（水工结构工程专业论文）堆石坝坝体填筑质量控制与评价方法研究.pdf

四j i l 大学硕士学位论文 y 7 7 8 7 6 7 堆石坝坝体填筑质量控制与评价方法研究 水工结构工程专业 硕士研究生：冉从勇指导教师：谢新生 摘要 随着国家对西部水电资源的快速开发，加上堆石坝填筑碾压旅工具有受气 候影响较小，可分层、分区进行大规模机械化快速填筑施工等优点，因而成为 2 1 世纪最具竞争优势的坝型之一。但随着各种堆石坝工程规模的扩大，大坝 总填筑工程量的提高，月填筑强度也随之增大，如何在保持大规模机械化快速 施工的前提下，确保大坝堆石体按照规范和设计要求，优质高效地进行填筑碾 压施工，越来越成为工程建设管理、设计、旌工等单位所共同关心的问题，而 引起广泛的重视。再者，堆石坝施工质量的现场控制与混凝土坝有较大差别， 寻找出一种简单、方便适用的方法来有效控制和评价大坝填筑施工的质量是人 们一直在研究的课题。 本文结合四川省南桠河冶勒水电站大坝工程，从坝坡稳定复核和优化坝坡 的角度，依据“多元线性回归分析”的变量显著性筛选与替代功能，对影响堆 石料抗剪强度的各因素的不同组合进行筛选，筛选出对堆石料抗剪强度的影响 比较显著的因素来构建数学模型；最后利用相对易于采集的现场试验资料转换 成抗剪强度指标，将质量控制和坝坡稳定复核计算参数的选取相结合起来，对 填筑施工的质量控制和评价方法进行了一种试探性的研究，主要的研究内容如 下： ( 1 ) 对影响堆石体抗剪强度的各影响因素进行分析，并结合现场碾压试 验、现场干密度检测试验、固定断面试验等资料合理地选取模型研究的影响因 四川大学硕士学位论文 素，同时根据选定的影响因素确定单因素研究分析和多因素研究分析的数学计 算模型。 ( 2 ) 对选定的影响因素进行单因素回归模型的计算分析，进而确定相对合 理的模型计算函数。由计算得出几个主要影响因素对堆石体抗剪强度( 本文仅 讨论内摩擦角西) 的影响规律基本上与目前国内外研究成果一致。从这个意 义上讲可以说是验证了前人的研究成果和经验总结，也可以认为所选用的原始 资料是准确可靠的，同时也可以作为多因素模型研究的计算数据。 ( 3 ) 利用单因素回归模型的计算成果进行的多因素逐步线性回归模型计 算，由此选取各影响因素中对堆石体抗剪强度影响比较显著的三个影响因素 ( 填筑压实厚度t 、 5 r a m 及 0 0 7 5 m 町1 的颗粒百分含量) 作为填筑质量控制和 评价方法研究的关键因子。 ( 4 ) 对现行的用干密度和用转换后的内摩擦角来进行填筑质量控制和评 价两种方法进行比较分析，并用现场采集的试验资料转换成抗剪强度指标来进 行施工质量控制、评价以及坝坡稳定复核计算参数的选择，由此进一步验证本 文研究成果在填筑质量控制和评价中应用的准确性和可行性。 关键词：堆石坝坝体填筑施工质量控制评价方法多元线性回归分析 婴型查兰堡主兰竺堡塞 一 s t u d y a b o u tt h em e t h o do fc o n s t r u c t i o n q u a l i t yc o n t r o la n d e v a l u a t i o no fr o c k - f i l ld a m s h y d r a u l i cs t r u c t u r ee n g i n e e r i n g p o s t g r a d u a t e ：r a nc o n g y o n gs u p e r v i s o r ：x i ex i n s h e n g a b s t r a c t w i t ht h ed e e p e n i n go fw h a tt h es t a t eo p e n e du pt ot h eh y d r o e l e c t r i cr e s o u r c e s i nw e s to f c h i n av i g o r o u s l y , a n dt h es t r o n gp o i n t so f r o c k - f i l ld a ms u c ha st h el i t t l e r e f f e c tb e c a u s eo fc l i m a t e ，e x t e n s i v em e c h a n i z ec o n s t r u c t i n gs p e e d i l yt h r o u g ht h e m e t h o d so f l a y e r i n ga n dp a r t i t i o n ，i tb e c o m e so n