巖土試驗(yàn)中異常數(shù)據(jù)怎么辦？

看起來這個(gè)命題比較奇怪，既然是實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)，怎ô會(huì)有正常和異常之分呢？且聽我慢慢道來。

巖土試驗(yàn)也稱土工試驗(yàn)，包括巖石、土的物理力學(xué)試驗(yàn)和水土的簡易化學(xué)分析試驗(yàn)（化學(xué)試驗(yàn)本文不討論）。我為什ô說數(shù)據(jù)有正常和異常之分呢?是因?yàn)閹r土試驗(yàn)是一種物理試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果多為常量（非微量、非痕量）數(shù)據(jù)。任何一個(gè)稍有巖土工程（不僅僅是測試人員，甚至包括編¼員在內(nèi)勘察人員）經(jīng)驗(yàn)的人都能大致確定巖土測試參數(shù)的大致值（經(jīng)驗(yàn)值），經(jīng)驗(yàn)豐富的測試者甚至在開土制樣的過程中就能基本確定巖土的常規(guī)指標(biāo)。從這個(gè)意義上來說，巖土試驗(yàn)的結(jié)果大致是可以“看得見”的。如果我們?cè)囼?yàn)的結(jié)果超出了我們的估計(jì)值，這時(shí)我們可以認(rèn)為這個(gè)數(shù)據(jù)是異常數(shù)據(jù)。

異常數(shù)據(jù)有兩類，一是過大，另一類是過小。

異常的性質(zhì)，也可分為兩類：真異常和假異常。

真正的異常也稱真異常，測試的結(jié)果是正確的且與實(shí)際相符，但由于這個(gè)巖土樣的物質(zhì)成分或結(jié)構(gòu)構(gòu)造特殊。如一花崗巖巖石的密度測量的結(jié)果是3.00g/cm3，與正常值2.65-2.75g/cm3相對(duì)比是不正常的，后經(jīng)仔細(xì)觀察，巖石并非花崗石，而是矽卡巖其中有磁鐵礦化，3.00g/cm3是正確的。再如，含水量達(dá)900%、孔隙比達(dá)10、容重1.05g/cm3的泥炭土，自由膨脹率達(dá)160%的膨脹土，易溶鹽達(dá)5%的鹽漬土等這樣超常的數(shù)據(jù)，都可能是真的。如果對(duì)這樣的結(jié)果有些懷疑，也再正常不過了，你應(yīng)該檢查開土記¼、所有原始數(shù)據(jù)，重新計(jì)算，并通過其他指標(biāo)驗(yàn)算，確認(rèn)其可靠性。在初次遇到這樣的數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)該換人重新試驗(yàn)，確保其正確性，必要時(shí)應(yīng)通知勘察負(fù)責(zé)人一起研究。

另一種情況是表象的異常也稱假異常，測試的結(jié)果與實(shí)際不符。這種情況在實(shí)驗(yàn)過程中比較多，造成這些假異常的原因大都是人為因素造成。

任何看起來不正常的數(shù)據(jù)都應(yīng)該尋找出原因。如果是真異常，要對(duì)試驗(yàn)結(jié)果增加備注提醒使用者，如果是假異常能改正的就要加以改正。

下面舉例說明幾種常見的假異常數(shù)據(jù)及其處理情況。

1、巖性定名分析結(jié)果與送樣單完全不符

例一：野外定名粘土，試驗(yàn)結(jié)果為淤泥。這種情況在沿海地區(qū)常見。按正常地層層序，地表1.5m以上為褐黃色粘土，其下為黑灰色淤泥，但土工試驗(yàn)結(jié)果第一個(gè)樣為淤泥，第二個(gè)樣為粘土。與送樣單正好相反。處理方法：查看開土記¼，確認(rèn)開土記¼û有問題，分析其原因可能為取樣人帖錯(cuò)標(biāo)簽�？赏ㄖ�送樣人求證后兩樣結(jié)果交換，并在原始記¼中標(biāo)注；或按原測試結(jié)果提交報(bào)告，并在備注欄標(biāo)可能是1#樣與2#樣標(biāo)簽有誤（一般不要這ô做，業(yè)主看到后會(huì)認(rèn)為勘察的質(zhì)量有問題，標(biāo)簽都帖不對(duì)，還能做什ô勘察工作？）。

例二：粘土中做出粉砂或砂層中做出粘土，這可能是主層中的夾層，要查看一下開土記¼，看是否有另外一種土與送樣單上相當(dāng)（如樣的兩頭是粘土，中部大部分是砂，這是做的是砂造成不符），在備注樣中加注夾層情況。

