岩土工程专业书刊中的非法定计量单位.doc

1引言计量单位是用以度量（或比较）同种量大小的一个特定量（或比较量）。每个特定量具有名称、符号和单位，其数值为1。由国家颁布法令，规定在全国使用的计量单位称为法定计量单位。1984年2月27日国务院发布了关于在我国统一实行法定计量单位的命令并同时颁布中华人民共和国法定计量单位。1985年9月6日第六届全国人民代表大会常务委员会第12次会议通过了中华人民共和国计量法，规定了“国家采用国际单位制。国际单位制计量单位和国家选定的其它计量单位，为国家法定计量单位”。按照国家标准GB3100-93的规定，我国的法定计量单位包括：1）SI基本单位2）包括SI辅助单位在内的具有专门名称的导出单位3）国家选定的非法定单位制的单位4）由以上单位构成的组合形式的单位5）由SI词头和上述单位构成的十进倍数和分数单位由此可见，我国的法定计量单位是以国际单位制单位为基础，根据我国的实际情况，增加了一些在实际生活中广泛采用的其它单位构成。它具有科学性强、结构简单、使用方便、易于推广等特点。中华人民共和国计量法实施十几年来，我国各行业均取得了很大成就，并于1990年底以前不同程度地完成了向法定计量单位的过渡。但是，由于岩土工程中的计量单位繁多，该学科具有其本身的特殊性，加之岩土工程新体制还没有完全建立起来，致使在法定计量单位的使用中还存在大量问题。尤其是岩土工程书刊中使用的非法定计量单位问题，更应引起岩土工程届各位同仁的重视。本文列举阅读岩土工程书刊时遇到的部分非法定计量单位，并提出解决的对策。2问题岩土工程中使用的非法定计量单位，不仅在施工组织设计、竣工报告、原始记录、图纸、产品说明书、广告语中，就是专业书刊中也是大量地存在着非法定计量单位。几乎随便找一本书看都可以发现非法定计量单位。如果夸张一点，可以说目前还很难找到一份使用法定计量单位没有问题的专业书刊，只是多少不同而已。使用非法定计量单位的不仅仅是岩土工程师，而且包括专业书刊编辑，甚至有些教材、规范编写人员，直至法定计量单位使用指导人员。本文仅列举近年来具有正式出版和正式刊号的岩土工程书刊中的非法定计量单位。2.1质量和力中的非法定计量单位质量和力的计量单位是岩土工程中使用法定计量单位最容易混淆、错误最多、最普遍而又未引起重视的一个常见问题。有很多人错误地乱用公制单位，以千克（kg）或吨（t）作为力的基本单位，这是根本性的错误。1千克的物体所受重力是1千克力（kgf），但二者的名称和含义均不相同。在国际单位制中，力的基本单位是牛顿（N），它是使1千克（kg）质量的物体产生1m/s2加速度的作用。“千克（kg）”是质量的单位，而“千克力（kgf）”是力的非法定计量单位，二者性质完全不同。所以，在岩土工程专业书刊中，力或载荷再以公斤（kg）或吨（t）作计量单位应认为是很大的错误，而不是不妥的问题了。这样的例子比比皆是，不胜枚举，尤其是一些产品广告中出现的频率更高。现举一些岩土工程专业书刊仍使用质量的计量单位表示重量的例子：重量（t）（地质装备，2002年第1期第17-2页表），闭斗力（t）、斗重（kg）、主机重量12.6t、整机重量15.9t(地质装备，2002年第3期第10页)，最大剪力t、反力t/m（岩土工程届，2000年第8期第41页表1），以工作荷载值的25%为等幅量给微桩加载至它的工作荷载，即19.5t、39t、58.5t、78t（西部探矿工程，2002年第2期第38页），总压力（t）(地质装备，2002年第2期第20页附表)、装填土重量g(勘察科学技术，2001年第2期第4页表1），重量：4kg、支撑轴力400t416t（大坝观测与土工测试，1998年第1期第37页、第6页表1），总重量270吨（岩土工程师，2002年第2期第5页表1），重量（kg）（阎明礼等，CFG桩符合地基技术及工程实践第151页表5.1.2，中国水利电力出版社，2001），重量（t）、机头重量（t）（地基处理工程设计计算与施工第23页表2-5、第173页表8-1，中国地质大学出版社，1997）。