盧思宇

(貴州省交通科學研究院有限公司，貴州 貴陽 550003)

工程地質勘察中的土工參數(shù)統(tǒng)計自動化實現(xiàn)方法

盧思宇

(貴州省交通科學研究院有限公司，貴州 貴陽 550003)

公路工程地質勘察中的土工參數(shù)是進行公路工程地質勘察工作的重要內容之一，對后續(xù)公路工程的設計有著非常重要的影響，關系到公路工程建設的質量，土工參數(shù)的統(tǒng)計方法在公路工程的勘察工作中作用受到了越來越廣泛的認可，提出了土工參數(shù)統(tǒng)計的方法，并結合Visual Basic編程軟件得到了土工參數(shù)統(tǒng)計的自動化實現(xiàn)方法。

公路工程；地質勘察；土工參數(shù)；自動化；實現(xiàn)方法

1 土工統(tǒng)計內容及方法

1.1 土工統(tǒng)計內容

土工參數(shù)的統(tǒng)計的主要的土體的物理力學指標有天然含水量、孔隙比和比重。此外還有粘聚力和內摩擦角和壓縮模量，另外還有承載力。這些需要統(tǒng)計的土工參數(shù)需要以現(xiàn)場實際工程地質勘察提供的工程地質資料進行分析，一般與實際的工程地質條件有關，針對具體的統(tǒng)計參數(shù)，統(tǒng)計的內容一般包括樣本個數(shù)、最大值、最小值、平均值、標準差、變異系數(shù)等方面的內容。

1.2 土工參數(shù)統(tǒng)計的理論基礎—參數(shù)估計

(1)點估計

點估計的統(tǒng)計方法是得到一些樣本參數(shù)，然后進行這些參數(shù)的推斷和估計，從所選擇的樣本中的樣本觀察值對未知的參數(shù)進行估計，是一種對參數(shù)采用點估計的數(shù)學問題。一般采用的點估計的方法是矩法估計的方法。矩法估計的具體數(shù)學過程是假定總體X的K階矩存在，并且所選擇的樣本的K階矩按照概率收斂于總體X的K階矩，采用點估計的方法進行公路工程地質勘察中的土工參數(shù)統(tǒng)計時計算土工參數(shù)的點估計時，其思路是采用樣本矩進行總體矩的估計，再采用數(shù)學計算的方法確定未知的參數(shù)。一般會用到所選取的樣本的均值來估計中體的均值，采用樣本計算的方差對總體的方差進行估計。

(2)區(qū)間估計

采用用局部來估計預測總體的參數(shù)估計方法，對估計的對象不能得到完全正確的結論。估計一般是在某一指定概率下的對要估計的對象作出的假設，因此對于估計的精確度怎樣，采用點估計的辦法一般是無法得到的。在對對象進行統(tǒng)計計算時，需要對估計的誤差進行評定，這樣才能定量的描述估計值與真值的近似程度，得到真值的區(qū)間范圍，這樣對真值就會有一個定量的了解。在統(tǒng)計學中，求解一個未知參數(shù)，在采用點估計的數(shù)學統(tǒng)計方法求出估計值外，還可以求出一個范圍，從這個范圍中可以知道待估計參數(shù)的區(qū)間范圍，這個范圍是有一定概率的對估計值取值范圍的取值區(qū)間?？梢苑从吵龃烙嬛翟谶@個區(qū)間范圍的可靠性。工程上將這種方法認定為區(qū)間估計的數(shù)學統(tǒng)計方法。

1.3 土工參數(shù)常用的概率分布模型

(1)均勻分布

假定統(tǒng)計的總體在區(qū)間上是服從統(tǒng)計中的均勻分布的規(guī)律，在總體中選擇n個樣本，那么采用統(tǒng)計學的計算規(guī)律，樣本的平均值和樣本的方差滿足下面的關系式

如果需要進行統(tǒng)計的變量服從均勻分布的規(guī)律時，采用矩估計法的統(tǒng)計學計算原理計算均勻分布的區(qū)間范圍是符合工程要求的。

(2)正態(tài)分布

在土木工程中應用最多的統(tǒng)計學的分布類型就是正態(tài)分布，巖土工程中的許多土工參數(shù)的分布規(guī)律都可以用正態(tài)分布來進行描述，正態(tài)分布用于描述連續(xù)性隨機變量，其分布規(guī)律可以用下面的式子來表示

在上式中，采用的平均值和標準差之間的代數(shù)關系式，如果需要進行統(tǒng)計的變量服從正態(tài)分布的規(guī)律時，采用統(tǒng)計學計算原理計算正態(tài)分布的區(qū)間范圍是符合工程要求的。

