公路工程试验检测技术基础知识doc.docx

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1、精品 料推荐课时授课计划课次序号： 1一、课题： 1.1 概述 1.2 试验检测数据的分析1.3 抽样检验基础二、课型：课堂讲授三、目的要求：学术通过对本次课的学习，掌握厂误差的表示方法、有效数字的修约规则及计算法则、 可疑数据的取舍方法， 熟悉抽样检验的基本方法， 了解对试验验测得人员要求，试验检测的方法和规程等。四、重点、难点：本次课的重点内容是有效数字的修约规则及计算规则，可疑数据的取舍方法， 其中三种可疑数据的取舍方法因牵扯到较多的概率论知识， 是本节课的难点， 除上课时应重点讲解外， 还应加强学生的课后练习， 以助于学生的掌握。五、教学方法及手段：讲授六、参考资料：公路工程试验检测技

2、术 、路基路面试验检测技术 、桥涵工程试验检测技术七、作业： 1-6、1-7、1-8、1-9八、授课记录：授课日期8.30班次土木 048九、授课效果分析 ：本次可课的内容较多，又要用到较多的数理统计知识，学生掌握起来有一定的困难，实验室的工作制度等较容易理解的内容可由学生课后自学， 以集中时间重点讲解有效数字的修约、计算规则、可疑数据的取舍等重点内容以加深学生的理解。1精品 料推荐十、教学进程（教学内容、教学环节及时间分配等）1、导入课题公路交通作为我国经济建设中重点投资建设的行业， 正以前所未有的规模和速度向前发展，现已完成高速公路通车里程近 5 万公里，建成各类桥梁 40 余万座。工程建

3、设普遍采用招投标和工程监理制度， 形成政府管理， 社会监督和企业自检的质量保证体系。 认真做好公路工程的试验检测工作， 对推动我国公路工程建设水平的提高具有十分重要的意义。2、教学内容1.1概述一、试验检测的意义对于在施工中的悬索桥、 斜拉桥等大跨径桥梁施工各阶段都需对结构的几何位置和受力进行监测，试验检测是施工控制的重要手段。试验检测则是控制施工质量的主要手段。对于新型结构、 新材料、新工艺，必须通过试验检测鉴定其是否符合国家标准和设计文件的要求，同时为完善设计理论和施工工艺积累实践资料。试验检测又是评价工程质量缺陷和鉴定工程事故的手段。2、对试验检测人员的要求3、试验检测的方法和规程4、试

4、验检测工作细则5、试验检测原始记录原始记录是试验检测结果的如实记载，不允许随意更改，不许删减。1.2试验检测的数据分析一、真值指在一定条件下，被测量的，客观存在的实际值。1.理论真值：理论真值也称绝对真值。如平面三角形三内角之和恒为180o。2.规定真值：国际上公认的某些基准量值。如 1960 年国际计量大会规定 “1m等于真空中氪 86 原子的 2P10 和 5d5 能级之间跃迁时辐射的 1650763.73 个波长的长度 ”。3.相对真值：计量器具按精度不同分为若干等级，上一等级的指示值即为下一等级的真值，此真值称为相对真值。二、误差2精品 料推荐1.误差的表示方法：绝对误差和相对误差（1

5、）绝对误差指实测值与被测之量的真值之差，即：L=L-L 0式中：L 绝对误差；L 实测值；L0 被测之量的真值。大多数情况下， 真值是无法得知的， 因而绝对误差也无法得到。 一般只能应用一种更精密的量具或仪器进行测量， 所得数值称为实际值， 它更接近真值， 并用它代替真值计算误差。2）相对误差指绝对误差与被测真值（或实际值）的比值，即：LL100%100%L0L式中： 相对误差。相对误差不仅表示测量的绝对误差，而且能反映出测量时所达到的精度。2、误差的来源（1）装置误差（2）环境误差（3）人员误差（4）方法误差3、误差的分类。（1）系统误差在同一条件下，多次重复测试同一量时，误差的数值和正负号