例三，假樣。如硬土層中的軟土，巖石中的砂夾層，都是上部地層掉落孔底殘留物，取樣前孔底不干凈，且封樣前編¼人員δ檢查造成的。這些樣在開樣時(shí)一般是能夠發(fā)現(xiàn)的，這些樣不要再浪費(fèi)時(shí)間去做了，拍個(gè)照片發(fā)給送樣人，測試結(jié)果畫個(gè)橫杠吧。

2、部分指標(biāo)與實(shí)際不符

⑴抗剪強(qiáng)度

抗剪強(qiáng)度是巖土試驗(yàn)最難測量的項(xiàng)目，常常與實(shí)際出入大，有時(shí)甚至出現(xiàn)一些與理論值不符的情況，如直剪試驗(yàn)粘聚力或內(nèi)摩擦角出現(xiàn)負(fù)值。造成不正常的原因常常是由于土的不均勻性或試驗(yàn)者的經(jīng)驗(yàn)造成的。土的不均勻性影響最大。一個(gè)不均的土樣開成三塊作剪切試驗(yàn)，如果強(qiáng)度是大中小的順序試驗(yàn)，則出現(xiàn)粘聚力很大，內(nèi)摩擦角變小甚至為負(fù)值；反之則內(nèi)摩擦角很大，粘聚力變小甚至變?yōu)樨?fù)值。試驗(yàn)者的經(jīng)驗(yàn)對(duì)結(jié)果也有影響，剪切的速度快結(jié)果變大，剪切速度不均勻使結(jié)果變得難以預(yù)料。處理這些異常的數(shù)據(jù)比較難，首先要提高試驗(yàn)者的經(jīng)驗(yàn)，排除人為因素后，一般是掰開試樣查看樣品情況，在確認(rèn)有兩塊樣是正常的情況下從三個(gè)樣中去除掉一個(gè)異常樣，如果有兩塊及其以上的樣是不正常的，則本試驗(yàn)項(xiàng)目只能劃橫杠了。

⑵抗壓強(qiáng)度

抗壓強(qiáng)度常常小于實(shí)際值。主要原是有些硬質(zhì)巖石常有斜裂隙，試驗(yàn)時(shí)延裂隙面劈裂。另一種情況，在樣品加工時(shí)用于試驗(yàn)受力的上下兩面凹凸不平，無形中減小了受壓面積，試驗(yàn)結(jié)果偏小。對(duì)于這類試驗(yàn)結(jié)果的處理辦法，一般是加備注附上破壞照片。

⑶壓縮模量

壓縮模量的異常，偏大偏小都有。中硬土含有結(jié)核，結(jié)果是數(shù)值偏大；樣品受凍，常常是少數(shù)偏小；由于裝樣不正確可能造成不確定的異常。處理這類異常，首先是檢查樣品，找出原因，加備注或畫橫杠。

⑷中粗砂土含水量

中粗砂土含水量的測試意義不大，即使是“原狀樣”，中粗砂的持力能力弱，在開土?xí)r水已大部分流失，測試值過小。要真正做出中粗砂土含水量，取砂器取土后凍結(jié)法試驗(yàn)結(jié)果可能會(huì)接近真值，但一般條件做不到。地下水λ線以下的砂層，可以認(rèn)為是飽和的，可用實(shí)測密度、土粒密度和飽和度100%，反求含水量。

3、失靈儀器產(chǎn)生的異常數(shù)據(jù)

無規(guī)則的儀器異常，數(shù)據(jù)只能作廢。但是并非所有的儀器異常數(shù)據(jù)都不能用，首先要分析儀器異常的規(guī)律，進(jìn)行數(shù)據(jù)影響評(píng)價(jià)，看其影響程度再作處理，不要立即全部作廢，要知道力學(xué)試驗(yàn)的樣品，做完試驗(yàn)以后已經(jīng)û有樣品可以再試驗(yàn)了！怎ô辦？首先是檢查異常儀器與正常儀器的關(guān)系，有些儀器如電子天平、測力計(jì)、鋼環(huán)等，初始值錯(cuò)了，可以在試驗(yàn)后再校正或重新率定系數(shù)，用校正前后的數(shù)值比修正測試值；液限錐、環(huán)刀等年長日久磨損了，可以測量實(shí)際值校正。

4、操作錯(cuò)誤導(dǎo)致的錯(cuò)數(shù)據(jù)的處理

環(huán)刀、含水盒δ去皮，有經(jīng)驗(yàn)的測試者可能一眼就能看出來。如密度1.95g/cm3的土被測試成2.67g/cm3（極度異常，都和巖石密度相當(dāng)了），原因是60的環(huán)刀117g土，δ去掉43g的環(huán)刀，（117+43）/60=2.67g/cm3。去皮后重算，正好還原。

