穩(wěn)健統(tǒng)計技術在土工格柵拉伸強度檢測能力驗證中的應用

(上?？睖y設計研究院有限公司， 上海 200434)

穩(wěn)健統(tǒng)計技術在土工格柵拉伸強度檢測能力驗證中的應用

傅峰

(上?？睖y設計研究院有限公司， 上海 200434)

本文介紹了17家實驗室參加土工格柵拉伸強度檢測能力驗證活動的情況，檢驗了測試樣品的均勻性，采用迭代穩(wěn)健統(tǒng)計技術，對各實驗室所得的試驗結果進行了分析，根據Z比分數值對各實驗室檢測能力進行了評價。

穩(wěn)健統(tǒng)計技術；土工格柵；檢測

1 概 述

土工格柵是土工合成材料的一種，由于其本身強度高，能在土體中起咬合作用，較好地改善了土體的力學性能，在水利、水運及其他諸如公路路基等工程中得以有效應用，逐步成為現(xiàn)階段我國各行業(yè)工程建設不可或缺的建筑材料[1-2]。

為有效掌握國內土工合成材料檢測技術應用現(xiàn)狀，考察各檢測機構實驗室測試能力，確定相關測試規(guī)范方法的有效性及可比性，確保實驗室測試數據科學可靠，本文對國內17家實驗室參與的能力比對情況進行分析。

2 樣品均勻性檢驗

此次能力驗證所選樣品為單向PE材質土工格柵，為排除比對樣品之間或本身的變異性對能力驗證的影響，先對樣品進行均勻性檢驗，均勻性檢驗最通用的評估方法是單因素方差分析[3]，這種方法要求組間試驗和組內試驗。但此次進行的是土工格柵破壞性檢驗，對試樣的重復性檢驗無法實現(xiàn)，不過土工格柵的生產工藝決定了其在同肋條方向的分子取向作用而具有性能相近的特點，因此，在取樣點附近同肋條方向連續(xù)取樣，對這些樣品進行檢驗，檢驗結果見表1。

表1 樣品均勻性檢驗結果

按照《能力驗證樣品均勻性和穩(wěn)定性評價指南》(CNAS-GL03)，當統(tǒng)計量F小于F臨界值(顯著性水平一般為0.05)時，查表可知F0.05(9,10)=3.02，計算值F為2.12，小于F臨界值，表明在0.05顯著性水平時，樣品間和樣品內無顯著性差異，樣品是均勻的，因而滿足了測試比對的前提條件，為穩(wěn)健統(tǒng)計分析的準確性提供了保證。

3 穩(wěn)健統(tǒng)計分析結果與討論

3.1 穩(wěn)健統(tǒng)計分析原理

穩(wěn)健統(tǒng)計法是當前國際上實驗室能力驗證對結果進行評價的常用方法[4]，穩(wěn)健統(tǒng)計是指不用事先識別、剔除離群值，所有測試結果直接用來統(tǒng)計分析，將離群值對統(tǒng)計分析結果影響降到最小的方法。穩(wěn)健統(tǒng)計通常包括四分位法和迭代法兩種，李玉武等[5]的研究發(fā)現(xiàn)，迭代法綜合了四分位法和經典統(tǒng)計法的特點，更能準確地統(tǒng)計分析結果，因此，此次比對結果采用迭代穩(wěn)健分析。迭代穩(wěn)健統(tǒng)計原理如下：

將原始數據(xi)按遞增順序排序，計算算術平均值(x)和標準差(s)。計算穩(wěn)健平均值(x*)和穩(wěn)健標準差(s*)的初始值：

x*=medxi(i=1,2,3,4,…,p)

s*=1.483med|xi-x*|(i=1,2,3,4,…,p)

根據以下步驟更新x*和s*的值，計算

δ=1.5s*

對每個xi(i=1,2,3,4,…,p)，計算

再計算x*和s*的新的取值：

；x*

以Z比分數評價每個參加實驗室的檢測能力，即|Z|≤2：表明“滿意”，無需采取進一步措施；2<

|Z|<3：表明“有問題”，產生警戒信號；|Z|≥3：表明“不滿意”，產生措施信號。

3.2 比對結果分析

本文采用Matlab軟件按照迭代原理編程計算得到穩(wěn)健平均值和穩(wěn)健標準差，然后對17家實驗室的試驗結果進行迭代分析，計算得到的Z比分數，見表2和下圖。

表2 單向格柵拉伸強度數據及分析結果

單向格柵拉伸強度Z比分數圖

從圖中可以看出，單向格柵拉伸強度實驗室比對結果中得到的結果為“滿意”的單位15個，“有問題”單位1個，“不滿意”的單位1個，滿意率為88%。且13號實驗室2<|Z|<3，出現(xiàn)了負的離群值，產生警戒信號，2號實驗室|Z|≥3，出現(xiàn)了較大正的離群值，說明該實驗室的該項參數測試出現(xiàn)了較大偏差，須從試驗設備、試驗人員及試驗方法等多方面查找問題，并及時采取相應的措施進行整改。

4 結 論

此次能力驗證計劃，通過檢驗樣品的均勻性、保證試驗結果的準確性，對所得試驗結果進行穩(wěn)健統(tǒng)計分析，有效地評價了參加能力驗證計劃的實驗室檢測能力。在此次能力驗證的數據統(tǒng)計過程中，合理有效的統(tǒng)計分析結果有助于離群實驗室及時發(fā)現(xiàn)問題，找出自身差距，進行改正，從而達到提升實驗室能力的目的。

[1] 袁胡. 土工格柵在高填方路基施工中的應用[J]. 西部交通科技, 2017(1): 61-63.

[2] 任天柱. 土工合成材料在水利工程中的應用[J]. 建筑工程技術與設計, 2017(2).

[3] CNAS-GL03：2006 能力驗證樣品均勻性和穩(wěn)定性評價指南[S]. 中國合格評定國家許可委員會，2006.

[4] CNAS-GL02：2014 能力驗證結果的統(tǒng)計處理和能力評價指南[S]. 中國合格評定國家許可委員會，2014.

[5] 李玉武, 孫培琴, 孫海容. 能力驗證檢測數據的兩種穩(wěn)健統(tǒng)計分析方法比較及結果合理性判斷[J]. 冶金分析, 2014(5): 1-9.

ApplicationofRobustStatisticalTechniquesinVerificationofTensileStrengthTestingAbilityofGeogrid

FU Feng

(ShanghaiInvestigationDesign&ResearchInstituteCo.,Ltd.,Shanghai200434,China)

In the paper, the condition of 17 laboratories participating in verification of tensile strength testing ability of geogrid is introduced. The uniformity of test samples is verified. Iterative robust statistical techniques are adopted for analyzing the test results obtained from all laboratories. The testing ability of all laboratories is evaluated according toZscore values.

robust statistical; techniques testing

TV522

A

1673-8241(2017)09-0012-03

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.09.004