岩土参数选取和变异特征分析

9.2.2　（岩）土参数的选取

岩土工程勘察报告中，应提供工程场地内各（岩）土层物理力学指标的平均值、标准差、变异系数、数据分布范围和数据的个数。因此，岩土参数的选取，应按工程地质单元、区段及层位分别统计数值和数据个数。按下列公式计算指标的平均值φm、标准差σ_f和变异系数δ。

式中:φ_i——岩土的物理力学指标数据；

n——区段及层位范围内数据的个数；

φ_m——岩土参数平均值；

σ_f——岩土参数的标准差；

δ——岩土参数的变异系数。

求得平均值和标准差之后，可用来检验统计数据中应当舍弃的带有粗差的数据。剔除粗差有不同的标准，常用的有±3σ_f方法，此外还有Chauvenet方法和Grubbs方法。

当离差d满足下式时，该数据应舍弃:

式中:d——离差，d＝φ_i-φ_m；

g——由不同标准给出的系数，当采用3倍标准差方法时，g＝3；当采用其他两种方法

时，g值由表9-3查得。

标准差可以作为参数离散性的尺度，但由于它是有量纲的指标，不同（岩）土参数的离散性不能用标准差来比较。为了评价（岩）土参数的变异特征，就引入了变异系数δ的概念。δ是无量纲系数，使用比较方便，在国际上是一个通用的概念。国外Ingles报道和建议的变异系数见表9-4，国内对δ的研究成果见表9-5。(www.xing528.com)

表9-3　两种方法的g值表

表9-4　Ingles建议的变异系数表

表9-5　国内研究成果的变异系数表

根据式（9-3）求得变异系数后，可按变异系数划分变异类型（当δ＜0.3时，为均一型；当δ≥0.3时，为剧变型），从而定量地判别和评价岩土参数的变异特征。为了不对有些变异系数本身较大的指标造成误判，对于主要参数宜绘制其沿深度变化的图件，并按变化特点划分为相关型和非相关型（r＝0）。需要时应分析参数在水平方向上的变异规律。

相关型参数宜结合岩土参数与深度的经验关系，按下式计算剩余标准差，并按剩余标准差计算变异系数。

式中:σ_r——剩余标准差。

r——相关系数，对非相关型，r＝0。