6、有较明显的规律。系统误差通常在测试之前就已经存在， 而且在试验过程中， 始终偏离一个方向，在同一试验中其大小和符号相同。（2）随机误差在相同条件下，多次重复测试同一量时，出现误差的数值和正负号没有明显的规律，它是由许多难以控制的微小因素造成的。例如，原材料特性的正常波动，试验条件的微小变化等。（3）过失误差明显地歪曲试验结果，如测错、读错、记错或计算错误等。含有过失误差的测量数据是不能采用的， 必须利用一定的准则从测得的数据中剔除。因此，在进行误差分析时，只考虑系统误差与随机误差。三、数据的表达方法1、表格法表格有两种：一种是试验检测数据记录表，另一种是试验检测结果表。2、图示法3精品 料推荐

7、图示法的最大优点是一目了然， 即从图形中可非常直观地看出函数的变化规律，如递增性或递减性，最大值或最小值，是否具有周期性变化规律等。3、经验公式法与曲线对应的公式称为经验公式，在回归分析中则称之为回归方程四、有效数字在测量工作中， 由于测量结果总会有误差， 因此表示测量结果的位数不宜太多，也不宜太少，太多容易使人误认为测量精度很高，太少则会损失精度。单从有效数字来考虑，在数学上 23 与 23.00 两个数是相等的。而作为表示测量结果的数值，两者相差是很悬殊的。用 23 表示的测量结果，其误差可能为 0.5；而 23.00 表示的测量结果，其误差可能是 0.005。有效数字：由数字组成的一个数

8、，除最末一位数字是不确切值或可疑值外，其他数字皆为可靠值或确切值， 则组成该数的所有数字包括末位数字称为有效数字，除有效数字外其余数字为多余数字。一个数，有效数字占有的位数，即有效数字的个数，为该数的有效位数。例如： 00713，0.0715，7.03，7.03102，这四个数的有效位数均为 3，有效数字都是 3 个。再如，测量某一试件面积， 得其有效面积 A=0.0501502m2，测量的极限误差率 =0.000005m2。则测量结果应当表示为 A=（ 0.0501500.000005）m2。误差的有效数字为 1 位，即 5；而有效面积的有效数字应为 5 个，即 50150；因 2 小于误差

9、的数量级，故为多余数字。在测量或计量中应取多少位有效数字，可根据下述准则判定：（1）对不需要标明误差的数据，其有效位数应取到最末一位数字为可疑数字（也称不确切或参考数字） ；（2）对需要标明误差的数据，其有效位数应取到与误差同一数量级。五、数字修约规则1、修约间隔修约间隔是指确定修约保留位数的一种方式。 修约间隔的数值一经确定， 修约值即应为该数值的整数倍。例如指定修约间隔为 0.1，修约值即应在 0.1 的整数倍中选取，相当于将数值修约到一位小数。又如指定修约间隔为 100，修约值即应在 100 的整数倍中选取，相当于将数值修约到 “百 ”数位。2、数值修约进舍规则（1）拟舍弃数字的最左一位

10、数字小于5 时，则舍去，即保留的各位数字不变。例 l：将 13.2476 修约到一位小数，得13.2。4精品 料推荐例 2：将 13.2476 修约成两位有效位数，得13。（2）拟舍弃数字的最左一位数字大于5；或者是 5，而且后面的数字并非全部为 0 时，则进 1，即保留的末位数字加1。例 l：将 1167 修约到 “百 ”数位，得 12102（特定时可写为 1200）。例 2：将 1167 修约成三位有效位数，得 11710（特定时可写为 1170）。例 3：将 10.502 修约到 “个”数位，得 11。（3）拟舍弃数字的最左一位数字为 5，而后面无数字或全部为 0 时，若被保留的末位数字

