怎樣剔除異常數(shù)據(jù)

1、怎樣剔除異常數(shù)據(jù)?件么是異常數(shù)據(jù)？這樣的數(shù)據(jù)該不該剔除？粉質(zhì)黏土中往往夾有薄層黏土,在整理數(shù)據(jù)時(shí)黏土的數(shù)據(jù)要不要剔除呢?有人認(rèn)為不應(yīng)該剔除，這樣才能反映土層的真實(shí)情況，有人認(rèn)為應(yīng)該剔除，既然定了粉質(zhì)黏土,就應(yīng)該剔除黏土的數(shù)據(jù)。不知高癖有何看法？這個(gè)問(wèn)題，估計(jì)很難說(shuō)清。現(xiàn)在有以下這些情況：有人認(rèn)為，如果劃分為粉質(zhì)黏土層，就不應(yīng)該有黏土，否則就應(yīng)該劃分成夾層什么的。我不贊同。還有人認(rèn)為，狀態(tài)不同，都不能分為一層,比如粉土,孔隙比e二0.75-0.9是中密，那么如果是一層,就不能有孔隙比小于0.75或者大于0.9的。我不贊同。好像有句話說(shuō):如果統(tǒng)計(jì)后的變異系數(shù)較大,就要考慮分層是否合理了。曾經(jīng)見(jiàn)過(guò)這

2、樣的審查意見(jiàn):壓縮模量剔除后剩下40個(gè)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),而壓縮系數(shù)只有30個(gè),這樣就不合理。實(shí)際都是稀里糊涂地統(tǒng)計(jì)呢。有的甚至很隨意的剔除，比如粉土的孔隙比對(duì)承載力影響比較大,就把孔隙比大的剔除掉，然后給個(gè)小的,甚至還有把不大不小的數(shù)據(jù)給剔除掉了。比如某一組數(shù)據(jù)是0.5、0.55、0.6、0.62、0.75和0.78,那么你肯定要么把0.5或者0.78剔除掉，是吧?結(jié)果剔除掉了0.62,你說(shuō)什么道理？我發(fā)表幾點(diǎn)看法：我也不贊成，幾十個(gè)粉質(zhì)黏土中有幾個(gè)黏土樣是正常的，我們不可能把每個(gè)黏土樣所在的位置劃分一層出來(lái)。我也不贊成，正如黏性土大部分是可塑的，有幾個(gè)可能是軟塑或者硬塑,在土工統(tǒng)計(jì)中就不能出現(xiàn)軟塑或

3、者硬塑的土樣。變異系數(shù)多大才算是大呢？剔除數(shù)據(jù)是剔除某個(gè)指標(biāo),還是整個(gè)土樣剔除,現(xiàn)在好像還在爭(zhēng)論。剔除0.62是沒(méi)有道理的。答復(fù)：你們討論的是工程勘察中一個(gè)非常重要的問(wèn)題，涉及許多基本概念。例如，怎樣認(rèn)識(shí)和處理反映自然形成的土層所具有的物理力學(xué)性質(zhì)？怎樣看待土的分類指標(biāo)、狀態(tài)劃分的指標(biāo)?巖土工程師應(yīng)該具備什么樣的數(shù)據(jù)處理與運(yùn)用數(shù)據(jù)處理結(jié)果的基本素養(yǎng)?變異系數(shù)究竟是一個(gè)什么樣性質(zhì)的指標(biāo)?土層的定名和分類對(duì)工程究竟有什么樣的影響？我贊成樓主和上面幾位網(wǎng)友的見(jiàn)解，為什么不能將土的分類界限、狀態(tài)劃分的界限、密實(shí)度劃分的界限絕對(duì)化了，正是需要討論上面所說(shuō)的這幾個(gè)基本概念問(wèn)題。怎樣認(rèn)識(shí)和處理反映自然形成的