eo f m o s tc o m p e t i t i v ee m b a n k m e n t m o u l d si n21c e n t u r i e s y e t w i t l lt h ee n l e r g e m e mo fp r o j e c to fd i f f e r e n tr o c k f i l l d a m t h et o t a lc o n s t r u c t i n ga _ m o u n to ft h ep r o j e c ta n dt h em o n t h l yc o n s t r u c t i n g i n t e n s i t ya l s oi n c r e a s ea tt h es a m et i m e i tb e c o m e st h es i g n i f i c a n tp r o b l e mt h a t h o wt oc o x r yo nh i g hg r a d ea n de f f i c i e n tc o n s t r u c t i n gb e l o wt h et w op r e r e q u i s i t eo f m a i n t a i n i n ge x t e n s i v em e c h a n i z ec o n s t r u c t i n gs p e e d i l ya n dg u a r a n t e e i n gt h ed e s i r e o fn o r ma n dd e s i g np a p e r s m o r e o v e r , t h e r ei st h eg r e a t t e rd i s p a r i t yi nt h e c o n s t r u c t i o nq u a l i t yc o n _ l x o lo fr o c k f i l ld a ma n dc o n c r e t ed a m i ti st h ep e o p l e s r e s e a r c ht a s kf o rq u i t eal o n gt i m et ol o o kf o ro n ek i n do fe a s ya n dc o n v e n i e n t m e a n st h a ti sa p p l i c a b l et oc o n t r o la n de v a l u a t et h ec o n s t r u c t i o nq u a l 时 o nc h e c k i n gt h es t a b i l i t yo fe m b a n k m e n ts l o p ea n do p t i m i z i n gi t ，t h ep a p e r c o m b i n e sd a mo fy el eh y d r o p o w e rs t a t i o no nt h ef i v e ro fn a ny ai ns i c h u a n p r o v i n c e d e p e n d i n go nt h ec a p a b i l i t yo fv a r i a b l es e l e c t i n ga n ds u b s t i t u t i n go f t h e a n a l y s i so fm u l t i v a r i a t el i n e a rr e g r e s s i o n ，s e l e c t st h ed i s t i n c ta s s o c i a t i o n so fs o m e e l e m e m st h a ta f f e c tt h es h e a rs t r e n g t ho fr o c k - f i l ld 锄a n ds e l e c tt h em o r e c o m p a r a t i v ea s s o c i a t i o nt oc o n s t r u c tt h em a t h e m a t i c a lm o d e l f i n a l l y , u t i l i z i n gt h e f i e l dt e s td a t u mt h a ti sr e l a t i v e l ye a s yt oc o l l e c t ，a n d j