即使现行规范也没有很好地解决这一问题.。例如，重量（kg/m）(锚杆喷射混凝土支护技术规范GB50086-2001第92页表5)，极限抗拔力（t）(建筑基坑工程技术规范YB9258-97第167页表8.2.2)，最大起飞重量2t、起重量不大于10t、吊车额定起重量（t）(建筑结构荷载规范GB50009-2002第13页、17页)，锤重（kg）（建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002第9页表4.6.4）。质量和力的单位的混淆使其导致其它单位发生混淆的也不在少数。例如，专业书刊中还常称泥浆泵的泵压和砂石泵的真空度为大气压，还使用kg/cm2这一非法定计量单位。例如，选用高压泵DSB-300，Pmax=300大气压，中低压泵TBW-85/50，Pmax=50大气压（中国地质灾害与防治，2001年第1期第80页），吸附压力/（kgcm-2）(岩土工程学报，2000年第1期第8页图12)，总应力强度参数C（t/m2）、有效应力强度参数C/（t/m2）、不排水剪切强度Su(t/m2)、岩石之单轴压缩强度qu(t/m2)(岩土工程界，2000年第7期第23页表1)，En(剩余推力)为2.1t/m（岩石力学与工程学报，1999年第3期第297页、第298页图4），地下水位以上强度Cd/tm-2、地下水位以下强度Csat/tm-2(岩石力学与工程学报，1999年第3期第297页表1)。容重或重度的单位应是千牛每立方（kN/m3），可有些专业书刊却仍使用t/m3或g/cm3这一非法定计量单位。例如，浆液的容重(t/m3)(西部探矿工程，2001年第第3期第8页表1)，设计干容重/tm-3（大坝观测与土工试验，1998年第4期29页表2），材料参数容重（t/m3）（岩土工程学报，1998年第2期第8页表1），容重g/cm3（岩土力学，2000年第1期第28页表1），天然容重（t/m3）(水文地质工程地质，1998年第1期第21页表1)，天然容重kg/m3(锚杆喷射混凝土支护技术规范GB50086-2001第27页表4.4.11)。而有些专业书刊用kN/m3或kNm-3表示土的密度（西部探矿工程，2001年第3期第61页，岩土力学，1997年第2期第80页、85页，阎明礼等，CFG桩符合地基技术及工程实践第279页表6-52，中国水利电力出版社，2001，工程地质学报，2000年第3期第278页）也是错误的。另外，还有用bar表示空压机压力或泵压（地质装备，2002年第1期第17页、21页表）的。bar是一个已废弃的计量单位。这类问题在翻译文章中比较常见。不无遗憾的是，专门介绍正确使用计量单位的手册也会出现小小的差错。例如，文1将第216页钻具重量、218页大钩起重量及250页的粘着重量的计量单位规定为千克或吨也是不合法的。在岩土工程中，还有一个广泛用来表示岩土重要物理性质的概念硬度，但用来作为硬度定量的单位却不能从基本单位导出，仅仅只是按一些物质的硬度进行比较，给出的硬度也只是一种相对的定性概念，即它是一个工程量或技术量而不是物理量。由于法定计量单位中所给出的只限于物理量的单位，所以在法定计量单位中没有硬度，目前也还不能用物理量或计量单位来表示它。考虑到岩土工程传统习惯，文1将硬度作为一个计量单位收录，并将计量单位定为帕（Pa）作了一个尝试。2.2泥浆性能指标中的非法定计量单位泥浆是钻孔灌注桩湿式成孔钻进或地下连续墙等施工不可缺少的循环介质。现行建筑桩基技术规范(JGJ94-94)对泥浆性能规定了9项指标。细分析这9项指标，不难发现，不仅有些指标的术语提法不妥，而且有些指标的计量单位也不合法。