的方法， 明了颗粒大小分布情况，供土的分类及概略判断土的工程性质及选料之用。验结果需要提供级配曲线、不均匀系数和曲率系数。表2为一组颗粒分析试验测 定值：表2 土料级配颗粒直径（mm0.10.050.020.010.0050.001颗粒含量（%）10094.6

11、872.1041.8227.1311.69在使用MATLA软件进行资料处理时，首先调用已有的数据文件，把颗粒直 径数组附值给x，把对应的百分含量数组附值给 y，对颗粒直径取对数，建立关 于颗粒直径的对数与小于该粒径的百分含量的三次样条函数关系，在给定的粒径范围内，细化粒径数组，对于给定的取对数后的颗粒直径求解其对应的百分含量， 进行内插，然后利用MATLAB勺图形功能在半对数坐标中绘制级配曲线（包括试验 数据（虚线）和三次样条曲线（实线）0操作过程如下：在安装好Notebook后，启 动Word,然后选择“文件”菜单下的“新建”，在“根据模板新建”中选择“通 用模板”，然后选择“ M-book

12、文档”，按“确定”后 Matlab就会自动启动， Notebook即可使用。在M book输入如下内容:x=0.1 0.05 0.02 0.01 0.005 0.001;y=100 94.68 72.10 41.82 27.13 11.69;x1=log10(x);y1=y;xx=-3.0:0.04:-1;%三次样pp=sp li ne(x1,y1);条插值y2=PP val（ pp ,xx）;%分段多项式估计函数x2=10.Axx;semilogx(x,y,-,x2,y2)xlabelC 颗粒直径（mm ）titleC 级配曲线）3选中这些文字，在Notebook菜单中选用Define In

13、put Cell，然后选用Evaluate Cel1，即可在 Word中绘出图1所示图形。3.2参数计算通过上述过程.生成了该土料的级配曲线，而试验提供的各项参数则需要通过计算求得。利用MATLAB件提供的函数功能对已经形成的三次样条曲线重新建立关于小于某粒径的百分含量与颗粒直径的对数之间的函数关系，即原函数的反函数，求解给定含量所对应的颗粒直径的对数值，并将其还原，分别计算 %曲帥，血，然后利用公式：计算不均匀系数G和曲率系数q。在M-book输入如下内容:pp=sp li ne(y2,xx);x10=pp val( pp ,10);d10=10Ax10x30=pp val( pp ,30)

14、;d30=10x30x60=pp val( pp ,60);d60=10Ax60Cu=d60/d10Cc=d302/ (d60*d10)选中这些文字，在Notebook菜单中选用Define Input Cell，然后选用EvaluateCell，则可在 Word 中直接计算并输出结果：d10=9.4293e-004，d30 =0.0063，d60=0.0152，Cu =16.1330，Cc =2.7415通过以上过程，利用MATLAB?序设计语言在 Word中完成了对土的颗粒分析试验 的数据处理过程。4结语与说明把Matlab 6.5和Word结合，充分利用两者的优点，实现软件的“强强联合”， 会给我们在撰写科技报告，论文、专著以及电子教案时提供了很大的方便， 程序、 计算结果以及仿真出的图形都可以同时在 Word文档中，并且可以随时修改计算命 令，随时计算并绘制图形。当然，它也存在一些不足，如带鼠标的图形交互指令不能在M-book文档中运行，Matlab指令在M-b