o i n i n gt h eq u a l i t yc o n 廿o lw i t h 四川大学硕士学位论文 t h es e l e c t i o no fs l o p es t a b i l i t yc a l c u l a t i o np a r a m e t e r , c a r r y o no n ek i n do f e x p l o r a t o r yr e s e a r c ho nt h em e t h o d so fc o n s t r u c t i n gq u a l i t yc o n t r o la n de v a l u a t i o n t h em a i ns u b s t a n c ei sa sf o l l o w s ： ( 1 ) t h r o u g ha n a l y z i n gt h ee l e m e n t st h a ta f f e c tt h es h e a rs t r e n g t ho fr o c k f i l l d a m ，a n dc o m b i n i n gt h ed a t u mo ft h ef i e l dc r u s ht e s t ，s i t ed e n s i t yt e s ta n df i x e d s e c t i o nt e s t ，s e l e c tr e a s o n a b l yt h ee f f e c te l e m e n t sf o rt h ep a t t e r nr e s e a r c h ，a n d s e l e c tt h em a t h e m a t i c a lm o d e lf o rs i n g l ee l e m e n ta n dt h e i rd i s t i n c ta s s o c i a t i o n s r e s e a r c hi nt h es a m et i m e ( 2 ) c a r r yo nr e g r e s s i o nm o d e lc a l c u l a t i o na n da n a l y s i so ft h ef i x e ds i n g l e e l e m e n t ，a n dd e c i d et h ef u n c t i o no ft h em a t h e m a t i c a lm o d e t h r o u g hc a l c u l a t i o n s ， o b t a i nt h a tt h em a i ne l e m e n t sa f f e c to nt h es h e a rs t r e n g t ho fr o c k - f i l ld a m ( t h e o r i g i n a li sm e r e l yt a l k e da b o u tt h ei n n e rf r i c t i o nh o r n ) a r eu n a n i m o u se s s e n t i a l l yt o h o m ea n da b r o a dr e s e a r c hf r u i ta tt h em o m e n t o nt h i ss e n s e ，i tm a yb e i n g s u p p o s e dt oc e r t i f i c a t et h er e s e a r c hf r u i ta n dt h ee x p e r i e n c eo fp r e d e c e s s o r s ；o nt h e o t h e rh a n d ，c a l lt h i n kt h a tt h ep r i m a r ys o l l r c e si sa c c u r a t e l yd e p e n d a b l ea n da tt h e s a m et i m ea l s om a yb ea st h ec a l c u l a t i o r td a t ao f m u c he l e m e n t sp a t t e r nr e s e a r c h ( 3 ) c a r r yo ng r a d u a l l yl i n e a rr e g r e s s i o nm o d e lc a l c u l a t