AutoCAD画赤平投影及EXCEL系统

AutoCAD画赤平投影及EXCEL系统

（一）

极射赤平投影（简称赤平投影）在现代构造地质学中的研究和应用已经相当成熟,但用手工绘制赤平投影图时,需借助吴氏网,比较繁琐。我们用AUTOLISP语言编制了绘制赤平投影图软件,非常实用方便,而且图面整齐美观。

本软件赤平投影的方法采用下半球投影法,即以空心园球球顶(或称球极)为发射点,将空间任意产状的线、平面与设想的空心球(投影球)的交点、交线投影到赤平面上。投影方法也可以用下半球的极点为发射点,投影到上半球。两种投影所得到的图形完全相同,但位置是不同的,如将投影图转动180°,就可将上、下半球的投影互换。

2 主要功能及操作方法

程序运行中,提示用户输入基园园点坐标,约定值为(0,0);基园半径,约定值是3cm。 输入以上两项数据后,自动在指定位置绘制基园,如图1所示。并将绘制赤平投影图的菜单调至AutoCAD图形中,菜单如下所示：

赤平投影的应用

绘吴式网

绘平面的赤平投影弧

绘直线的赤平投影点

指定工作图上的一点求产状

在工作图上绘一走向线

在工作图上给定三点绘弧

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已知一个结构面的两个假倾斜,求其产状

已知一个结构面的走向和一个假倾斜,求其产状

给定一个结构面的产状,求任意方向的视倾角

点取“绘平面的赤平投影弧” 一项,提示:

请输入编号：

请输入产状：

产状格式：走向 倾向<倾角,例如有一结构面的编号为F1,其走向NE30 ,倾向SE倾角40 ,则输入编号:F1,产状:NE30 SE<40 ,机器自动绘出该结构面的赤平投影弧和法线的赤平投影点,并在弧的中间位置书写结构面的编号F1。A、B两点的连线为走向线,D点为结构面法线的投影点。C点距园心的距离为OC＝Rtan(45-a/2), 其中R为基园的半径,a为结构面倾角。见图2。

在菜单上点取“绘直线的赤平投影点”一项,提示：

直线的倾向方位角：

直线的倾角：

例如一空间直线,方位角为30°,倾角为20 °,则输入30和20 ,自动绘出图2中投影点G。

在菜单上点取“指定工作图上的一点计算其产状” 一项,提示用户输入工作图上的一点,当用鼠标点取工作图内任意一点以后,即显示出该点的产状,显示格式是: 倾向方位角<倾角。

在菜单上点取“绘吴氏网” 一项,提示用户输入一个方位角间隔,并自动绘出吴氏网。选择不同的直径可绘出不同大小的吴氏网。

3 赤平投影的简单应用

例1：已知某岩层面的产状为150°<30°,求它在175°方位上的视倾角。 利用本程序解题步骤如下:

① 选择园心坐标和直径绘制工作图基园。

② 在菜单上点取“绘平面的赤平投影弧”, 输入岩层面产状NE60 SE<30,在工作图上绘制出该岩层面的投影弧。

③ 在菜单上点取“在工作图上绘一走向线”,输入175, 绘出方位175的走向线。见图3。

④ 在菜单上点取“指定工作图上的一点求产状”,用捕捉方式选取走向线与投影弧的交点,显示出方位175°上的视倾角27.62。

以上是利用赤平投影分步计算某一方位上的视倾角,也可在菜单上点取“给定一个结构面的产状,求任意方向的视倾角” 一项,在输入岩层面产状以后,提示输入方位角,输入任意一个方位即可计算出该方位的视倾角,直到回车为止。

当水平与垂直比例尺不相同时,用所计算出的视倾角乘以水平与垂直比例尺之比即可。计算任意方位的视倾角也可用工程地质CAD软件提供的AR41来解决。

例2：某探槽揭露一条含金石英脉,揭露后得知此探槽并不与石英脉的走向垂直。在槽底量得石英脉的走向为NE60 ,在槽壁量得石英脉的假倾斜为30 <35 ,求此含金石英脉的产状要素。

解题步骤如下:

① 选择园心坐标和直径绘制工作图基园。

② 点取“在工作图上绘一走向线”,分别输入石英脉走向方位角60和倾向方位角150(或300),此时在工作图上绘制出这两条走向线(图4)。

③ 点取“绘直线的赤平投影点”,输入石英脉的假倾斜30<35, 绘出投影点。

④ 点取“在工作图上给定三点绘弧”,用捕捉方式分别选取假倾斜投影点(园心)和走向线两端点,以这三点绘出的园弧即为石英脉的投影弧。

⑤ 点取“指定工作图上的一点求产状”,用捕捉方式选取倾向线与投影弧的交点,则显示该含金石英脉的产状为330°54°。

例3：在斜交一冲沟的两直立壁上见一铁矿层,东壁上顶的假倾斜为

135°<35°,西壁上其顶面的假倾斜为225°<25°,求此铁矿的产状要素。

解题步骤如下:

① 选择园心坐标和直径绘制工作图基园。

② 点取“已知一个结构面的两个假倾斜,求其产状”,分别输入铁矿层的两个假倾斜, 绘出两个投影点、铁矿层的投影弧,并显示出铁矿层的产状

168.66°<40.07°(图5)。

例4求两个已知平面F1和F2的交线,F1的产状NE40 SE<30, F2的产状NW340 NE<40。

解题步骤:

① 选择园心坐标和直径绘制工作图基园。

② 点取“绘平面的赤平投影弧”,分别输入F1和F2的产状,绘制出两平面的投影弧。

③ 点取“指定工作图上的一点求产状”,用捕捉方式选取两投影弧交点(A）,则显示交线的产状为117.75°<29.44°(图6)。

赤平投影的应用极广,用户可用本程序所提供的基本功能,根据自己的需要,将其应用在工程实际中。

编制本程序所采用参考书及本文所选例题均为孙超等人编著的《构造地质学》和潘家铮编著的《工程地质计算和基础处理》。

（二）

EXCEL系统是一个WIND0WS应用程序,在WIND0WS上运行,并具有WIND0WS应用程序的一般特征,例如在EXCEL系统下制成的图表,可改变成任何尺寸复制到WIND0WS文本中去。

早在1985年,MICR0S0FT EXCEL一经问世,就被公认为是世界上功能最强大,技术最先进,使用最方便的电子表格软件。据笔者多年的国外留学生活了解到,目前国外所有教学,科研,设计等部门都在运用这一系统从事日常的数据处理,绘制图表的工作；同时也有许多部门应用这一系统从事专门问题的研究,如法国波尔多第一大学地质应用中心,法国地矿局(BRGM),意大利GE0DATA公司(隧洞设计研究公司)等,也就是说,只要有明确的数学表达式,均能用该系统来实现所有的计算过程。

EXCEL目前的版本为7.0,共有三大功能：

(1)电子表格,(2)图表,(3)数据库。

2.系统简介

EXCEL的屏幕有大小两个窗口,其中大窗口是MICR0S0FT EXCEL应用程序窗口,包括文件(F)、编辑(E)、视窗(V)、插入(I)、格式(O)、工具(T)、数据(D)、窗口(W)、帮助(H)等次一级窗口;同时还包括一般工具栏,如文件管理,打印及预览,剪切及复制,函数指南,图表指南,图形及文字,操作指南等。

小窗口叫做工作簿窗口,标题为BOOK(文件名)。所谓工作簿,是指EXCEL用来保存和处理工作数据的文件。一本工作簿,拥有16张工作表,即SHEET1到SHEET16(英文),法文为FEUILLE,意大利文为FOGLI0(视原始版本而定)。每一个工作表包括16384*256个单元格。行地址是由上向下自1到16384编号；列地址是用字母标识的,从左到右,前26列单元格的列地址是A、B、C....Z,之后为AA、AB、AC...AZ,BA、BB、BC...BZ,直到IA、IB、IC...IV,也就是说,一个文件可以存放67,108,864个数据,或公式、字符,甚至是图形,声音等。每个单元格都有固定的地址,例如SHEET1中B5表示第一张工作表中第B列第5行的那个单元格,可以在任何单元格中调用该单元格的内容(如数据、公式等);每个单元格最多可以接受255个字符,由于宽度限制,一般采用溢出和截断两种处理方法。

EXCEL可以建立两种类型的图表:内嵌图表和独立图表。如果用图表来补充说明工作表中的数据,则可以在工作表上建立内嵌图表,如果要在工作薄的单独表上显示图表,则可以建立独立图表。图表的类型包括九种二维图表和六种三维图表,同时每种图表均有十种形式,可以用于不同的目的,如柱状图、分布图、散点图等。不管是那种类型的图表,原始数据变化后,图表将自动变化。

总之,EXCEL系统的功能十分齐全,要根据不同目的去开发,这里只能作一简单介绍。

3.一般数据处理