例如，泥浆的密度是指泥浆单位体积的质量，单位为kg/m3或g/cm3，但该规范仍用比重这一术语，是欠妥的。由于历史上的原因，人们在日常生活和生产实践中习惯将质量称为重量，故密度常称为比重，但随着国际单位制的全面推行，比重这一术语已被淘汰1。尽管泥浆的比重与密度在数值上相等，但二者概念上完全不同。由于规范上的原因，致使一些权威的专著、教材和其它一些专业书刊使用这一术语的也不少。尽管目前不少专业书刊中还采用比重这一术语表示泥浆的性能和岩土的物理力学性质，但探矿工程专业的核心书刊探矿工程却将泥浆的这一指标一律改为密度，并用符号kg/m3或g/cm3表示。实际上，国内专业泥浆仪器制造厂青岛照相机厂也早已将用来测定泥浆这一指标的仪器原来的名称“比重计”改为了“密度计”，仪器标注的计量单位是g/cm3。比重是一个无量纲的量，如果再用计量单位表示，例如，比重Gs/gcm-3（岩石力学与工程学报，1999年第2期第209页表1）、比重/gcm-3（工程地质学报，2000年第3期第297页表1）、泥浆比重1.10g/cm3（西部探矿工程，2001年第3期第8页）、比重（g/cm3）（西部探矿工程，2002年第2期第70页表1）等等，那就让人更不知所云了。泥浆的静切力单位是Pa，这是没有什么疑问的。但建筑桩基技术规范(JGJ94-94)2中却使用了mg/cm2这一单位，显然是错误的。泥浆的粘度单位是mPas，s只是泥浆相对粘度的单位。但在一些场合，并没有分清，只认为泥浆的单位就是s。泥浆的稳定性表示泥浆静置时粘土颗粒沉降的程度，是说明泥浆沉降稳定性的指标。泥浆稳定性的测定方法是：将一定量的泥浆倒入特制量筒(稳定性测定仪中)，静放24h后测定上、下两部分泥浆的密度，用密度之差表示泥浆稳定性的好坏。差值越小，泥浆的稳定性越好。JGJ94-94规定泥浆的稳定性0.03g/cm2，令人费解。在灌注桩基础技术规程(YSJ212-92、YBJ42-92)3中也是规定稳定性0.03g/cm2，查多种泥浆技术专著也不得而知，而在钻孔灌注桩施工规程(DZ/T0155-954中规定稳定性0.03g/cm3，由于泥浆的稳定性是用密度差表示，故笔者认为JGJ94-94对泥浆稳定性的规定是一个笔误。2.3混凝土强度中的非法定计量单位长期以来，我国建筑工程中混凝土抗压强度分级是以“标号”来表达的。自1987年混凝土强度检验评定标准（GBJ107-87）颁布实施以来，改以“强度等级”来表达。这不仅只是名称的变化，其含义和实质性内容都有了根本的不同。该标准实施已十几年了，但实际工作中仍存在大量问题。在专业书刊中，有的还采用“标号”、“标准强度”等已废弃的专有名词，计量单位不用法定的N/mm2(MPa)，而是使用非法定的计量单位kgf/cm2，甚至错误的计量单位kg/cm2。例如：砼标号（岩土工程届，2000年第12期41页表3），混凝土标号不得低于325号（钻孔灌注桩施工规程DZ/T0155-956.6.4款）。由于力的基本单位是N（牛顿），因此，强度的基本单位为N/m2，也可写作1Pa。标号改等级后，混凝土强度计量单位改以国际单位制表达。由于N/m2（Pa）量值太小，一般以1N/mm2106N/m2(MPa)作为混凝土强度的实际使用单位，读作“牛顿每平方毫米”或“兆帕”。24计量单位符号书写中常见的问题建筑结构设计通用符号、计量单位和基本术语（GBJ83-85）规定，在技术文件的图表、公式和数字后面必须用法定的计量单位符号，并以正体字母书写，即阿拉伯数字后面若有单位，必须以法定计量单位符号书写，工程建设的计量单位应符合中华人民共和国法定计量单位使用方法。计量单位和词头采用拉丁字母或希腊字母作符号。源于人名的计量单位符号，除升的符号“L”（因符号“l”易与阿拉伯数码“1”混淆）外，单独使用时，宜采用大写字母“L”。