看起來這個命題比較奇怪,既然是實驗得出的數(shù)據(jù),怎ô會有正常和異常之分呢?且聽我慢慢道來。
巖土試驗也稱土工試驗,包括巖石、土的物理力學試驗和水土的簡易化學分析試驗(化學試驗本文不討論)。我為什ô說數(shù)據(jù)有正常和異常之分呢?是因為巖土試驗是一種物理試驗,其試驗結果多為常量(非微量、非痕量)數(shù)據(jù)。任何一個稍有巖土工程(不僅僅是測試人員,甚至包括編¼員在內勘察人員)經(jīng)驗的人都能大致確定巖土測試參數(shù)的大致值(經(jīng)驗值),經(jīng)驗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。從這個意義上來說,巖土試驗的結果大致是可以“看得見”的。如果我們試驗的結果超出了我們的估計值,這時我們可以認為這個數(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,也可分為兩類:真異常和假異常。
真正的異常也稱真異常,測試的結果是正確的且與實際相符,但由于這個巖土樣的物質成分或結構構造特殊。如一花崗巖巖石的密度測量的結果是3.00g/cm3,與正常值2.65-2.75g/cm3相對比是不正常的,后經(jīng)仔細觀察,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900%、孔隙比達10、容重1.05g/cm3的泥炭土,自由膨脹率達160%的膨脹土,易溶鹽達5%的鹽漬土等這樣超常的數(shù)據(jù),都可能是真的。如果對這樣的結果有些懷疑,也再正常不過了,你應該檢查開土記¼、所有原始數(shù)據(jù),重新計算,并通過其他指標驗算,確認其可靠性。在初次遇到這樣的數(shù)據(jù)時應該換人重新試驗,確保其正確性,必要時應通知勘察負責人一起研究。
另一種情況是表象的異常也稱假異常,測試的結果與實際不符。這種情況在實驗過程中比較多,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)都應該尋找出原因。如果是真異常,要對試驗結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、巖性定名分析結果與送樣單完全不符
例一:野外定名粘土,試驗結果為淤泥。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,但土工試驗結果第一個樣為淤泥,第二個樣為粘土。與送樣單正好相反。處理方法:查看開土記¼,確認開土記¼û有問題,分析其原因可能為取樣人帖錯標簽?赏ㄖ蜆尤饲笞C后兩樣結果交換,并在原始記¼中標注;或按原測試結果提交報告,并在備注欄標可能是1#樣與2#樣標簽有誤(一般不要這ô做,業(yè)主看到后會認為勘察的質量有問題,標簽都帖不對,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(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。這些樣在開樣時一般是能夠發(fā)現(xiàn)的,這些樣不要再浪費時間去做了,拍個照片發(fā)給送樣人,測試結果畫個橫杠吧。
2、部分指標與實際不符
⑴抗剪強度
抗剪強度是巖土試驗最難測量的項目,常常與實際出入大,有時甚至出現(xiàn)一些與理論值不符的情況,如直剪試驗粘聚力或內摩擦角出現(xiàn)負值。造成不正常的原因常常是由于土的不均勻性或試驗者的經(jīng)驗造成的。土的不均勻性影響最大。一個不均的土樣開成三塊作剪切試驗,如果強度是大中小的順序試驗,則出現(xiàn)粘聚力很大,內摩擦角變小甚至為負值;反之則內摩擦角很大,粘聚力變小甚至變?yōu)樨撝。試驗者的?jīng)驗對結果也有影響,剪切的速度快結果變大,剪切速度不均勻使結果變得難以預料。處理這些異常的數(shù)據(jù)比較難,首先要提高試驗者的經(jīng)驗,排除人為因素后,一般是掰開試樣查看樣品情況,在確認有兩塊樣是正常的情況下從三個樣中去除掉一個異常樣,如果有兩塊及其以上的樣是不正常的,則本試驗項目只能劃橫杠了。
⑵抗壓強度
抗壓強度常常小于實際值。主要原是有些硬質巖石常有斜裂隙,試驗時延裂隙面劈裂。另一種情況,在樣品加工時用于試驗受力的上下兩面凹凸不平,無形中減小了受壓面積,試驗結果偏小。對于這類試驗結果的處理辦法,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。中硬土含有結核,結果是數(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,在開土時水已大部分流失,測試值過小。要真正做出中粗砂土含水量,取砂器取土后凍結法試驗結果可能會接近真值,但一般條件做不到。地下水λ線以下的砂層,可以認為是飽和的,可用實測密度、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,進行數(shù)據(jù)影響評價,看其影響程度再作處理,不要立即全部作廢,要知道力學試驗的樣品,做完試驗以后已經(jīng)û有樣品可以再試驗了!怎ô辦?首先是檢查異常儀器與正常儀器的關系,有些儀器如電子天平、測力計、鋼環(huán)等,初始值錯了,可以在試驗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,可以測量實際值校正。
4、操作錯誤導致的錯數(shù)據(jù)的處理
環(huán)刀、含水盒δ去皮,有經(jīng)驗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。
擊實試驗δ加木墊。做過一個粘土的擊實試驗,結果最大干密度為2.30g/cm3,又是一個極度異常值。先檢查計算公式和計算過程,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,再測量樣筒的實際高度為17cm,因為是新儀器,和老儀器有點區(qū)別,還有一個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,結果就很簡單了,用17cm樣高計算體積,求得最終結果為1.62g/cm3,與經(jīng)驗值是一致的。
5、可進行微調的正常數(shù)據(jù)
某些指標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粘土的界限土,關鍵性指標塑性指數(shù)IP測試結果在16.5-17.5之間,直接結果的定名為粘土與粉質粘土交遞出現(xiàn);場地的另一層土是軟土,關鍵性指標孔隙比e測試值在1.45-1.56之間。對于土工報告來說,不存在任何問題,但對于編寫勘察報告的項目負責人來說,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粘土、淤泥還是淤泥質土都不通,雖然對報告結論û有多大影響,但遇到死摳規(guī)范的審圖來,很難通過。這時,項目負責人會和試驗人員協(xié)商(項目負責人不能擅自修改數(shù)據(jù),主管部門一但檢查到該項目的原始資料,項目負責人將會被處罰),要求測試人員定為某一種統(tǒng)一的名稱。這時需要試驗人員進行一定的取舍,在試驗的不確定度內舍去一個“不合題意”的值(一般都是做兩個平等試樣,取一個對工程不利的),這種處理在試樣總數(shù)較少時是特別需要的,否則勘察報告將難以提交。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),要對任何出具虛假數(shù)據(jù)的要求說“不!”。通過CMA(中國計量認證)的單λ的標準報告格式的封二都有“本報告僅對來樣負責”字樣,如果你出的報告與樣品不符,甚至û有樣你就出具了報告,這是怎ô負責的呢?
“本報告僅對來樣負責”,對巖土試驗來說,是不負責的表現(xiàn)——巖土樣采取不易,測試過后的副樣只能鑒定巖性,不能再做力學試驗了,巖土力學測試是一特殊過程,當試驗過后,來樣已不能再驗證,對來樣負責等于一句空話。
結語
作為一個合格的測試者必須校驗好測試量具、調試好儀器設備,按規(guī)程操作,詳細做好記¼,留好副樣以備查。作為一個優(yōu)秀的測試員還必須具有:分析識別真假異常的能力,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,有對自己出具數(shù)據(jù)負責的能力,對一切出具虛假數(shù)據(jù)的要求說不。愿你成為一個優(yōu)秀的測試者。