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岩土试验中异常数据的处理
发布者: 发布时间:2009/8/24 阅读:580

绍岩土试验中的异常数据的特殊处理办法,规范上是没有的哦。

看起来这个命题比较奇怪,既然是实验得出的数据,怎么会有正常和异常之分呢?且听我慢慢道来。

岩土试验也称土工试验,包括岩石、土的物理力学试验和水土的简易化学分析试验(化学试验本文不讨论)。我为什么说数据有正常和异常之分呢?是因为岩土试验是一种物理试验,其试验结果多为常量(非微量、非痕量)数据。任何一个稍有岩土工程(不仅仅是测试人员,甚至包括编录员在内勘察人员)经验的人都能大致确定岩土测试参数的大致值(经验值),经验丰富的测试者甚至在开土制样的过程中就能基本确定岩土的常规指标。从这个意义上来说,岩土试验的结果大致是可以“看得见”的。如果我们试验的结果超出了我们的估计值,这时我们可以认为这个数据是异常数据。

异常数据有两类,一是过大,另一类是过小。

异常的性质,也可分为两类:真异常和假异常。

真正的异常也称真异常,测试的结果是正确的且与实际相符,但由于这个岩土样的物质成分或结构构造特殊。如一花岗岩岩石的密度测量的结果是3.00g/cm3,与正常值2.65-2.75g/cm3相对比是不正常的,后经仔细观察,岩石并非花岗石,而是矽卡岩其中有磁铁矿化,3.00g/cm3是正确的。再如,含水量达900%、孔隙比达10、容重1.05g/cm3的泥炭土,自由膨胀率达160%的膨胀土,易溶盐达5%的盐渍土等这样超常的数据,都可能是真的。如果对这样的结果有些怀疑,也再正常不过了,你应该检查开土记录、所有原始数据,重新计算,并通过其他指标验算,确认其可靠性。在初次遇到这样的数据时应该换人重新试验,确保其正确性,必要时应通知勘察负责人一起研究。

另一种情况是表象的异常也称假异常,测试的结果与实际不符。这种情况在实验过程中比较多,造成这些假异常的原因大都是人为因素造成。

任何看起来不正常的数据都应该寻找出原因。如果是真异常,要对试验结果增加备注提醒使用者,如果是假异常能改正的就要加以改正

下面举例说明几种常见的假异常数据及其处理情况。

1、岩性定名分析结果与送样单完全不符

例一:野外定名粘土,试验结果为淤泥。这种情况在沿海地区常见。按正常地层层序,地表1.5m以上为褐黄色粘土,其下为黑灰色淤泥,但土工试验结果第一个样为淤泥,第二个样为粘土。与送样单正好相反。处理方法:查看开土记录,确认开土记录没有问题,分析其原因可能为取样人帖错标签。可通知送样人求证后两样结果交换,并在原始记录中标注;或按原测试结果提交报告,并在备注栏标可能是1#样与2#样标签有误(一般不要这么做,业主看到后会认为勘察的质量有问题,标签都帖不对,还能做什么勘察工作?)。

例二:粘土中做出粉砂或砂层中做出粘土,这可能是主层中的夹层,要查看一下开土记录,看是否有另外一种土与送样单上相当(如样的两头是粘土,中部大部分是砂,这是做的是砂造成不符),在备注样中加注夹层情况。

例三,假样。如硬土层中的软土,岩石中的砂夹层,都是上部地层掉落孔底残留物,取样前孔底不干净,且封样前编录人员未检查造成的。这些样在开样时一般是能够发现的,这些样不要再浪费时间去做了,拍个照片发给送样人,测试结果画个横杠吧。

2、部分指标与实际不符

⑴抗剪强度

抗剪强度是岩土试验最难测量的项目,常常与实际出入大,有时甚至出现一些与理论值不符的情况,如直剪试验粘聚力或内摩擦角出现负值。造成不正常的原因常常是由于土的不均匀性或试验者的经验造成的。土的不均匀性影响最大。一个不均的土样开成三块作剪切试验,如果强度是大中小的顺序试验,则出现粘聚力很大,内摩擦角变小甚至为负值;反之则内摩擦角很大,粘聚力变小甚至变为负值。试验者的经验对结果也有影响,剪切的速度快结果变大,剪切速度不均匀使结果变得难以预料。处理这些异常的数据比较难,首先要提高试验者的经验,排除人为因素后,一般是掰开试样查看样品情况,在确认有两块样是正常的情况下从三个样中去除掉一个异常样,如果有两块及其以上的样是不正常的,则本试验项目只能划横杠了。

⑵抗压强度

抗压强度常常小于实际值。主要原是有些硬质岩石常有斜裂隙,试验时延裂隙面劈裂。另一种情况,在样品加工时用于试验受力的上下两面凹凸不平,无形中减小了受压面积,试验结果偏小。对于这类试验结果的处理办法,一般是加备注附上破坏照片。

