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堤防工程地質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)，為堤防工程設計及除險加固提供依據(jù)。通常，室內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)，為設計提供可靠的依據(jù)。

1試驗數(shù)據(jù)的特性

室內試驗和原位測試所獲得的各種土體的物理、力學性質試驗數(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。另外，相距越遠的兩點，同一類型土體的物理力學性質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，并且主要集中在這個范圍值內一個更小的一個區(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（?。┲灯骄担河纱螅ㄐ。┯谒阈g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、堤基工程地質條件的不同等因素將勘察堤段劃分出不同的工程地質單元。在每個地質單元中，再依據(jù)地質時代、成因類型、土體成份、土體結構上的差異，結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系。

（5）在上述分析的基礎上，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)計分析工作結束。

4地質建議值的選取

試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析主要目的是選取地質建議值。試驗所得的土性指標按其在工程設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、有機質含量、易溶鹽含量等等，這類指標的地質建議值可取其算術平均值。主要計算指標的地質建議值首先應根據(jù)統(tǒng)計的試驗組數(shù)進行選取。大于30組時，可直接采用算術平均值；小于30組時，建議值應根據(jù)規(guī)范的規(guī)定，結合堤基的工程地質條件，對統(tǒng)計后的試驗值進行適當調整后提出，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建議值。

5結語

堤防工程地質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的經(jīng)驗，與同行們共勉！