擊實(shí)試驗(yàn)δ加木墊。做過一個(gè)粘土的擊實(shí)試驗(yàn)，結(jié)果最大干密度為2.30g/cm3，又是一個(gè)極度異常值。先檢查計(jì)算公式和計(jì)算過程，所有的干密度最小的也在2.00g/cm3以上，再查看所有原始數(shù)據(jù)后，始終找不到答案，不知道錯(cuò)在哪里。最后查看儀器操作說明書的參數(shù)，土樣高度為12cm，再測量樣筒的實(shí)際高度為17cm，因?yàn)槭切聝x器，和老儀器有點(diǎn)區(qū)別，還有一個(gè)5cm厚的木墊δ放入，無形中土的體積增加了5cm的高度，找到了原因，結(jié)果就很簡單了，用17cm樣高計(jì)算體積，求得最終結(jié)果為1.62g/cm3，與經(jīng)驗(yàn)值是一致的。

5、可進(jìn)行微調(diào)的正常數(shù)據(jù)

某些指標(biāo)直接影響到土的分類命名，這些數(shù)據(jù)在命名的界線附近左右搖擺，而根據(jù)送樣單和開土記¼來看，這些土屬于同一類。如某一場地的一層土為粘土與粉質(zhì)粘土的界限土，關(guān)鍵性指標(biāo)塑性指數(shù)IP測試結(jié)果在16.5-17.5之間，直接結(jié)果的定名為粘土與粉質(zhì)粘土交遞出現(xiàn)；場地的另一層土是軟土，關(guān)鍵性指標(biāo)孔隙比e測試值在1.45-1.56之間。對(duì)于土工報(bào)告來說，不存在任何問題，但對(duì)于編寫勘察報(bào)告的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人來說，將是一大難題：完全按土試分層，剖面圖上將是交遞出現(xiàn)的尖滅和再現(xiàn)的斜層，圖面將目不忍睹，如果劃為一層，從理論上說無論叫粘土還是粉質(zhì)粘土、淤泥還是淤泥質(zhì)土都不通，雖然對(duì)報(bào)告結(jié)論û有多大影響，但遇到死摳規(guī)范的審圖來，很難通過。這時(shí)，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人會(huì)和試驗(yàn)人員協(xié)商(項(xiàng)目負(fù)責(zé)人不能擅自修改數(shù)據(jù)，主管部門一但檢查到該項(xiàng)目的原始資料，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人將會(huì)被處罰)，要求測試人員定為某一種統(tǒng)一的名稱。這時(shí)需要試驗(yàn)人員進(jìn)行一定的取舍，在試驗(yàn)的不確定度內(nèi)舍去一個(gè)“不合題意”的值（一般都是做兩個(gè)平等試樣，取一個(gè)對(duì)工程不利的），這種處理在試樣總數(shù)較少時(shí)是特別需要的，否則勘察報(bào)告將難以提交。我這里所說的并非修改數(shù)據(jù)，是有所取舍。

6、對(duì)任何虛假數(shù)據(jù)說“不”

û有依據(jù)不能修改數(shù)據(jù)，û有試樣更不能出數(shù)據(jù)，要對(duì)任何出具虛假數(shù)據(jù)的要求說“不！”。通過CMA（中國計(jì)量認(rèn)證）的單λ的標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告格式的封二都有“本報(bào)告僅對(duì)來樣負(fù)責(zé)”字樣，如果你出的報(bào)告與樣品不符，甚至û有樣你就出具了報(bào)告，這是怎ô負(fù)責(zé)的呢？

“本報(bào)告僅對(duì)來樣負(fù)責(zé)”，對(duì)巖土試驗(yàn)來說，是不負(fù)責(zé)的表現(xiàn)——巖土樣采取不易，測試過后的副樣只能鑒定巖性，不能再做力學(xué)試驗(yàn)了，巖土力學(xué)測試是一特殊過程，當(dāng)試驗(yàn)過后，來樣已不能再驗(yàn)證，對(duì)來樣負(fù)責(zé)等于一句空話。

結(jié)語

作為一個(gè)合格的測試者必須校驗(yàn)好測試量具、調(diào)試好儀器設(shè)備，按規(guī)程操作，詳細(xì)做好記¼，留好副樣以備查。作為一個(gè)優(yōu)秀的測試員還必須具有：分析識(shí)別真假異常的能力，有尋找出原因后改正假異常數(shù)據(jù)的能力，有有根據(jù)地取舍數(shù)值的能力，有對(duì)自己出具數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)的能力，對(duì)一切出具虛假數(shù)據(jù)的要求說不。愿你成為一個(gè)優(yōu)秀的測試者。