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    土工實驗數(shù)據(jù)整理和分析方法研究

    2018-10-21 12:51:11蘇劍平
    科學(xué)與信息化 2018年30期
    關(guān)鍵詞:整理分析方法

    蘇劍平

    摘 要 隨著土木工程數(shù)量的不斷增多以及規(guī)模的不斷擴張,前期的土工實驗工作則成為保障土工工程建設(shè)的有力數(shù)據(jù)支持,可有效避免工程施工建設(shè)中危險隱患的潛藏。而在土工實驗研究中會獲得大量數(shù)據(jù),如何高效地對這些數(shù)據(jù)展開整理與分析,則成為數(shù)據(jù)實效發(fā)揮的關(guān)鍵工作,因此文章將主要針對土工實驗數(shù)據(jù)的整理與分析方法展開研究,以期為相關(guān)從業(yè)人員提供參考借鑒。

    關(guān)鍵詞 土工實驗數(shù)據(jù);整理;分析;方法

    對于土工工程施工方案設(shè)計而言,前期的土工實驗數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度會對設(shè)計合理性產(chǎn)生直接影響,但由于實驗過程中的土體性質(zhì)較為復(fù)雜,再加上質(zhì)檢、采樣、運輸以及儲存等過程中會造成對數(shù)據(jù)的干擾,最終分析出的實驗結(jié)果便存在一定誤差[1]。正因為土工實驗會受到諸多因素的影響,所以我們需要高度中實驗數(shù)據(jù)的整理與分析工作,確保相關(guān)因素的干擾性能夠減小,從而提高實驗數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)率,為土工工程施工設(shè)計提供正確指導(dǎo)。

    1 土工實驗數(shù)據(jù)的主要內(nèi)容

    1.1 土體比重實驗

    在土工實驗過程中,土體比重實驗是其中的關(guān)鍵組成內(nèi)容。通常來講,處在相同或接近地域環(huán)境中,土體比重便會十分接近,但由于在實際實驗過程中的全部操作流程繁復(fù),因此相關(guān)單位會直接利用過去已經(jīng)出具的數(shù)據(jù)直接應(yīng)用于比重實驗,也就導(dǎo)致實驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)一定程度的誤差。

    1.2 土體密度實驗

    開展土體密度實驗?zāi)軌驅(qū)ν馏w的內(nèi)在組成有深入了解,進而了解土體成分性質(zhì),為今后的設(shè)計與施工提供數(shù)據(jù)支持。土體密度參數(shù)與其重量、孔隙大小和體積等內(nèi)容密切相關(guān),是土體組成與結(jié)構(gòu)特征的完整反映,所以在實驗過程中要盡可能避免對樣品的即時性實驗,最好要等待樣品達到了日常狀態(tài)后再展開實驗,如此可有效提高土體密度數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。

    1.3 土體含水量實驗

    土體含水量實驗作為土工實驗中的關(guān)鍵內(nèi)容,最終實驗結(jié)果會對土木工程的地基建設(shè)形成直接影響,還關(guān)系到工程后期的穩(wěn)定性。地域的不同會導(dǎo)致土體樣品中的含水量有所不同,并且可能存在較大差異,所以工作人員在樣品收集時要確保其均勻性與代表性,避免最終實驗數(shù)據(jù)對工程建設(shè)無實質(zhì)指導(dǎo)意義。

    2 土工實驗數(shù)據(jù)整理與分析方法

    2.1 整理整體實驗數(shù)據(jù),剔除異常情況

    在土工實驗數(shù)據(jù)測量中,所得到的初步數(shù)據(jù)必定會存在相應(yīng)誤差,所以需要結(jié)合測量經(jīng)驗與整理統(tǒng)計原則卻保證土工實驗數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。具體來講,需要從如下兩點予以把握:①結(jié)合土體力學(xué)性質(zhì)去判斷實驗數(shù)據(jù)是否合理。倘若土工實驗數(shù)據(jù)中有部分?jǐn)?shù)據(jù)與土的力學(xué)性質(zhì)范圍明顯不相符,在整理過程中可直接剔除。然而實際實驗中大多數(shù)數(shù)據(jù)會在特定值域內(nèi)波動,所以可結(jié)合值域間存在差異,剔除掉其中的異常點;②倘若土工實驗數(shù)據(jù)過多,在整理過程中便可采取3σ法則,如果實驗數(shù)據(jù)中存在[ms -3σ,ms +3σ]之外的點,這種概率經(jīng)由0.27%,所以可將其作為異常實驗數(shù)據(jù)處理掉。當(dāng)然,判斷其是否異常時,也不可單純依據(jù)存在[ms -3σ,ms +3σ]之外便將所有點剔除,可能某一個土樣參數(shù)處在[ms -3σ,ms +3σ]之外而實際是由于實驗本身造成的[2]。