i o nm a k i n gu s eo ft h e c a l c u l a t i o nr e s u l to fs i n g l ee l e m e n tc a l c u l a t i o n ，a n dt h e ns e l e c tt h ec o m p a r a t i v e m a r k e dt h r e ee f f e c te l e m e n t st os h e a rs t r e n g t ho fr o c k - 矗nd a mr c o m p a c t e d t h i c k n e s st w e i g h tp e r c e n t a g eo f 0 做拟合。 设给定刀个数据点( z 。，y 。) ( f = 0 , 1 ，n - 1 ) ，且肼 0 ，用函数y = b t “，r 0 进行拟合。为了求拟合参数，两边取对数，即 l o g r y = l o g t b + a x 。 令y = a x + 其中y = l o g f y ，x = 工，a = 口，b = l o g fb 此时，问题化为对力个数据点( 叫，y ；) 做线性拟合，求出口与b 后，就可以 得到a = 口，b = f ” 3 1 3 对数数据相关模型 对数回归同样是对两个变量之间的进行曲线拟合的主要分析工具之一，可 厶。了 篁 一x 四川大学硕士学位论文 以对两个变量之间成对数关系的测量数据进行更准确和合理的相关性模拟，其 主要是对给定月个数据点( x ，y ，) ( f = 0 , 1 ，肝- 1 ) ，用y = b x 8 做拟合。 设给定，z 个数据点( z 。，) ，) ( f = o ，1 ，n - 1 ) ，且y ； 0 ，用函数 y = 缸。，x ，y o 进行拟合。为了求拟合参数，两边取对数，即 h a y = l n b + a l n x 令y = a x + b 其中y = l n y ，x = l n x ，a = 口，b = l n b 此时，问题化为对r 个数据点( ，y ；) 做线性拟合，求出口与6 后，就可以 得到a = 口b = e ” 3 1 4 回归指标及比选原则 回归模型能否揭示变量之间的内规律，或者说能否反映测量数据问存在客 观规律，必须通过一些定量指标来比较分析，本文所选的一元线性回归分析模 型、半对数数据相关模型和对数数据相关模型都采用了几个量化指标进行比较 分析，具体见下表3 - 1 ： 四川大学硕士学位论文 表3 1 单因素数学模型计算比较指标表 指标计算模型 系统 一元线性回归分析模型半对数数据相关模型对数数据相关模型 偏差 n - i 2 平方 g = 【y 。- ( a x ，+ 6 ) g = ( 弘一w ) 2 g = ( y 一埘) 2 和 平均 标准 s = 彳s = 么s = j 偏差 回归 平方 p ：芝k + 6 ) 一歹f 和 最大 材m a x 2 。m a x 1 y ，一( a x ，+ 圳“m a x = m 鐾1 y ，一b t “。“m a x = 。m a xy ，一蟛i 偏差 最小 m i n2 。r n i nl y ，一( a x 。+ 6 ) i “r a i n = 。r a 。i nl y 。一b t 8 |”m i n = 。m i 。n b w l 偏差 偏差 平均 “= n - l y ，一b t “ i 疗“= 艺卜w i 竹甜= 一b x ：l 玎 值 f - 0 表3 1 中所有指标体系均为独立指标，在一定程度上能反映计算的成果， 但从整体上仍然不能反映模型的计算精度和准确性，但鉴于本文单因素分析的 目的是模型的优选，即在多个模型中选择比较准确和合理的模型作为最终单因 素分析的模型，因此，本文在选择模型时以偏差平方和最小为主要选取原则、 以其他指标为辅助选取原则来选择相对准确的回归计算模型，而未对其进行深 入的模型检验。 3 2 单因素数学计算模型的原始资料 3 2 1 冶勒大坝工程质量控制概况嘲1 冶勒水电站位于四川省石棉县和冕宁县境内，为南桠河流域梯级规划“一 库六级”中的第六级龙头水库。电站采用混合式开发，总装机2 4 0 1 哪，安装2 台1 2 0 砌冲击式水轮发电机组。整个枢纽由大坝、泄洪洞、放空洞、引水系统、 四川大学硕士学位论文 地下厂房及变电站等建筑物组成。水库拦河大坝为多年调节水库，工程等别为 i i 等大2 型，坝型采用沥青混凝土心墙堆石坝，大坝坝顶高程为2 6 5 4 5 0 m ， 最大坝高1 2 4 5 0 m ( 以河床防渗墙顶部高程2 5 3 0 m 为基准) ，坝顶总长7 n m ， 填筑段坝顶长4 1 1 m 。