与词头连用时，既可用小写(如ml)，也可用大写(如mL)，但前后应统一。例如，专业书刊中，1000公斤、100公尺、1天等的表达方式都是不妥当的，应该为1000kg、100m、1d。有些书刊大量出现诸如Kg、KN等这样的表示错误。例如，比表面积达到2000m2/Kg（西部探矿工程，2001年第3期第33页），Kn=5105KPa，=0.110-5(KPaday)-1(地下空间，2000年第2期第90页），Q=71.06m3/d=0.822l/s(工程勘察，2001年第6期第26页），矿化度0.5g/l(电力勘测，2001年第4期第41页），流量为90l/min（高层建筑基础工程手册，中国建筑工业出版社，2000年，第998页），（Kn/m2）、（Kn/m3）（西部探矿工程，2002年第2期第38页表1、表2）。流量50Hz：l/min(岩土工程师，2002年第1期第27页表1)。还有的将时间的计量单位符号“min（分）”、“s（秒）”与表示平面角度的计量单位符号“”、“”混淆，或写成m、sec，都是错误的。回转速度应用转每分以r/min表示，不能以rpm（西部探矿工程，2002年第2期第60页表4，岩土工程师，2002年第1期第27页表1）的形式表示。弯矩的单位用符号kNm表示，不能以kNm（西部探矿工程，2001年第3期第7页，地下空间，2000年第1期第45页表3）表示，也不能以r-m（岩土工程届，2000年第8期第41页表1）表示。还有的文章更省事，对一些指标干脆就不使用计量单位，可能以为这些指标的计量单位是人所共知的吧。25译文中的非法定计量单位国家计量局（83）国制字第109号文件的附件全面推行我国法定计量单位的意见规定，“英制单位必须限制使用”，“允许在法定计量单位之后，将旧单位写在括号内”。但有些专业书刊译文中没有将非法计量单位换算过来。例如，空压机最大压力（bar）、压力（bar）（地质装备，2002年第1期第17页、21页表）。26其它计量单位使用中常见的问题用来表示设备功率的马力是一个早已废弃的计量单位，但至今仍然采用，例如，空压机120马力（勘察科学技术，1997年第4期20页表1）。在制图中，不用粗糙度的计量单位mm或m，而是仍使用。目和粒度这一计量单位也是已废弃的，但现在仍然使用。用英寸标识滚刀、牙轮尺寸供水管的直径，而又未在其后的括号内将换算计量单位注明。27插图坐标轴和表头表示某物理量及其量值的符号时存在的问题按国标规定，在插图的坐标轴和表头表示某物理量及其量值的符号时，应采用“物理量名称(量的符号/单位符号)”而不采用“物理量名称(单位符号)”的形式。例如，应采用“弯矩(M/kNm)”，而不采用“弯矩/kNm”（岩土工程届，2002年第1期第49页图24）。不过前一种形式对多数人来说还很陌生，故后一种形式目前仍允许使用。3对策尽管我国岩土工程专业书刊中使用非法定计量单位有作者、编辑、出版社、印刷等各方面的原因，但决不能将这些作为免除使用法定计量单位的责任。使用法定计量单位是我国公民的职责。为了避免在岩土工程专业书刊中使用非法定计量单位，笔者提出以下建议。31采用法定计量单位首先要解决一个认识问题。有些人认为，采不采用法定计量单位无所谓，强制采用是小题大做，这是没有解决认识问题。推行使用法定计量单位是需要一个过程的。除了采取强制措施以外，质量工作者和技术管理干部还应当作些宣传工作。当人们认识到法定计量单位的优点和在实际工作中的好处后，就会自觉接受的。32采取强制措施并进行考核推行法定计量单位。中华人民共和国计量法明确规定：“国家采用国际单位制，国际单位制计量单位和国家选定的其他计量单位，为国家法定计量单位”。“非国家法定计量单位应当废除”。纵观国内外推行法定计量单位的历史，不管现在还是过去，采用法定计量单位的做法均是强制的。国务院的命令是强制的，