土工實驗數(shù)據(jù)分析方法淺探

江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第五地質(zhì)大隊 江蘇 徐州 221000

在土木工程建設(shè)過程中，由于受到土體結(jié)構(gòu)自身復(fù)雜性因素的影響，而致使土質(zhì)在具體實驗中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性受到負(fù)責(zé)影響，這同時也是導(dǎo)致實驗結(jié)題與實際數(shù)據(jù)二者產(chǎn)生差異的重要因素；另外，實驗自身也會受到許多不同因素的影響和制約，而致使實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性也受到影響。所以，在具體的實驗過程中，需不斷強化實驗數(shù)據(jù)的分析，對影響實驗數(shù)據(jù)的因素加以研究和分析，切實保證實驗結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確性，提升土工實驗的真實可靠性。

一、土工實驗的影響因素分析

(一)系統(tǒng)因素。在開展土工實驗工作時，如果系統(tǒng)存在誤差，那必定會對實驗結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性造成某種程度的影響。而系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生主要是由于儀器設(shè)備缺乏完善性或是測量技術(shù)的約束而致使實驗條件得不到有效的保證。這主要是由于各單位所使用的儀器設(shè)備均存在較大的差異，且所選用的實驗方法也各不相同，就會致使土工各項參數(shù)發(fā)生離散性，進(jìn)而導(dǎo)致實驗數(shù)據(jù)難以實現(xiàn)統(tǒng)一性。雖然系統(tǒng)誤差的問題可以加強控制，但對于偶然性的誤差卻是無法避免的，這就需要對系統(tǒng)、設(shè)備等做不斷地優(yōu)化和改進(jìn)。

(二)自身因素。通過物理力學(xué)和力學(xué)性質(zhì)相關(guān)知識的結(jié)合可以知識，土體的分布并沒有什么規(guī)律性，且土體的環(huán)境也會發(fā)生不斷地變化。如當(dāng)土體受到水文變化、雨水沖刷等時，就會對土體自身的性質(zhì)造成一定的影響。而如果在這種情況下實施土工實驗，必定會對實驗結(jié)果造成較大的影響而出現(xiàn)誤差，甚至還可能會是其出現(xiàn)差異的主要因素。

(三)隨機誤差因素。隨機誤差的產(chǎn)生具有不穩(wěn)定性，在具體的實驗工作中，倘若僅僅對某物理量展開實驗，那必定會致使最終結(jié)果和真實結(jié)果間發(fā)生較大的偏差，而這些情況的出現(xiàn)都是隨機產(chǎn)生的，而且這種隨機因素是難以實現(xiàn)控制的，可見，這種隨機誤差的存在是較為普遍的。另外，隨機誤差還具有一定的客觀性，且與人為因素所產(chǎn)生的誤差相對比有著較為明顯的區(qū)別，讓你以，這就有必要把隨機誤差和人為誤差兩個方面展開全面的劃分。

二、探析土工實驗數(shù)據(jù)分析方法

(一)檢查實驗數(shù)據(jù)，分析處理異常數(shù)據(jù)。一般來講，土工試驗實施時，各項數(shù)據(jù)可以通過土體物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)等體現(xiàn)出來，但如果土體自身變化特征不夠明顯，那么就會導(dǎo)致其結(jié)果和真實數(shù)據(jù)兩者發(fā)生較大的差異。在對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時，需結(jié)合實驗流程來盡可能減少誤差的產(chǎn)生，以提升實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。1)在具體實驗過程中，一旦發(fā)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的值超出物理力學(xué)性質(zhì)范圍時，需對其實施觀察作業(yè)；而從實驗作業(yè)人員的角度來講，如果在觀察時出現(xiàn)異常的，應(yīng)當(dāng)直接放棄實驗。在對實驗數(shù)據(jù)實施判斷時，需要看數(shù)據(jù)值是否浮動在真值范圍內(nèi)，一旦發(fā)現(xiàn)超出了真值范圍就可以對其數(shù)據(jù)做出正確的判定。而如果所涉及到的實驗數(shù)據(jù)非常多時，則可以通過3σ法利用來對數(shù)據(jù)作出取舍與處理。結(jié)合3σ法則可知，存在[m-3σ，m+3σ]范圍內(nèi)的數(shù)值占比比較大，由比可知在該范圍以外的數(shù)值并不多。所以，在具體的實驗工作葉，可以嚴(yán)格按照這一數(shù)據(jù)比例來對范圍以外的數(shù)值展開處理，然而，在應(yīng)用該方法時，需確保所有樣品均是均勻分配的，且這種方法通常比較適合應(yīng)用在大型項目工作中。此外，當(dāng)實驗工作中發(fā)生異常時，不能直接把相關(guān)數(shù)據(jù)排除掉，而應(yīng)當(dāng)是將發(fā)生異常的原因做進(jìn)一步研究和分析，倘若所取得的最終數(shù)據(jù)在合理范圍內(nèi)，那么實驗作業(yè)人員就需要對整體變化問題加以重視，最后還需要進(jìn)行重新抽樣和調(diào)整。一般來講，誤差的出現(xiàn)大多都是由于某些固定因素而導(dǎo)致的，就算系統(tǒng)發(fā)生誤差時，同樣也會致使數(shù)據(jù)在合理范圍之外。

(二)最小樣本數(shù)問題。在實施土工實驗時，最小樣本數(shù)問題也是十分重要的內(nèi)容，這就需要實驗人員對該問題加以重視起來。如需對樣本數(shù)做進(jìn)一步的明確，倘若樣本數(shù)過小，也會影響到實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，但值得注意的是，樣本數(shù)的數(shù)量不得隨意制定，這主要是由于多方面因素的影響而導(dǎo)致的。如工程范圍、要求和勘察設(shè)施等均會對其受到影響。

(三)性質(zhì)指標(biāo)的自相關(guān)性。通過一般數(shù)據(jù)實驗所具有的聯(lián)系性可以知道，需要對數(shù)據(jù)間的線性和系數(shù)等加以明確，然而自相關(guān)函數(shù)卻不會有線性相關(guān)的體現(xiàn)，往往只體現(xiàn)出指數(shù)相關(guān)。所以，在對土體性質(zhì)指標(biāo)的自相關(guān)性實施判斷時，不可只以相關(guān)系數(shù)方法來展開，在具體的實驗工作中，應(yīng)當(dāng)應(yīng)用δ來對其獨立性作出明確。在其特定范圍內(nèi)，圖形指標(biāo)有著其固有的聯(lián)系性，而如果不在該范圍內(nèi)，其圖形指標(biāo)卻是獨立存在的。在距離δ作進(jìn)一步明確時，通常需要將樣本測值結(jié)合起來展開計算，通常都是使用遞推平均法來展開有效的計算，再以間距來實現(xiàn)因δ而產(chǎn)生的影響因素作出系統(tǒng)性的評價。通常，當(dāng)間距和δ兩者比值越來越大時，各抽樣點的土體性質(zhì)也呈現(xiàn)的聯(lián)系性也會越來越小，只有這樣才能更好地確保其具有獨立性，并以此為基礎(chǔ)盡可能減少抽樣誤差的產(chǎn)生。

三、結(jié)束語

總而言之，在土木工程建設(shè)過程中，土工實驗是一項十分重要的內(nèi)容，就不可或缺的重要組成部分。但在具體的實驗工作中，往往會有許多不同因素會對實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性造成影響，這就需要相關(guān)實驗人員不斷強化自身研究工作，應(yīng)用科學(xué)有效的方法予以控制，盡可能保證實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。