【摘要】土工實驗是進行土木工程的重要前提條件,其能夠為施工建設(shè)提供可靠的數(shù)據(jù)支持,能夠有效防止工程建設(shè)中可能存在的潛在危險事故。本文對其數(shù)據(jù)涉及的內(nèi)容進行分析,分析了實驗準確性的因素,進而提出相應(yīng)的方法應(yīng)用,希望可以為土工實驗的發(fā)展提供借鑒。
【關(guān)鍵詞】土工實驗;實驗數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)分析;分析方法
一、引言
在進行實驗過程中,由于土體本身所具有的復(fù)雜性,土質(zhì)質(zhì)檢所存在的物理學特性以及采樣、運輸、存儲等等方面所表現(xiàn)出來的特點,都容易對數(shù)據(jù)造成一定程度的干擾,致使實驗的結(jié)果出現(xiàn)誤差。另外,因為實驗本身受到很多因素的干擾,也同樣容易發(fā)生數(shù)據(jù)偏差的問題。因此,本文著重從實驗數(shù)據(jù)所涉及的內(nèi)容,影響實驗數(shù)據(jù)的因素,以及提升實驗準確率的角度出發(fā),對土工實驗數(shù)據(jù)分析方法進行探討。
二、土工試驗數(shù)據(jù)所涉及內(nèi)容
(一)土的比重實驗。土工試驗過程中,土的比重實驗是非常重要的。一般來說,地域相同或者相近,那么土的比重也將會比較相近。但是,因為在實際操作中,其整個的操作流程比較復(fù)雜,所以不同的單位會采用本地所出具的或者考察的相關(guān)數(shù)據(jù)直接進行比重實驗,這樣容易導(dǎo)致實驗數(shù)據(jù)的誤差存在。
(二)土的密度實驗。通過土的密度實驗可以詳細的了解土的組成,可以了解其組成成分的性質(zhì),能夠為之后的施工提供更多的參考。土的密度與土粒的重量、孔隙體積、孔隙大小、孔隙水重等等內(nèi)容息息相關(guān),能夠反映土的組成和基本結(jié)構(gòu)特征。在進行實驗的過程中,要注意盡量避免對取樣即時進行實驗,最好能夠等待土樣達到日常狀態(tài)之后再進行試驗,這樣可以讓土密度實驗的結(jié)果更加準確。
(三)土的含水量實驗。土的含水量實驗可以說是土工實驗中的核心內(nèi)容,其實驗的情況將會影響到工程地基建設(shè),還會影響到后續(xù)工程的穩(wěn)定性。不同地區(qū)的土樣其含水量不同,并存在很大程度上的差異性。實驗人員在進行取樣的過程中,要保證其樣品的均勻性,或者具有代表性,否則進行試驗所獲得的數(shù)據(jù)就沒有任何指導(dǎo)意義,其數(shù)據(jù)在實踐應(yīng)用中的效率和質(zhì)量也將會呈現(xiàn)大幅度的下降。
三、土性參數(shù)實驗結(jié)果誤差性的原因
(一)土體本身性質(zhì)導(dǎo)致。依照相關(guān)的物理力學和力學性質(zhì),我們可以了解到土體的分層具有不均勻性,加上其所處環(huán)境的變化,可能發(fā)生的雨水沖擊、水文變化、其后影響等等語速怒,都會讓土體的性質(zhì)發(fā)生改變。這樣在進行土工試驗的時候就非常容易造成實驗結(jié)果的差異性,甚至有可能會成為差異產(chǎn)生的主要影響因素。
(二)系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差是由于儀器的某些不完善、測量技術(shù)上受到限制或?qū)嶒灧椒ú粔蛲晟茮]有保證正確的實驗條件等原因產(chǎn)生。不同的單位所使用的儀器往往不盡相同,所使用的試驗方法也有一定的出入,加上不同的試驗方法讓土工參數(shù)出現(xiàn)離散性,其所實驗的數(shù)據(jù)也就會有所不同。系統(tǒng)誤差的存在可以予以避免,其與偶然誤差不同,這就需要實驗室對設(shè)備和系統(tǒng)進行改進。