2 土工統(tǒng)計方法

除土的抗剪強度指標外，其它土工參數(shù)的統(tǒng)計方法一般情況下沒有太大的差異，主要是從平均值、標準差、變異系數(shù)、統(tǒng)計修正系數(shù)和標準值這幾個方面進行的，對于土的承載力，如果確定承載力的方法是根據(jù)土的物理力學指標查表和規(guī)范得到的，應該先對土的物理力學指標進行統(tǒng)計分析得到統(tǒng)計值，再將統(tǒng)計值的標準值帶入相關規(guī)范進行查表確定。

土的抗剪強度指標的變異系數(shù)、統(tǒng)計修正系數(shù)和標準值的計算方法和一般土工參數(shù)的統(tǒng)計計算方法相同，平均值和方差和一般土工參數(shù)的統(tǒng)計計算方法有差別，其主要是平均值和方法采用的確定方法不同，一種是采用直剪試驗得到的結果進行統(tǒng)計計算，另外一種是采用三軸試驗得到的結果進行統(tǒng)計計算。

3 土工參數(shù)統(tǒng)計自動化軟件的結構和功能

3.1 軟件結構

進行土工統(tǒng)計時,首先利用數(shù)據(jù)管理模塊按用戶指定的層號在分層信息表中找到本層的分層信息,再利用分層信息在土工試驗成果表中找到屬于本層的土工試樣。

土工參數(shù)統(tǒng)計軟件的結構圖如圖1所示。

圖1 土工參數(shù)統(tǒng)計軟件的結構圖

3.2 軟件功能

(1)數(shù)據(jù)匯總。

…

SET DBTG= OPEN DATABASE(DIR1. PATH &" TGB.MDB") ' '數(shù)據(jù)庫

FLAG=0

DO WHILE NOT MYRES.EOF

IF S=MYRES.FIELDS("層號") THEN

FLAG=FLAG+ 1

SX(FLAG)=MYRES.FIELDS

XX(FLAG)=MYRES.FIELDS

IF FLAG=2 THEN EXIT DO

END IF

MYRES.MOVENEXT

LOOP

IF FLAG=0 THEN GOTO AAA

FOR I=1 TO BNUM

SET MYRES = DBTG. OPENRECORDSET ( KH ( I),

DBOPENTABLE)

MYRES.MOVEFIRST

DO WHILE NOT MYRES.EOF

IF MYRES. FIELDS> SX (1) AND

MYRES.FIELDS> XX(1) THEN

SHMB.CELLS(MBROW,2).VALUE

= MYRES.FIELDS

SHMB.CELLS(MBROW,3).VALUE

= MYRES.FIELDS

… …

END IF

IF MYRES. FIELDS > SX (2) AND

MYRES.FIELDS(> XX(2) THEN SHMB.CELLS

(MBROW,2).VALUE

= MYRES.FIELDS

SHMB.CELLS(MBROW,3).VALUE

= MYRES.FIELDS

…

END IF

…

LOOP

NEXT I

…

(2)數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計主要是應用了服務器應用程序中提供的強大的統(tǒng)計公式。

可以采用上述Visual Basic程序語言進行主要是從平均值、標準差、變異系數(shù)、統(tǒng)計修正系數(shù)和標準值的統(tǒng)計計算分析，可以大大提高巖土工程工作者的工作效益，可以得到公路工程地質勘察中的土工參數(shù)統(tǒng)計自動化實現(xiàn)方法，完成統(tǒng)計的分層統(tǒng)計成果表可以直接在Excel中打印輸出。

4 結束語

公路工程地質勘察中的土工參數(shù)是進行公路工程地質勘察工作的重要內容之一，對后續(xù)公路工程的設計有著非常重要的影響，關系到公路工程建設的質量，土工參數(shù)的統(tǒng)計方法在公路工程的勘察工作中作用受到了越來越廣泛的認可，本文提出了土工參數(shù)統(tǒng)計的方法，并結合Visual Basic編程軟件得到了土工參數(shù)統(tǒng)計的自動化實現(xiàn)方法，對提高公路工程地質勘察中的土工參數(shù)統(tǒng)計的工作效率有非常重大的幫助，可以大大提高了公路工程地質勘察中的土工參數(shù)統(tǒng)計的效率。

[1] 昊貴生.試驗設計與數(shù)據(jù)處理[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1997.

[2] GNSmith著.土木工程實用概率和統(tǒng)計[M].曹熾康,等譯.上海:同濟大學出版社,1989.

[3] 朱小林,楊桂林.土體工程[M].上海:同濟大學出版社,1996.

U412.2

C

1008-3383(2017)09-0082-02

2017-06-07

盧思宇，男，貴州織金人，工程師，研究方向：道路地質勘察。