水库正常蓄水位高程2 6 5 0 o o m ，死水位高程2 6 0 0 o o m ， 总库容2 9 8 亿m 3 ，调节库容2 7 6 亿l i l 3 。 大坝由沥青混凝土心墙防渗体和坝壳堆石料组成，心墙上下游各设两道碎 石过渡层，分别为上( 下) 游过渡层i 、上( 下) 游过渡层i i ，其水平宽度分 别为1 m 和2 4 m 。在心墙上游过渡层外设置堆石i 、i i i 区；在上游堆石迎水 面v 2 5 9 7 v 2 6 5 4 5 区域设置0 2 m 厚的预制砼块护坡，护坡下设置垫层料； 在心墙下游过渡层外设置堆石i 、i i 、i i i 区及盖重区( 具体区域划分、结构 尺寸等见附图) 。 大坝为国内外同类已建的最大坝高，坝址地处地震烈度高、地质构造背景 复杂，超常规的地质现象较为突出，坝址地处冶勒断陷盆地边缘，坝基左岸基 岩埋藏较浅，产状陡倾河心及下游，河床及右岸地表覆盖层较深，该套深厚覆 盖地层由第四系中、上更新统卵砾石层、粉质壤土和块碎石等组成，输冰河河 湖相层积层，在不同的地质历史时期里经受了不同程度的泥岩质胶结和超固结 压密作用，成分复杂，变形不均，因此造成左右岸基础软硬不一和严重不对称， 基础变形协调和防渗难度极大。 受前期勘探工作条件、勘探工作量及勘探精度的限制，料场选址存在一定 的问题，地质条件十分复杂，两条区域性大断裂( 安宁河东、西支断裂) 从工 程区及其附近穿过，受其影响：料场各种次级小断层、挤压破碎带、岩脉破碎 带及随即分布的不同岩性的分化夹层较多；再加上进度紧迫、大量资金的投入、 料场设计储量的限制等原因均影响到料场堆石料的开挖质量，给质量控制带来 很大的难度。 冶勒大坝坝体土石方填筑方量大( 计总方量约6 5 0 万m 3 ) 、填筑材料多达 1 6 种，施工强度高、工序繁多、施工交叉作业干扰大、技术问题复杂；加之 料场的料源不够理想，以及目前施工企业的赢利性质，即使是合同观念很强的 承包商也会受利益驱使，从而导致对施工质量的重视往往处于被动地位。这些 都给施工质量控制带来相当的难度。坝体填筑质量控制从材料的开采与加工、 四川大学硕士学位论文 运输，到现场填筑、质检等，工序繁多、施工工艺复杂、技术难度大，加上多 个项目的施工交叉、控制面广、涉及质量因素多、内容广泛，可以说是一个系 统的、复杂的互动过程。全面的质量控制包括施工方案的审批、现场资源的落 实、开工申请及批准、流水填筑作业、工序交接、质量检测、现场质量问题处 理、最终质量验收、移交和评定等。 对于大坝的填筑来讲，质量控制主要是针对填筑基础、料源、旆工碾压参 数以及施工工艺等几个环节制定严格的质量控制措施，当然还有一个必要的环 节就是填筑质量的室内及室外试验检验。具体表现为：坝体填筑前，在堆石料 场进行开采爆破试验，确定开采爆破参数，保证开采石料的级配合理；并制定 填筑施工措施，特别是对冬季施工进行严格的控制。开始坝体填筑时，进行生 产性填筑试验，确定符合设计指标的回填料碾压参数；监理对填筑施工进行旁 站监理，并执行三检制，对填筑施工质量进行严格的控制；对抽样试验不合格 的填筑层，返工重填。 由于本文的研究目的是根据现场易于采集的质量控制数据研究一种有利 于现场填筑质量控制的预控机制，所以本文也就只介绍相关的检验和控制指 标，其重点在于控制填筑材料的料源级配、最大粒径、填筑厚度、碾压参数、 填筑干密度( 或孔隙率) 。 3 2 2 质量控制资料的整编 根据冶勒水电站大坝施工技术要求的相关条款和文件【3 0 。3 5 】及工程设计通 知的要求，葛洲坝股份有限公司试验中心及其下属冶勒试验室根据委托对冶勒 大坝的填筑施工进行了相关的检测试验，并根据进度要求提交了相应的现场碾 压试验报告 3 6 j ，及固定断面检测试验报告册等，作者根据研究的需要以及试 验报告所提供的资料信息，并以堆石i 区为分析区域，对报告提交的数据集合 进行一定的筛选整编出本论文模型计算的原始数据表，见表3 - 2 。 四川大学硕士学位论文 表3 - 2 各因素计算的原始数据表 编 5 衄的 0 0 7 5 m m 号 c 。 t p d d 颗粒百分的颗粒百 含量分含量 l1 4 ，l o8 32 2 45 0 01 4 33 。