4、土層所具有的物理力學(xué)性質(zhì)？人家都明白，土層是在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代里自然形成的，土層物質(zhì)的來(lái)源、搬運(yùn)物質(zhì)的自然營(yíng)力的性質(zhì)與規(guī)模、土體沉積以后的成土環(huán)境等都是變化的、基本上是無(wú)序的、隨機(jī)的。因此，從根本上說(shuō)，土層總是非均質(zhì)的，其性質(zhì)是隨機(jī)變異的，但人們要利用土作為工程的地基、材料或壞境，需要進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，就不得不對(duì)土體進(jìn)行適當(dāng)?shù)貏澐?，分為幾個(gè)相對(duì)比較均勻些的土類或土層，采用一些代表性的指標(biāo)來(lái)描述其物理力學(xué)性質(zhì)，以便于設(shè)計(jì)與施工。但無(wú)論怎么劃分，無(wú)論采用什么方法，總與人工材料不同，客觀世界并不隨我們?cè)谝?guī)范的規(guī)定而變化，于是就出現(xiàn)了在劃分為粉質(zhì)黏土的土層中，可能有幾個(gè)指標(biāo)的塑性指數(shù)人于17,劃分為中密的

5、粉土中有幾個(gè)比較人的孔隙比等。其實(shí)這是非常正常的事，不值得驚動(dòng)審圖，驚動(dòng)了審圖還是沒(méi)有辦法解決大自然的不均勻性質(zhì)。那么，怎樣看待土的分類指標(biāo)、狀態(tài)劃分的指標(biāo)?前面說(shuō)過(guò)為了設(shè)計(jì)與施工的需要，不得不將本質(zhì)上是非均質(zhì)的土體人為地劃分為幾個(gè)相對(duì)均勻的土類或土層。于是人們就研究土質(zhì)的分類的方法、狀態(tài)劃分的方法、密實(shí)度劃分的方法，就產(chǎn)生了前蘇聯(lián)的規(guī)范、英國(guó)的規(guī)范、美國(guó)的規(guī)范、中國(guó)的規(guī)范、中國(guó)建筑系統(tǒng)的規(guī)范、公路系統(tǒng)的規(guī)范、橋梁系統(tǒng)的規(guī)范、鐵路系統(tǒng)的規(guī)范，甚至還有城市橋梁的規(guī)范，提出了林林總總的一大批土類劃分的標(biāo)準(zhǔn)、狀態(tài)劃分的標(biāo)準(zhǔn)、密實(shí)度劃分的標(biāo)準(zhǔn)，劃分的界限極其多元化。但自然界并不買(mǎi)賬，它不會(huì)服從哪一本規(guī)

6、范，無(wú)論哪一種方法都可能存在照顧了這一頭又拉下另一頭、顧此失彼的現(xiàn)象。所以最要緊的是我們使用規(guī)范的工程師不要把規(guī)范看成絕對(duì)真理就可以了。舉個(gè)例吧，黏性土按液性指數(shù)劃分為硬塑、可塑和軟塑三種狀態(tài)，有的規(guī)范采用三分法，平均地各取三分之一。而建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范采用0.25-0.75是口I塑、小于0.25是硬塑、人于0.75是軟塑這種三等分的方法。這個(gè)規(guī)定怎么來(lái)的，當(dāng)年就是我提出了這個(gè)建議，理由是可塑的范圍適當(dāng)人一些，容易與野外描述結(jié)果取得一致，大家同意了這個(gè)辦法就列入規(guī)范了。在這個(gè)可塑與硬塑之間其實(shí)并沒(méi)有非常嚴(yán)格的界限。即使是液限指數(shù)等于零或等于1的界限，是由液限和塑限指標(biāo)計(jì)算得到的，但由于這兩個(gè)