⑶压缩模量

压缩模量的异常,偏大偏小都有。中硬土含有结核,结果是数值偏大;样品受冻,常常是少数偏小;由于装样不正确可能造成不确定的异常。处理这类异常,首先是检查样品,找出原因,加备注或画横杠。

⑷中粗砂土含水量

中粗砂土含水量的测试意义不大,即使是“原状样”,中粗砂的持力能力弱,在开土时水已大部分流失,测试值过小。要真正做出中粗砂土含水量,取砂器取土后冻结法试验结果可能会接近真值,但一般条件做不到。地下水位线以下的砂层,可以认为是饱和的,可用实测密度、土粒密度和饱和度100%,反求含水量。

3、失灵仪器产生的异常数据

无规则的仪器异常,数据只能作废。但是并非所有的仪器异常数据都不能用,首先要分析仪器异常的规律,进行数据影响评价,看其影响程度再作处理,不要立即全部作废,要知道力学试验的样品,做完试验以后已经没有样品可以再试验了!怎么办?首先是检查异常仪器与正常仪器的关系,有些仪器如电子天平、测力计、钢环等,初始值错了,可以在试验后再校正或重新率定系数,用校正前后的数值比修正测试值;液限锥、环刀等年长日久磨损了,可以测量实际值校正。

4、操作错误导致的错数据的处理

环刀、含水盒未去皮,有经验的测试者可能一眼就能看出来。如密度1.95g/cm3的土被测试成2.67g/cm3(极度异常,都和岩石密度相当了),原因是60的环刀117g土,未去掉43g的环刀,(117+43)/60=2.67g/cm3。去皮后重算,正好还原。

击实试验未加木垫。做过一个粘土的击实试验,结果最大干密度为2.30g/cm3,又是一个极度异常值。先检查计算公式和计算过程,所有的干密度最小的也在2.00g/cm3以上,再查看所有原始数据后,始终找不到答案,不知道错在哪里。最后查看仪器操作说明书的参数,土样高度为12cm,再测量样筒的实际高度为17cm,因为是新仪器,和老仪器有点区别,还有一个5cm厚的木垫未放入,无形中土的体积增加了5cm的高度,找到了原因,结果就很简单了,用17cm样高计算体积,求得最终结果为1.62g/cm3,与经验值是一致的。

5、可进行微调的正常数据

某些指标直接影响到土的分类命名,这些数据在命名的界线附近左右摇摆,而根据送样单和开土记录来看,这些土属于同一类。如某一场地的一层土为粘土与粉质粘土的界限土,关键性指标塑性指数IP测试结果在16.5-17.5之间,直接结果的定名为粘土与粉质粘土交递出现;场地的另一层土是软土,关键性指标孔隙比e测试值在1.45-1.56之间。对于土工报告来说,不存在任何问题,但对于编写勘察报告的项目负责人来说,将是一大难题:完全按土试分层,剖面图上将是交递出现的尖灭和再现的斜层,图面将目不忍睹,如果划为一层,从理论上说无论叫粘土还是粉质粘土、淤泥还是淤泥质土都不通,虽然对报告结论没有多大影响,但遇到死抠规范的审图来,很难通过。这时,项目负责人会和试验人员协商(项目负责人不能擅自修改数据,主管部门一但检查到该项目的原始资料,项目负责人将会被处罚),要求测试人员定为某一种统一的名称。这时需要试验人员进行一定的取舍,在试验的不确定度内舍去一个“不合题意”的值(一般都是做两个平等试样,取一个对工程不利的),这种处理在试样总数较少时是特别需要的,否则勘察报告将难以提交。我这里所说的并非修改数据,是有所取舍。

6、对任何虚假数据说“不”

没有依据不能修改数据,没有试样更不能出数据,要对任何出具虚假数据的要求说“不!”。通过CMA(中国计量认证)的单位的标准报告格式的封二都有“本报告仅对来样负责”字样,如果你出的报告与样品不符,甚至没有样你就出具了报告,这是怎么负责的呢?

“本报告仅对来样负责”,对岩土试验来说,是不负责的表现——岩土样采取不易,测试过后的副样只能鉴定岩性,不能再做力学试验了,岩土力学测试是一特殊过程,当试验过后,来样已不能再验证,对来样负责等于一句空话。

结语

作为一个合格的测试者必须校验好测试量具、调试好仪器设备,按规程操作,详细做好记录,留好副样以备查。作为一个优秀的测试员还必须具有:分析识别真假异常的能力,有寻找出原因后改正假异常数据的能力,有有根据地取舍数值的能力,有对自己出具数据负责的能力,对一切出具虚假数据的要求说不。愿你成为一个优秀的测试者。

 
 

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