    此外,如果土工實驗數(shù)據(jù)獲取較少(通常會以30作為中介值去判斷數(shù)據(jù)多或少),則可采取t分布的概率值去替換正態(tài)分布概率值,結(jié)合t分布函數(shù),得出相應(yīng)置信水平的實驗數(shù)據(jù)范圍:,剩下的點便可作為異常點處理,進一步將實驗數(shù)據(jù)進行整理,為后續(xù)分析提供方便。

    2.2 分析最小樣本數(shù)問題

    在土工實驗中,會因為樣本數(shù)量不足而導(dǎo)致最終實驗結(jié)果存在不穩(wěn)定情況,通過分析可得知對樣本數(shù)形成影響的因素主要在于工程規(guī)模、現(xiàn)場勘察條件與測量精度要求等,所以對于土工實驗數(shù)據(jù)最小樣本數(shù)問題的分析,需要基于統(tǒng)計特征展開研究。在實際實驗過程中,要想確保數(shù)據(jù)可靠與精準(zhǔn),則需要得到最小樣本數(shù),所以在手機實驗資料的同時,還會用到貝葉斯方法。一般來講,土體抗剪強度參數(shù)會呈現(xiàn)正態(tài)分布,所以在采取貝葉斯分析法時,應(yīng)當(dāng)將不同時間段所測得的土工實驗數(shù)據(jù)進行有機結(jié)合,得出更為可靠的數(shù)據(jù),保證最終實驗結(jié)果科學(xué)合理。這一分析方法在眾多大型工程設(shè)計指標(biāo)中得到廣泛應(yīng)用,能夠?qū)Σ煌^測數(shù)據(jù)精準(zhǔn)處理,同時與測量數(shù)據(jù)相結(jié)合,按照實驗概率規(guī)律信息的不同,形成更為可靠的數(shù)據(jù)分布,從而提升土體抗剪強度參數(shù)的合理性與可靠性。

    2.3 分析土體性質(zhì)指標(biāo)的自相關(guān)性

    土工實驗數(shù)據(jù)之間可能會存在相關(guān)性,通常我們會結(jié)合數(shù)據(jù)間的線性關(guān)系去分析土工實驗指標(biāo)與各系數(shù)間的相關(guān)性,一般來講會利用相關(guān)距離δ進行判斷。在相關(guān)距離δ中,所有土體性質(zhì)指標(biāo)都存在相關(guān)性,不過δ為位置變量,只能夠通過樣本測量獲取。在這一過程當(dāng)中,相關(guān)距離δ的測量會用到遞推平均法,然而取樣間距會對相關(guān)距離產(chǎn)生影響,兩者呈現(xiàn)正相關(guān)態(tài)勢,一般取樣距離與相關(guān)距離越大,則達標(biāo)不同取樣點的土體性質(zhì)間距小,精準(zhǔn)性則越高,所以取樣距離要盡量大于相關(guān)距離[3]??偠灾Y(jié)合土工工程對測量精度的要求去確定相關(guān)距離范圍,同時工作人員結(jié)合經(jīng)驗對數(shù)據(jù)與結(jié)果進行分析整理,確保土工實驗數(shù)據(jù)的可靠性。

    通過多次測定值的算術(shù)平均值,對標(biāo)準(zhǔn)差與變異系數(shù)進行計算,能夠?qū)嶋H測量值與算術(shù)平均值的變化情況有更為直觀的觀察。在整理計算指標(biāo)過程中,倘若測定組數(shù)過多,應(yīng)當(dāng)結(jié)合特性指標(biāo)法得出實驗結(jié)果;倘若實驗數(shù)據(jù)過少,則需綜合考慮到測定誤差、土性不均勻和設(shè)備因素的影響,選擇標(biāo)準(zhǔn)差均值。另外標(biāo)準(zhǔn)差的絕對值應(yīng)當(dāng)在數(shù)據(jù)整理后,采取圖解法或是最小二乘方分析法,對土性指標(biāo)予以確定,提高實驗數(shù)據(jù)的科學(xué)有效性。

    3 結(jié)束語

    總而言之,為了確保土工實驗數(shù)據(jù)充分發(fā)揮出對土工工程施工方案設(shè)計的指導(dǎo)作用,則需要做好實驗數(shù)據(jù)的整理與分析工作,以合理方法去提升實驗數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性與可靠性。文章簡單介紹了土工實驗數(shù)據(jù)的整理與分析方法,希望能夠為最終土工實驗結(jié)果的誤差減小提供參考借鑒,與實際需求更相符合,進而助推土工行業(yè)的發(fā)展。

    參考文獻

    [1] 陳瑩.土工實驗數(shù)據(jù)整理和分析方法研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2015,(27):1619.

    [2] 毛歆燕,龐毅力.土工試驗數(shù)據(jù)可靠性分析方法探討[J].甘肅科技,2006,22(10):115-116.

    [3] 余海龍.土工實驗數(shù)據(jù)分析方法探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2015, (21):132-133.

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