7、試驗(yàn)方法的多元化，用不同的標(biāo)準(zhǔn)得到的結(jié)果相差非常人。由此可見(jiàn)，這種劃分土類、狀態(tài)和密度的指標(biāo)，只是人們約定俗成的一種規(guī)則，為了交流、交接的一種語(yǔ)言符號(hào)而已，和人的姓名一樣，和劃分中年人和老年人的年齡界限一樣,都是相對(duì)而言的，不能絕對(duì)化。巖土工程師應(yīng)該具備什么樣的數(shù)據(jù)處理與運(yùn)用數(shù)據(jù)處理結(jié)果的基本素養(yǎng)呢？既然自然界那么復(fù)雜，試驗(yàn)的結(jié)果又是那樣離散，巖土工程師如何處理和運(yùn)用數(shù)據(jù)就非常重要。我們不能怨天尤人，既然我們所面臨的天然材料，比人工材料復(fù)雜得多，那我們就應(yīng)該采取積極的態(tài)度，學(xué)習(xí)和掌握隨機(jī)數(shù)學(xué)的基本概念和實(shí)用的數(shù)據(jù)處理方法去處理巖土工程的數(shù)據(jù)，從中總結(jié)規(guī)律性的認(rèn)識(shí)以指導(dǎo)工程實(shí)踐。變異系數(shù)究競(jìng)是一

8、個(gè)什么樣性質(zhì)的指標(biāo)?你們說(shuō)“好像有句話說(shuō):如果統(tǒng)計(jì)后的變異系數(shù)較人，就要考慮分層是否合理了?！边@反映了一個(gè)現(xiàn)實(shí)情況，即對(duì)變異系數(shù)存在曲解，這是巖土工程師的隨機(jī)數(shù)學(xué)基本素養(yǎng)不足的表現(xiàn)。20世紀(jì)80年代初，同濟(jì)人學(xué)俞調(diào)梅教授邀請(qǐng)美國(guó)吳天行教授和澳人利亞Ingles教授來(lái)華講學(xué)，其中一個(gè)重要的內(nèi)容就是概率方法在巖土工程中的應(yīng)用。在巖土工程一書(shū)中，Ingles教授給出了國(guó)外各種土工指標(biāo)的變異系數(shù)值范憐I，在Harr教授的散體介質(zhì)力學(xué)一概率方法一書(shū)中也給出了各種指標(biāo)的變異系數(shù)值。根據(jù)上述兩本資料歸納的幾種主要指標(biāo)的變異系數(shù)變化的范圍見(jiàn)表6-6。國(guó)外的變異系數(shù)資料(單位:)表6-6指標(biāo)根據(jù)文獻(xiàn)5根據(jù)文獻(xiàn)6

9、指標(biāo)根據(jù)文獻(xiàn)5根據(jù)文獻(xiàn)6內(nèi)摩擦角(砂土)5155.3-14壓縮指數(shù)25.5-52內(nèi)摩撩角(黏性土)12-56孔隙比134213.3-31.6黏聚力20-50含水率6636.3228無(wú)側(cè)限抗壓遇度6-1003085從表6-6的數(shù)據(jù)可以歸納下列幾點(diǎn)：變異系數(shù)變化的范圍相當(dāng)大，顯示出影響變異系數(shù)的因素比較復(fù)雜。各種不同的物理力學(xué)指標(biāo)的變異系數(shù)變化范|制并不相同，物理指標(biāo)的變化范I制一般小于力學(xué)指標(biāo)。變異系數(shù)的數(shù)值主要反映了土的成分與結(jié)構(gòu)的不均勻性對(duì)土性指標(biāo)的影響，即使劃分為同一土層，成分與結(jié)構(gòu)的不均勻性使土的物理力學(xué)指標(biāo)呈現(xiàn)出比較人的變異系數(shù)。砂土內(nèi)摩擦角的試驗(yàn)條件單一，影響因素比較少，變異系數(shù)變化

