看起來(lái)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(tīng)我慢慢道來(lái)。

巖土試驗(yàn)也稱(chēng)土工試驗(yàn),包括巖石、土的物理力學(xué)試驗(yàn)和水土的簡(jiǎn)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(shuō)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(cè)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(cè)試參數(shù)的大致值(經(jīng)驗(yàn)值),經(jīng)驗(yàn)豐富的測(cè)試者甚至在開(kāi)土制樣的過(guò)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(lái)說(shuō),巖土試驗(yàn)的結(jié)果大致是可以“看得見(jiàn)”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(lèi),一是過(guò)大,另一類(lèi)是過(guò)小。

異常的性質(zhì),也可分為兩類(lèi):真異常和假異常。

真正的異常也稱(chēng)真異常,測(cè)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(cè)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(guò)了,你應(yīng)該檢查開(kāi)土記¼、所有原始數(shù)據(jù),重新計(jì)算,并通過(guò)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(chēng)假異常,測(cè)試的結(jié)果與實(shí)際不符。這種情況在實(shí)驗(yàn)過(guò)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(lái)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(shuō)明幾種常見(jiàn)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(jiàn)。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(kāi)土記¼,確認(rèn)開(kāi)土記¼û有問(wèn)題,分析其原因可能為取樣人帖錯(cuò)標(biāo)簽?赏ㄖ蜆尤饲笞C后兩樣結(jié)果交換,并在原始記¼中標(biāo)注;或按原測(cè)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(wèn)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(kāi)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(kāi)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(cè)試結(jié)果畫(huà)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(cè)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(kāi)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(kāi)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?rùn)M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(wú)形中減小了受壓面積,試驗(yàn)結(jié)果偏小。對(duì)于這類(lèi)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。挥捎谘b樣不正確可能造成不確定的異常。處理這類(lèi)異常,首先是檢查樣品,找出原因,加備注或畫(huà)橫杠。

⑷中粗砂土含水量

中粗砂土含水量的測(cè)試意義不大,即使是“原狀樣”,中粗砂的持力能力弱,在開(kāi)土?xí)r水已大部分流失,測(cè)試值過(guò)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(cè)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(wú)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(cè)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(cè)試值;液限錐、環(huán)刀等年長(zhǎng)日久磨損了,可以測(cè)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(cè)試者可能一眼就能看出來(lái)。如密度1.95g/cm3的土被測(cè)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(guò)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(guò)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(shuō)明書(shū)的參數(shù),土樣高度為12cm,再測(cè)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(wú)形中土的體積增加了5cm的高度,找到了原因,結(jié)果就很簡(jiǎn)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(lèi)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(kāi)土記¼來(lái)看,這些土屬于同一類(lèi)。如某一場(chǎng)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(cè)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(chǎng)地的另一層土是軟土,關(guān)鍵性指標(biāo)孔隙比e測(cè)試值在1.45-1.56之間。對(duì)于土工報(bào)告來(lái)說(shuō),不存在任何問(wèn)題,但對(duì)于編寫(xiě)勘察報(bào)告的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人來(lái)說(shuō),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(shuō)無(wú)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(lái),很難通過(guò)。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(mén)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(cè)試人員定為某一種統(tǒng)一的名稱(chēng)。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(shuō)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(shuō)“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(shuō)“不!”。通過(guò)CMA(中國(guó)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(lái)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(lái)樣負(fù)責(zé)”,對(duì)巖土試驗(yàn)來(lái)說(shuō),是不負(fù)責(zé)的表現(xiàn)——巖土樣采取不易,測(cè)試過(guò)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(cè)試是一特殊過(guò)程,當(dāng)試驗(yàn)過(guò)后,來(lái)樣已不能再驗(yàn)證,對(duì)來(lái)樣負(fù)責(zé)等于一句空話。

結(jié)語(yǔ)

作為一個(gè)合格的測(cè)試者必須校驗(yàn)好測(cè)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(cè)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(shuō)不。愿你成為一個(gè)優(yōu)秀的測(cè)試者。