23 6 21 3 8 0 08 02 2 53 8 01 4 93 84 0 31 6 1 18 92 2 23 8 07 81 83 4 4 1 5 o o8 l2 1 94 1 08 32 o3 6 5 5 2 5 0 0 9 0 2 2 23 6 01 2 33 43 6 6 4 0 0 08 22 2 53 1 01 2 32 53 5 71 3 0 4 38 22 2 12 9 0 1 7 94 ，2 3 9 8 82 0 0 07 52 2 43 0 09 2 2 5 4 2 95 5 5 58 02 2 4 3 7 0 1 2 4 3 54 1 2 1 02 7 3 6 88 82 2 43 8 0 2 4 95 84 0 6 1 1 1 6 1 5 49 02 2 23 1 0 1 6 34 54 0 3 1 27 6 6 78 92 2 2 3 9 01 3 23 64 1 3 3 单因素数学模型计算 3 3 1 单因素初步计算 为了选择更准确且能揭示各影响因素对堆石体整体抗剪强度的内在规律 的回归模型，文章分别对堆石填筑体干密度岛、堆石料不均匀系数c 。、最大 粒径1 3 、 5 m 及 0 ，0 7 5 r a m 的颗粒百粉含量、填筑压实厚度t 与堆石体内摩擦 角之间的关系分别采用一元线性回归分析模型、半对数数据相关模型、对 数数据相关模型进行计算，计算成果见表3 3 、表3 4 、表3 5 、表3 - 6 、表 3 7 和表3 8 。 四川大学硕士学位论文 籼- 3 加血( 矗) 与脓端僦t 较表 计算模型 检验指标 一元线性回归分析半对数数据相关对数数据相关 模拟参数a1 3 1 8 6 5 40 1 4 7 8 9 6 2 6 41 8 2 4 1 5 2 2 模拟参数b- 3 1 6 7 9 5 36 1 8 8 2 7 7 10 0 2 7 2 7 6 2 1 偏差平方和q 7 9 9 6 3 0 78 0 1 8 4 0 88 0 1 1 3 6 4 3 平均标准偏差s 2 5 8 1 3 9 3 2 5 8 4 9 5 7 82 5 8 3 8 2 2 2 最大偏差u 。4 5 7 1 3 1 54 4 8 7 4 9 3 14 4 8 3 7 0 4 2 晟小偏差u 一。0 4 2 8 6 8 5 20 4 7 0 7 6 8 9 90 4 4 9 9 2 9 7 7 偏差平均值u2 3 1 1 9 4 42 3 3 1 3 2 6 62 3 2 9 1 1 4 8 回归平方和p 8 6 8 6 0 9 7 表3 - 4 不均匀系数c 。与妒的模型指标比较表 计算模型 检验指标 一元线性回归分析半对数数据相关对数数据相关 模拟参数a0 0 0 0 2 7 8 0 9 55 0 9 5 5 6 e - 0 60 0 2 11 3 9 3 8 9 模拟参数b3 8 4 5 7 6 93 8 3 3 8 9 9 33 5 1 6 1 0 0 7 偏差平方和q 8 8 6 1 0 28 8 7 3 4 2 8 i7 9 1 3 5 3 2 3 平均标准偏差s2 7 1 7 3 8 52 7 1 9 2 8 7 32 5 6 7 9 9 7 3 最大偏差u 。 4 4 6 2 1 7 1 4 3 4 6 2 4 0 8 4 5 4 0 3 0 1 5 最小偏差u _ ；。i 3 0 6 0 3 7i 4 0 2 2 9 0 40 8 2 5 6 3 1 5 7 偏差平均值u2 5 7 6 3 5 82 5 9 2 6 5 4 72 2 2 8 7 2 3 4 回归平方和p 0 0 1 8 9 6 3 6 9 婴型盔兰堡圭兰堡兰塞 表3 - 5 最大粒径d 与毋的模型指标比较表 计算模型 检验指标 一元线性回归分析半对数数据相关对数数据相关 模拟参数a - 0 0 1 6 1 7 3 3 30 0 0 0 1 8 2 3 9 9- 0 1 5 5 3 0 8 8 8 模拟参数b 4 4 3 9 4 9 34 4 7 5 4 7 2 19 5 ，8 1 9 0 1 2 偏差平方和q 7 8 8 2 0 0 47 8 9 6 1 0 9 27 9 3 0 7 5 2 7 平均标准偏差s2 5 6 2 8 7 72 5 6 5 1 6 8 82 5 7 0 7 8 9 9 最大偏差u 。 4 3 8 1 24 2 9 1 1 9 0 64 3 1 1 6 3 3 1 最小偏差u m 0 9 3 3 3 3 30 1 7 7 3 8 20 0 7 9 0 7 0 2 4 偏差平均值u 2 2 1 2 4 8 92 2 3 2 4 2 32 2 4 5 5 8 9 9 回归平方和p 9 8 0 9 1 2 7 表3 - 6 ( 5 m 颗粒百分含量与的模型指标比较表 计算模型 检验指标 一元线性回归分析半对数数据相关对数数据相关 模拟参数a o 2 5 6 0 9 2 5o 0 0 2 9 9 9 4 9 1o 1 0 4 2 9 3 4 模拟参数b 3 4 9 9 63 4 、9 3 9 7 8 22 9 3 8 7 5 0 5 偏差平方和q 7 2 7 7 8 3 27 3 1 4 8 97 1 1 1 4 8 2 5 平均标准偏差s 2 4 6 2 6 9 42 4 6 8 9 5 5 62 4 3 4 3 8 6 最大偏差u 。 