10、范圍不人，說(shuō)明雖然試驗(yàn)的誤差在一定程度上加大了變異系數(shù)，但并不是主要因素。巖土工程勘察規(guī)范(2009版)(GB50021-2002)提出了一些最基本的概念和方法。例如，第14.2.2條關(guān)于巖土參數(shù)統(tǒng)計(jì)的要求復(fù)第14.2.3條關(guān)于相關(guān)型參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析方法，第14.2.4條關(guān)于巖土參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值的確定方法。但可惜很多工程師并沒(méi)有充分地去理解規(guī)范的條文，也很少去考慮如何在工程實(shí)踐中運(yùn)用這些方法。在巖土工程勘察規(guī)范(GB50021-94)版中，曾經(jīng)給出了對(duì)變異系數(shù)的評(píng)價(jià)，見(jiàn)表6-7。參數(shù)變異性表6.7變異系數(shù)550.101W50.20.2W5030.380.43M0.4變異性很低低中等高很高如何看待和使用

11、巖土工程勘察規(guī)范關(guān)于變異系數(shù)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)?這種變異性的高低是一種客觀存在，反映了各種不同指標(biāo)所具有的離散性特征。例如，天然重度的變異系數(shù)非常小，在可靠度分析中可以作為確定性的變量，而凝聚力的變異系數(shù)可能比內(nèi)摩擦角的變異系數(shù)人，滲透系數(shù)的變異系數(shù)肯定非常人。規(guī)范給出了變異系數(shù)的評(píng)價(jià)界限值并不是給出一種“判別是非”的標(biāo)準(zhǔn)，變異系數(shù)很高并不說(shuō)明這個(gè)試驗(yàn)就存在問(wèn)題或就不合格。變異系數(shù)不能簡(jiǎn)單地作為評(píng)價(jià)勘察試驗(yàn)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。不管作為試驗(yàn)是否合格，分層是否正確，數(shù)據(jù)是否需要剔除，按上述規(guī)范給的變異系數(shù)界限來(lái)判定都是不對(duì)的。鑒于上述種種誤解，在修訂規(guī)范時(shí)就將這個(gè)表刪除了，沒(méi)有再列入2002版的規(guī)范。但現(xiàn)在看來(lái)，

12、事情并沒(méi)有完全解決，現(xiàn)在依然存在將變異系數(shù)的大小作為一種“判別是非”的標(biāo)準(zhǔn)。土層的定名和劃分對(duì)工程究竟有什么樣的影響?講到最后，工程上怎么辦或許是大家最關(guān)心的爭(zhēng)。先講土層劃分與定名，土層劃分的基礎(chǔ)應(yīng)該是野外鑒別描述結(jié)合土工試驗(yàn)指標(biāo),希望巖土工程師多卞現(xiàn)場(chǎng)，到鉆機(jī)上摸土，這是最重要的。劃分土層以后，在一層土中出現(xiàn)塑性指數(shù)跨越分類界限怎么辦?例如，野外描述是黏占土，試驗(yàn)結(jié)果是塑性指數(shù)人于17的是多數(shù)，有少數(shù)試驗(yàn)結(jié)果小于17怎么辦?如呆有規(guī)律性的存在，可以定名黏土夾粉質(zhì)黏土薄層或夾層;如果規(guī)律性不強(qiáng)，則定名黏土含粉質(zhì)黏土，其實(shí)17的界限是人為的界限，而且不同分類標(biāo)準(zhǔn)的界限又是不同的，這樣處理對(duì)工程沒(méi)有太多的問(wèn)題，因?yàn)橹匾氖橇W(xué)性質(zhì)指標(biāo)的試驗(yàn)結(jié)果，是力學(xué)層的劃分對(duì)不對(duì)。至于狀態(tài)或密實(shí)度是在分層的基礎(chǔ)上的描述，可以根據(jù)液性指數(shù)的數(shù)值分布描述為可塑-軟塑，碩塑-可塑等都是很正常的，不應(yīng)該按液性指數(shù)再劃分亞層，完全沒(méi)