論隨機—模糊統計方法在巖土特征參數指標統計中的應用

張俊霞

[摘 要]在巖土工程中，人們普遍應用統計方法計算巖土的物理力學參數。統計學方法在對離散巖土的實驗數據進行處理時，將與中值差異性較大的數據稱之為孤值，并認為其代表性較差，對其忽略不計，取剩余數據平均值為巖土特征值。應用這種方法處理數據結果，剔除孤值會導致結果存在人為偏差現象，不剔除孤值又會導致結果出現系統誤差。基于此類問題的干擾，相關學者逐漸應用數學理論分析巖土特征，隨機模糊統計方法應運而生。

[關鍵詞]隨機—模糊統計方法；巖土特征；參數指標；統計應用

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.45.212

隨著我國城市化建設的快速發展，巖土工程技術的作用逐漸凸顯。巖土特征參數對工程建筑項目的整體安全性能、經濟效益以及社會效益具有十分重要的意義。巖土材料具有空間變異性，價值實驗過程中，基于人為因素與環境因素的作用，誤差不可避免，導致試驗參數存在很大的隨機性與不確定性。如果將巖土參數作為隨機變量，將無法具體考量其空間變異性；如果將其作為模糊變量，則無法獲取有效的定量參數。因此，在分析過程中，只能將其作為隨機—模糊變量。

1 隨機—模糊處理的具體方法

4 實際應用案例

以我國某工廠的巖石為例，共采集了四種樣本，設為樣本1，樣本2，樣本3，樣本4。其中樣本1的取樣區域具有裂隙不發育、層內錯動性小以及巖體新鮮完整的特點；樣本2的取樣區域為巖層內錯動帶，裂縫發育程度較大，每10厘米存有3條左右的裂縫，但其厚度較小，最大值不超過9厘米，主要組分有巖屑、角礫以及壓碎巖，壓實性較強。不存在地下水；樣本3的取樣區域具有結構呈現鑲嵌狀、短小裂隙發育程度較大以及層內錯動性較強的特點；樣本4取樣區域具有層間錯動性小、裂隙不發育、斷層切割不明顯以及巖體新鮮完整的特點。

巖石樣本1中，只有一組不存在裂隙現象，其他樣本中的裂隙存在方向、角度上的差異，不過裂隙角度最大值不超過45°。第二組與第三組所存在的裂隙不會對巖石強度造成較大的影響，不過，第四組具有的裂隙，會給巖石的強度帶來一定程度的不良影響，降低巖石的軟化系數。樣本2中，有兩組巖石呈現為灰色，其余均為紫紅色。各組巖石內部含有一定量的杏仁，但并不呈均勻分布狀。樣本3中，在加載方向方面，與兩組巖石與巖層相平行，其余組的則是與巖層方面相垂直。不過這并不會影響樣本的力學參數。樣本3中，四組巖石之所以存在強度方面的差異，主要取決于其裂隙程度。四組巖石裂隙雖然方向、大小不一，但均具有高角度特征，其中1、2組的樣本巖石裂隙角度最大值約為70°，在很大程度上降低了巖石的強度。樣本4中只含有少量的斑晶，屬于隱晶質，裂隙多被礦物填補，難以有效辨認。

5 結 論

綜上所述，利用隨機—模糊統計方法計算巖土特征參數，不僅可以有效減少計算量，還能提高計算結果與實際的貼合度，值得大力推廣。

參考文獻：

[1]雍睿，唐輝明，胡新麗，等.結構面抗剪強度參數線性擬合方法適用性研究[J].巖土力學，2012（S2）.

[2]馬建，孫守增，楊琦，等.中國橋梁工程學術研究綜述·2014[J].中國公路學報，2014（5）.

[3]楊勇，姜桂春，文君，等.巖土參數統計方法及簡化計算式的探討和應用[J].煤田地質與勘探，2013（2）.

[4]蘇永華，卓小君，馬寧，等.巖土力學特征參數隨機—模糊處理中的權重影響比較[J].湖南大學學報（自然科學版），2009（3）.