4 6 4 7 9 4 54 7 6 8 0 7 3 34 9 5 9 2 7 9 5 最小偏差u 。 0 2 1 9 9 4 0 10 2 6 2 3 1 8 8 10 0 9 6 6 6 2 1 5 7 偏差平均值u 2 1 3 9 6 3 62 。1 4 7 8 8 5 62 ，0 2 5 4 0 2 4 回归平方和p 1 5 8 5 0 8 5 3 l - 四川大学硕士学位论文 表3 7 o 0 7 5 w 的颗粒百分含量与的模型指标比较表 计算模型 检验指标 一元线性回归分析半对数数据相关对数数据相关 模拟参数a 1 4 7 3 5 7 1 0 ，0 1 7 1 4 5 6 5 1 0 ，1 3 9 6 3 9 0 5 模拟参数b3 3 4 8 1 5 23 3 5 7 1 2 93 2 5 9 6 9 5 4 偏差平方和q 5 8 2 2 9 3 95 9 0 7 0 8 4 25 4 6 5 8 7 4 2 平均标准偏差s2 2 0 2 8 2 82 2 1 8 6 8 6 62 1 3 4 2 2 最大偏差u 。4 8 3 4 5 4 84 9 4 6 2 5 0 44 9 5 3 6 8 7 8 最小偏差u i 。 0 1 2 9 4 7 6 2 0 ，1 7 4 0 4 3 6 3o 0 2 9 6 9 2 7 2 7 偏差平均值u1 8 0 7 4 8 81 8 1 6 3 0 7 41 6 4 8 8 5 5 4 回归平方和p 3 0 3 9 9 7 8 表3 - 8 填筑压实厚度t 与毋的模型指标比较表 计算模型 检验指标 一元线性回归分析半对数数据相关对数数据相关 模拟参数a一0 1 4 7 5 9 8 4- 0 0 0 1 6 7 1 0 9 30 3 3 3 4 0 6 6 1 模拟参数b5 0 9 0 2 2 35 3 0 6 0 8 5 91 6 8 1 6 7 6 9 偏差平方和q 8 2 7 7 0 7 4 8 2 7 2 7 3 1 78 a2 4 6 1 9 3 平均标准偏差s2 6 2 6 3 2 12 ，6 2 5 6 3 1 92 。6 1 7 9 8 5 8 最大偏差u 。3 7 9 9 1 6 33 7 0 3 0 0 5 43 6 9 5 8 4 8 2 最小偏差u - 。0 9 0 5 6 3 9 9 0 9 9 8 0 0 0 2 29 8 4 2 6 5 3 偏差平均值u2 4 6 3 6 42 4 7 6 9 3 7 42 4 6 6 9 1 7 7 回归平方和p 5 8 5 8 4 2 6 通过以上对各因素进行三种模型计算与分析，以偏差平方和最小为主要选 取原则、以其他指标为辅助选取原则来确定各因素影响分析的最终计算模型， 其确定的计算模型及相应的计算公式见表3 - 9 。 四川大学硕士学位论文 表3 - 9 计算模型及其计算公式表( 初步计算) 影响因素最终计算模型模型计算公式 不均匀系数q 对数数据相关模型d = 3 5 1 6 1 0 0 7 x o 。2 ”8 9 填筑压实厚度t对数数据相关模型西= 1 6 8 1 6 7 6 9 x 。3 3 3 ”6 6 1 加s 似丧) 一元线性回归分析模 型 d = 1 3 1 8 6 5 4 x 一3 1 6 7 9 5 3 一元线性回归分析模 晟大粒径d 西= 一0 0 1 6 1 7 3 3 3 x + 4 4 3 9 4 9 3 型 5 m 的颗粒百分 含量 对数数据相关模型函= 2 9 3 8 7 5 0 5 x o 1 “2 9 3 4 0 0 7 5 r a m 的颗粒 百分含量 对数数据相关模型西= 3 2 5 9 6 9 5 4 x o 1 3 ”5 3 3 2 变量的数据转换 由单因素初步计算可知，影响堆石料抗剪强度的各种因素并不都与堆石体 的内摩擦角之间成线性相关关系，而是有的成线性相关关系，有的成对数 相关关系。在影响堆石料抗剪强度的各种因素中不均匀系数c 】、填筑压实厚 度t 、 5 m m 及 0 0 7 5 r m 的颗粒百粉含量与堆石体的内摩擦角一之间成对数相 关关系，而干密度a r c s i n ( p d g 。p 。) 、最大粒径d 与堆石体的内摩擦角之间 成线性相关关系。 为了便于回归计算的显著性检验和多因素线性回归计算，需要对非直线线 性相关转换成直线线性相关关系。对于干密度a r cs i n ( p d g , p w ) 、最大粒径d 两个影响因素可以不做任何转换，而对于不均匀系数c 。