岩土参数的统计与分析方法(岩土参数的统计分析通常用哪些参数)

导语：岩土参数的统计与分析

工程地质勘察资料内业整理是在工程地质测绘、勘探、测试、检验与监测所得各项原始资料、数据和搜集已有资料的基础上，结合工程特点和要求进行的。要写出高质量的岩土工程勘察报告，外业和实验资料准确可靠是关键，而内业资料的整理则是勘察工作的主要组成部分。它把现场勘察得到的工程地质资料进行统计整理、归纳和分析，并绘制成图件和表格，以适应工程设计和工程地质条件评价的需要。

工程地质勘察资料的内业整理一般是在现场勘察工作告一段落或整个勘察工作结束后进行。其主要工作内容是：岩土参数的分析与选定、岩土工程分析评价、工程地质图件的编制和岩土工程勘察报告的编写。

由于岩土体的非均匀性和各向异性以及参数的测定方法、条件和工程类别的不同等多种原因，造成岩土参数分散性、变异性较大。为保证岩土参数的可靠性和实用性，必须进行岩土参数的统计和分析。通常情况下，对勘察中获取的大量数据指标可按工程地质单元及层次分别进行统计整理，以求得具有代表性的指标。

所谓工程地质单元是指在工程地质数据的统计工作中具有相似的地质条件或在某方面有相似的地质特征，而将其作为一个可统计单位的单元体。在工程地质单元体中物理力学性质指标或其他地质数据大体上是相同的，但不完全一致。一般情况下，同一工程地质单元具有如下特征：

1.具有同一地质年代、成因类型，并处于同一构造部位和同一地貌单元的岩土；

2.具有基本相同的岩土性质特征，包括矿物成分、结构构造、风化程度、物理力学性能和工程性能；

3.影响岩土体工程地质性质的因素是基本相似的；

4.对不均匀变形敏感的某些建(构)筑物的关键部位，视需要可划分更小的单元。

统计整理时，应在合理分层基础上，根据测试次数、地层均匀性、建筑物等级，选择合理的数理统计方法对每层土物理力学指标进行统计分析和选取。

一、岩土参数的可靠性和适用性分析

岩土参数主要指岩土的物理力学性质指标。在工程上一般可分为两类：一类是评价指标，主要用于评价岩土的性状，作为划分地层和鉴定岩土类别的主要依据；另一类是计算指标，主要用于岩土工程设计，预测岩土体在荷载和自然因素及其人为因素影响下的力学行为和变化趋势，并指导施工和监测。因此，岩土参数应根据其工程特点和地质条件选用，并分析评价所取岩土参数的可靠性和适用性。

岩土工程参数的可靠性是指参数能正确地反映岩土体在规定条件下的性状，能比较有把握地估计参数真值所在的区间；岩土参数的适用性是指参数能满足岩土工程设计计算的假定条件和计算精度要求。岩土工程勘察报告应对主要参数的可靠性和适应性进行分析，并在分析的基础上选定参数。

在勘察中，必须对所得的大量岩土物理力学性质指标数据加以整理，才能取得有代表性的数值，用于岩土工程的设计计算。对岩土指标数据的基本要求是可靠适用。在分析岩土指标数据的可靠性和适用性时，着重考虑以下因素：

1.取样方法和其他因素对试验结果的影响；

2.采用的试验方法和取值标准；

3.不同测试方法所得结果的分析比较；

4.测试结果的离散程度；

5.测试方法与计算模型的配套性。

二、岩土参数的统计与选定

经过试验、测试获得的岩土工程参数，数量较多，必须经过整理、分析及数理统计计算，获得岩土参数的代表性数值。指标的代表性数值是在试验数据的可靠性和适用性做出分析评价的基础上，参照相应的规范，用统计的方法来整理和选择的。

进行统计的指标一般包括粘性土的天然密度、天然含水量、液限、塑限、塑性指数、液性指数；砂土的相对密实度；岩石的吸水率、各种力学特性指标，特殊性岩土的各种特征指标以及各种原位测试指标。对以上指标在勘察报告中应提供各个工程地质单元或各地层的最小值、最大值、平均值、标准差、变异系数和参加统计数据的数量。通常统计样本的数量应大于6个。当统计样本的数量小于6个时，统计标准差和变异系数意义不大，可不进行统计，只提供指标的范围值。

岩土参数统计应符合下列要求：

1.岩土的物理力学指标，应按场地的工程地质单元和层位分别统计；

2.对工程地质单元体内所取得的试验数据应逐个进行检查，对某些有明显错误，或试验方法有问题的数据应抽出进行检查或将其舍弃。

3.每一单元体内，岩土的物理力学性质指标，应基本接近。试验数据所表现出来的离散性只能是土质不匀或试验误差的随机因素造成的。

4.应按下列公式计算平均值、标准差和变异系数；

5.岩土参数统计出来后，应对统计结果进行分析判别，如果某一组数据比较分散、相互差异较大，应分析产生误差的原因，并剔出异常的粗差数据。剔出粗差数据有不同的标准，常用的方法是±3倍的标准差法。

当离差d满足下式时，该数据应舍弃：

三、岩土参数的标准值与设计值

在岩土工程勘察报告中，所有岩土参数必须由基本值经过数理统计，给出标准值，再由建筑设计部门给出设计值。

岩土参数的基本值f0是指单个岩土参数的测试值或平均值，由岩土原位测试或室内试验提供的岩土参数的基本数值。

岩土参数的标准值fk是在岩土工程设计时所采用的基本代表值，是岩土参数的可靠性估值，岩土参数基本值经过数理统计后得到。

岩土参数的设计值f是由建筑设计部门在建筑设计中考虑建筑设计条件所采用的岩土参数的代表数值。

岩土参数的标准值一般情况下，按下式计算：

《规范》规定：在岩土工程勘察报告中，应按下列不同情况提供岩土参数值：

1.一般情况下，应提供岩土参数的平均值、标准差、变异系数、数据分布范围和数据的数量；

2.承载能力极限状态计算所需要的岩土参数标准值，应按式(7-5)计算；当设计规范另有专门规定的标准值取值方法时，可按有关规范执行。

3.岩土工程勘察报告一般只提供岩土参数的标准值，不提供设计值，需要时可用分项系数计算岩土参数的设计值。

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