論隨機(jī)—模糊統(tǒng)計(jì)方法在巖土特征參數(shù)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)中的應(yīng)用

張俊霞

[摘 要]在巖土工程中，人們普遍應(yīng)用統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算巖土的物理力學(xué)參數(shù)。統(tǒng)計(jì)學(xué)方法在對(duì)離散巖土的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，將與中值差異性較大的數(shù)據(jù)稱之為孤值，并認(rèn)為其代表性較差，對(duì)其忽略不計(jì)，取剩余數(shù)據(jù)平均值為巖土特征值。應(yīng)用這種方法處理數(shù)據(jù)結(jié)果，剔除孤值會(huì)導(dǎo)致結(jié)果存在人為偏差現(xiàn)象，不剔除孤值又會(huì)導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)系統(tǒng)誤差?；诖祟悊?wèn)題的干擾，相關(guān)學(xué)者逐漸應(yīng)用數(shù)學(xué)理論分析巖土特征，隨機(jī)模糊統(tǒng)計(jì)方法應(yīng)運(yùn)而生。

[關(guān)鍵詞]隨機(jī)—模糊統(tǒng)計(jì)方法；巖土特征；參數(shù)指標(biāo)；統(tǒng)計(jì)應(yīng)用

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.45.212

隨著我國(guó)城市化建設(shè)的快速發(fā)展，巖土工程技術(shù)的作用逐漸凸顯。巖土特征參數(shù)對(duì)工程建筑項(xiàng)目的整體安全性能、經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益具有十分重要的意義。巖土材料具有空間變異性，價(jià)值實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，基于人為因素與環(huán)境因素的作用，誤差不可避免，導(dǎo)致試驗(yàn)參數(shù)存在很大的隨機(jī)性與不確定性。如果將巖土參數(shù)作為隨機(jī)變量，將無(wú)法具體考量其空間變異性；如果將其作為模糊變量，則無(wú)法獲取有效的定量參數(shù)。因此，在分析過(guò)程中，只能將其作為隨機(jī)—模糊變量。

1 隨機(jī)—模糊處理的具體方法

4 實(shí)際應(yīng)用案例

以我國(guó)某工廠的巖石為例，共采集了四種樣本，設(shè)為樣本1，樣本2，樣本3，樣本4。其中樣本1的取樣區(qū)域具有裂隙不發(fā)育、層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)性小以及巖體新鮮完整的特點(diǎn)；樣本2的取樣區(qū)域?yàn)閹r層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶，裂縫發(fā)育程度較大，每10厘米存有3條左右的裂縫，但其厚度較小，最大值不超過(guò)9厘米，主要組分有巖屑、角礫以及壓碎巖，壓實(shí)性較強(qiáng)。不存在地下水；樣本3的取樣區(qū)域具有結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)鑲嵌狀、短小裂隙發(fā)育程度較大以及層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)性較強(qiáng)的特點(diǎn)；樣本4取樣區(qū)域具有層間錯(cuò)動(dòng)性小、裂隙不發(fā)育、斷層切割不明顯以及巖體新鮮完整的特點(diǎn)。

巖石樣本1中，只有一組不存在裂隙現(xiàn)象，其他樣本中的裂隙存在方向、角度上的差異，不過(guò)裂隙角度最大值不超過(guò)45°。第二組與第三組所存在的裂隙不會(huì)對(duì)巖石強(qiáng)度造成較大的影響，不過(guò)，第四組具有的裂隙，會(huì)給巖石的強(qiáng)度帶來(lái)一定程度的不良影響，降低巖石的軟化系數(shù)。樣本2中，有兩組巖石呈現(xiàn)為灰色，其余均為紫紅色。各組巖石內(nèi)部含有一定量的杏仁，但并不呈均勻分布狀。樣本3中，在加載方向方面，與兩組巖石與巖層相平行，其余組的則是與巖層方面相垂直。不過(guò)這并不會(huì)影響樣本的力學(xué)參數(shù)。樣本3中，四組巖石之所以存在強(qiáng)度方面的差異，主要取決于其裂隙程度。四組巖石裂隙雖然方向、大小不一，但均具有高角度特征，其中1、2組的樣本巖石裂隙角度最大值約為70°，在很大程度上降低了巖石的強(qiáng)度。樣本4中只含有少量的斑晶，屬于隱晶質(zhì)，裂隙多被礦物填補(bǔ)，難以有效辨認(rèn)。

5 結(jié) 論

綜上所述，利用隨機(jī)—模糊統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算巖土特征參數(shù)，不僅可以有效減少計(jì)算量，還能提高計(jì)算結(jié)果與實(shí)際的貼合度，值得大力推廣。

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