(三)偶然誤差。偶然誤差的特點是它的隨機性。如果實驗人員對某物理量只進行一次測量,其值可能比真值大也可能比真值小,這完全是偶然的,產(chǎn)生偶然誤差的原因無法控制,所以偶然誤差總是存在,通過多次測量取平均值可以減小偶然誤差,但無法消除。偶然誤差的存在屬于客觀存在的現(xiàn)象,其與人為原因所造成的誤差有很大的差別,對于兩者應(yīng)當予以區(qū)分。
四、土工實驗數(shù)據(jù)分析方法的應(yīng)用
(一)進行數(shù)據(jù)檢查,果斷進行取舍。在進行實驗的過程中,如果有明顯不符合物理力學性質(zhì)的值的范圍點,則可以通過觀察予以了解,實驗人員要對其進行細致觀察,一旦發(fā)現(xiàn)異常立刻予以放棄。一般判斷的標準是大部分數(shù)值為范圍內(nèi)波動,但是有一點超出正常值或者距離正常值較遠,則可以被認定為不合理。在實驗數(shù)據(jù)較多的情況下可以運用3σ法則進行數(shù)據(jù)之間取舍的考量。在進行實驗過程中,存在于之外數(shù)值所占比例較少,因此,大于和小于之間數(shù)值作為異常處理。
(二)土工實驗數(shù)據(jù)中最小樣本數(shù)問題。在土工試驗過程中,最小樣本數(shù)問題需要引起人們的重視。實驗中的樣本數(shù)要選取適當,如果樣本數(shù)過小就會影響實驗結(jié)果的準確性。但是,樣本數(shù)的數(shù)量并不是隨意定制的,其受到多種因素的影響,比如工程規(guī)模、工程精度要求、現(xiàn)場勘查情況等等。
(三)土體性質(zhì)指標的自相關(guān)性的問題。根據(jù)以往數(shù)據(jù)實驗的關(guān)聯(lián)性,求的往往是其之間的線性相關(guān)系數(shù),但是對于其自相關(guān)函數(shù)通常并沒有表現(xiàn)出線性相關(guān),而是指數(shù)相關(guān)。因此,不能簡單依照求相關(guān)系數(shù)的方法判斷其相關(guān)性。在進行土工實踐過程中,往往可以通過δ對其獨立性進行判斷。在相關(guān)距離 范圍內(nèi),圖形指標基本相關(guān);在此范圍外,圖形指標基本不相關(guān)。但是對于δ事先未知,因此其需要根據(jù)樣本測值進行求算,一般使用遞推平均法對相關(guān)距離δ進行計算,并使用間距△Z對δ的影響進行綜合考量。一般來說,△Z /δ的數(shù)值越大,其各抽樣點的土性越接近相互獨立,抽樣誤差也就越小。
五、結(jié)束語
土工試驗對于土工建設(shè)來說影響較大,其影響因素包括土體本身性質(zhì)、取樣儀器情況、人為因素等,需要對此方面予以重視。對其不合理點來說,可以通過3 原則進行剔除。對于其數(shù)據(jù)相關(guān)性來說,其可以通過迭代求解土性指標相關(guān)距離予以解決,通過樣本的加權(quán)平均來對該區(qū)域的平均性指標進行估算。為了讓樣本能夠滿足實驗需要,可以利用Bayes方法對其土性指標與因確認,從而彌補數(shù)目不準確的情況。通過此三個方面對其進行方法的應(yīng)用,則可以有效提升實驗數(shù)據(jù)的準確性、可靠性,可以讓實驗的結(jié)果更加符合實際需要。
參考文獻
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作者簡介
閉耀輝(1966,05--),男,廣西田陽人,大學本科,助理工程師,現(xiàn)工作于廣西水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊,主要從事實驗測試方面的工作。