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堤防工程地質(zhì)勘察的主要目的就是獲得堤身、堤基以及岸坡土體的物理、力學參數(shù)，為堤防工程設(shè)計及除險加固提供依據(jù)。通常，室內(nèi)試驗和原位測試所獲得的各種土的試驗數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量多、分散性強、隨機波動性大等特點，是不能直接用于工程設(shè)計的。只有通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析，找出它們中的規(guī)律性，才能提出合理的土體的物理力學參數(shù)，為設(shè)計提供可靠的依據(jù)。

1試驗數(shù)據(jù)的特性

室內(nèi)試驗和原位測試所獲得的各種土體的物理、力學性質(zhì)試驗數(shù)據(jù)具有以下特性：數(shù)據(jù)量大且具分散性：近年來，黃河下游堤防勘察工程長度一般為幾公里到幾十公里，這就使得每個工程的試驗數(shù)據(jù)少則幾十組，多則數(shù)百組。這樣多的數(shù)據(jù)不是集中分布在某個堤段，而是較為均勻地分布在整個堤防工程范圍內(nèi)。另外，相距越遠的兩點，同一類型土體的物理力學性質(zhì)的差異可能會越明顯，這就是數(shù)據(jù)空間上的分散性。隨機波動性：同一堤段、同一試驗方法和條件做出的結(jié)果，也存在差異。這種隨機波動性是由試驗儀器、外界條件、試驗人員本身等許多隨機因素產(chǎn)生的總結(jié)果。規(guī)律性：數(shù)據(jù)的隨機波動并不意味著就是雜亂無章。一般來說，同一層土體某一指標總是在一個確定的范圍值內(nèi)，并且主要集中在這個范圍值內(nèi)一個更小的一個區(qū)間。試驗數(shù)據(jù)越多，這種規(guī)律性越明顯。另外，落在任意區(qū)間中試驗數(shù)據(jù)的數(shù)量在總數(shù)據(jù)量中所占的比例，隨著總數(shù)據(jù)量的增加，趨于一個比較穩(wěn)定的值。如果我們將數(shù)據(jù)的分布情況用頻數(shù)分布直方圖表示出來，不難看出其形態(tài)趨于地質(zhì)工程中最常見的一種曲線———正態(tài)分布曲線。

2數(shù)據(jù)統(tǒng)計中常用的特征值

在對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析時，常會用到以下特征值：

（1）算術(shù)平均值：表示數(shù)據(jù)集中位置的各種特征值中最基本的一個，定義為所有參與統(tǒng)計數(shù)據(jù)之和與數(shù)據(jù)個數(shù)的商。用公式表示就是：X軍=ni=1ΣXin，式中X軍為算術(shù)平均值；Xi為參加統(tǒng)計的數(shù)據(jù)；n為參加統(tǒng)計的數(shù)據(jù)個數(shù)。

（2）大（小）值平均值：由大（小）于算術(shù)平均值的數(shù)據(jù)求出的平均值。

（3）方差：用來衡量數(shù)據(jù)的離散程度的特征值，方差越大，數(shù)據(jù)波動越大。用公式表示就是：S2=ni=1Σ（Xi－X軍）2n－1，式中S2為方差。

（4）標準差：又叫均方差，與方差的作用一致。S=S2姨，式中S為均方差。

（5）變異系數(shù)：是復合型的特征值之一，用來衡量數(shù)據(jù)的相對離散程度。用公式表示就是：CV=SX軍×100%，式中CV為變異系數(shù)。

3數(shù)據(jù)統(tǒng)計的原則及方法

了解了數(shù)據(jù)統(tǒng)計中常用的特征值后，便可進行試驗數(shù)據(jù)的分析整理。即通過數(shù)理統(tǒng)計與分析來估計土體的特性值及其變化的規(guī)律性。一般應遵循以下原則和方法：

（1）根據(jù)土體所處的地貌單元、堤防現(xiàn)狀、堤基工程地質(zhì)條件的不同等因素將勘察堤段劃分出不同的工程地質(zhì)單元。在每個地質(zhì)單元中，再依據(jù)地質(zhì)時代、成因類型、土體成份、土體結(jié)構(gòu)上的差異，結(jié)合試驗測得的土的物性指標的變化規(guī)律，分層統(tǒng)計試驗數(shù)據(jù)。

（2）對于各統(tǒng)計單元中的各種試驗數(shù)據(jù)，可根據(jù)每種數(shù)據(jù)在各變化區(qū)間的頻數(shù)，作出頻數(shù)分布圖，分析其變異情況。

（3）對于明顯不合理的試驗數(shù)據(jù)，應分析原因，如數(shù)據(jù)是否具有代表性，試驗過程是否出現(xiàn)異常等。有條件時，可進行適當數(shù)量的補充試驗。

（4）核查試驗數(shù)據(jù)的合理性時，除考慮數(shù)據(jù)離散范圍的大小外，還可參考同類地區(qū)相同條件下土性指標的歷史成果，或考慮具體試驗條件下土性指標間的相互關(guān)系。

（5）在上述分析的基礎(chǔ)上，計算每種試驗數(shù)據(jù)的平均值、均方差、變異系數(shù)，進行數(shù)據(jù)的取舍。數(shù)據(jù)取舍的標準一般可定為正負3倍均方差。

（6）重新計算剩余試驗數(shù)據(jù)的平均值、均方差、變異系數(shù)，并以平均值加上1倍均方差至平均值減去1倍均方差為該試驗指標的范圍值，至此對試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析工作結(jié)束。

4地質(zhì)建議值的選取

試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析主要目的是選取地質(zhì)建議值。試驗所得的土性指標按其在工程設(shè)計中的作用可分為一般特性指標和主要計算指標。一般特性指標包括土的天然密度、天然含水率、土粒比重、顆粒組成、液塑限、有機質(zhì)含量、易溶鹽含量等等，這類指標的地質(zhì)建議值可取其算術(shù)平均值。主要計算指標的地質(zhì)建議值首先應根據(jù)統(tǒng)計的試驗組數(shù)進行選取。大于30組時，可直接采用算術(shù)平均值；小于30組時，建議值應根據(jù)規(guī)范的規(guī)定，結(jié)合堤基的工程地質(zhì)條件，對統(tǒng)計后的試驗值進行適當調(diào)整后提出，一般可采用以下方法：

（1）建議值在平均值加上1倍均方差至平均值減去1倍均方差的范圍中選取。從工程安全的角度考慮，應按最差的可能性選取。

（2）建議值在小值平均值至大值平均值范圍內(nèi)選取。

（3）建議值采用保證率平均值，即平均值加（減）一個按要求的風險概率所確定的保證值。

（4）對試驗組數(shù)不滿足統(tǒng)計要求的指標，建議值可從工程安全的角度并區(qū)分不同指標選用平均值、小值平均值、大值平均值，或采用工程類比法提出地質(zhì)建議值。

5結(jié)語

堤防工程地質(zhì)勘察與其它工程勘察有所不同，其特點是堤段長、取樣分散性大，造成試驗數(shù)據(jù)離散性大、隨機性強，因此，地質(zhì)建議值的選取較難把握，主要依靠工作經(jīng)驗，所以也稱為經(jīng)驗值。以上方法是筆者多年總結(jié)的經(jīng)驗，與同行們共勉！