、填筑压实厚度t 、 5 a m 及 o 0 7 5 r a m 的颗粒百粉含量4 个因素则必须通过转换，转换过程如下： j y 2a x 6 令y 。i n y ，一= i n x ，d = l n a ，就有 y = a + b x 由转换过程可知，转换的实质就是将了转换成l n x ，而对于常数项和回 归系数b 均可以在多元回归计算中与多元回归的常数项及回归系数共同求解， 四川丈学硕士学位论文 具体的数据转换见表3 1 0 。 表3 - 1 0 线性化数据转换表 编 l n q l n t 肌血( 台) d l n ( p ( 5 r a m ) ) l n ( p ( o 0 号 7 5 r a m ) ) 1 2 6 4 6 1 7 5 4 4 1 8 8 4 15 3 4 0 55 0 02 6 6 0 2 61 1 6 3 1 5 1 3 6 24 9 2 7 2 5 44 3 8 2 0 2 7 5 4 0 3 33 8 02 7 0 1 3 6 11 3 3 5 0 0 1 4 0 32 7 7 9 4 4 4 4 8 8 6 3 65 2 7 2 13 8 02 0 5 4 1 2 40 5 8 7 7 8 7 3 4 42 7 0 8 0 54 3 9 4 4 4 9 5 1 7 1 6 4 1 0 2 1 1 6 2 5 60 6 9 3 1 4 7 3 6 5 6 2 6 3 3 9 84 4 9 9 8 15 2 9 9 33 6 0 2 5 0 9 5 9 91 2 2 3 7 7 5 3 6 6 3 6 8 8 8 7 9 4 4 0 6 7 1 95 4 0 3 33 1 02 5 0 9 5 9 9 0 9 1 6 2 9 13 5 74 8 7 0 8 3 7 4 4 0 6 7 1 9 5 2 6 52 9 02 8 8 4 8 0 1 1 4 3 5 0 8 53 9 8 82 9 9 5 7 3 24 3 1 7 4 8 8 5 3 6 83 0 02 2 1 9 2 0 3 0 9 1 6 2 9 14 2 94 0 1 7 2 8 44 3 8 2 0 2 7 5 3 6 83 7 02 5 1 7 6 9 6 1 2 5 2 7 6 34 1 2 1 05 6 1 1 9 6 4 4 7 7 3 3 75 3 6 83 8 03 2 1 4 8 6 8 1 7 5 7 8 5 84 0 6 1 l5 0 8 4 7 5 3 4 4 9 9 8 15 3 6 83 l o2 7 9 1 1 6 5 1 5 0 4 0 7 74 0 3 1 2 ，4 3 3 9 5 14 4 8 8 6 3 6 5 2 9 93 9 02 5 8 0 2 1 7 1 2 8 0 9 3 44 1 3 3 3 单因素计算成果 根据变量数据转换成果再次分别对堆石料不均匀系数巴、填筑压实厚度 t 、 5 r a m 及 o 0 7 5 r a m 的颗粒百粉含量与堆石体内摩擦角庐之间的关系分别采 用一元线性回归分析模型进行计算，计算成果见表3 一1 1 。 表3 一”数据转换后的回归计算表 影响因素 检验指标 e t p ( 5 m m )p ( o 0 7 5 r a m ) 模拟参数a0 7 9 3 2 8- 1 2 7 9 8 5 93 8 5 8 6 9 1 5 2 0 8 1 0 2 模拟参数b3 5 2 4 8 7 89 5 1 9 2 0 92 8 6 0 0 8 33 2 3 8 6 8 3 偏差平方和q 7 8 6 5 7 8 88 2 3 0 6 7 2 7 0 8 5 2 1 05 4 1 3 2 0 4 平均标准偏差s 2 5 6 0 2 3 9 2 6 1 8 9 4 92 4 2 9 8 8 52 1 2 3 9 1 2 最大偏差u 。4 4 1 6 5 4 73 7 9 2 2 9 64 8 3 5 9 5 2 4 8 4 1 0 2 9 最小偏差u - 。0 7 5 5 2 1 6 70 8 9 1 6 8 1 3 0 0 6 7 6 1 5 2 20 0 0 3 1 8 6 1 偏差平均值u 2 2 2 3 3 1 4 5 2 4 5 3 9 2 02 0 2 2 5 0 3i 6 3 5 8 2 0 回归平方和p 9 9 7 1 2 8 36 3 2 2 4 5 11 7 7 7 7 0 6 3 4 4 9 7 1 2 通过以上对各因素数据转换后再次进行模型计算与分析，以偏差平方和最 小为主要选取原则、其他指标为辅助选取原则来确定各因素影响分析的最终计 算模型，其确定的计算模型及相应的计算公式见