11、为奇数（ 1， 3， 5， 7， 9）则进 1，为偶数（ 2，4，6，8，0）则舍弃。例 1：修约间隔为 0.1（或 10-1）。拟修约数值修约值2.0502.00.1500.2例 2：修约间隔为 1000（或 103）。拟修约数值修约值45004 103（特定时可写为4000）55006 103（特定时可写为6000）（4）负数修约时，先将它的绝对值按上述三条规定进行修约，然后在修约值前面加上负号。例 1：将下列数字修约至 “十”数位。拟修约数值修约值-255-2610（特定时可写为 -260）-245-24l0（特定时可写为 -240）（5）0.5 单位修约时，将拟修约数值乘以 2，按指定

12、数位依进舍规则修约，所得数值再除以 2。（6）0.2 单位修约时，将拟修约数值乘以 5，按指定数位依进舍规则修约，所得数值再除以 5。六、有效数字的计算法则1、加减运算应以各数中有效数字末位数的数位最高者为准 （小数即以小数部分位数最少者为准），其余数均比该数向右多保留一位有效数字。例如：有 4 个凑整后的数字相加41.3x+3.012x+0.322x=44.6918结果取 44.692、乘除运算应以各数中有效数字位数最少者为准，其余数均多取一位有效数字， 所得积或商也多取一位有效数字。5精品 料推荐例如，在 0.012226.521.06892 中，因第一个数 0.0122 的有效数字位数最

13、少（ 3 位），因此，第二、第三个数的有效数字位数取 4 位，所得积也取 4 个有效数字，由此得：0.012226.521.069=0.34593、平方或开方运算其结果可比原数多保留一位有效数字。例如： 5852=3.4221054、对数运算所取对数位数应与真数有效数字位数相等。5、查角度的三角函数所用函数值的位数通常随角度误差的减小而增多。在所有计算式中，常数， e 的数值等的有效数字位数，可认为无限制，需要几位就取几位。表示精度时，一般取一位有效数字，最多取两位有效数字。七、可疑数据的取舍方法在一组条件完全相同的重复试验中， 个别的测量值可能会出现异常。 如测量值过大或过小， 这些过大或过

14、小的测量数据是不正常的， 或称为可疑的。 对于这些可疑数据应该用数理统计的方法判别其真伪， 并决定取舍。常用可疑数据的取舍方法有拉依达法、肖维纳特法、格拉布斯法等。1、拉依达法当试验次数较多时， 可简单地用 3 倍标准偏差（3S）作为确定可疑数据取舍的标准。当某一测量数据（ xi）与其测量结果的算术平均值之差大于 3 倍标准偏差时，用公式表示为：xx3S则该测量数据应舍弃。这是美国混凝土标准中所采用的方法，由于该方法是以 3 倍标准偏差作为判别标准，所以亦称3 倍标准偏差法，简称3S 法。例 1.3-2 试验室内进行同配比的混凝土强度试验，其试验结果为（n=10）：23.0、24.5、26.0

15、、25.0、24.8、27.0、25.5、31.0、 25.4、25.8MPa，试用 3S 法决定其取舍。解：分析上述 10 个测量数据， xmin=23.0MPa 和 xmax=31.0MPa 最可疑。故应首先判别 xmin 和 xmax。经计算： x =25.8MPa，S=2.10MPa由于6精品 料推荐xmaxx31.025.85.2MPa3s6.3MPaxminx23.025.82.82MPa3s6.3MPa故上述 量数据均不能舍弃。拉依达法 方便， 不需 表，但要求 ， 当 次数 多或要求不高 可以 用当 次数 少 （如 n30 时应分次 行），依次找出与 A 列中 01、02、 、

16、n 的 B 列中的 ，共 n 对对应的 A、B 。（5）将 n 个 B 与 的区 数或断面数T 相乘，四舍五入成整数，即得到n 个断面的 号。例 8-12 按照有关 范 定， 从 K36+000K37+000 的 1km 路段中 择 20 个断面 定路面 度、高程、横坡等外形尺寸，断面决定方法如下：（1）1km 的断面数 T=100020=50 个， 号 1， 2， ，50。（2）从布袋中摸出一 硬 片，其 号 14，即使用随机数表的第 14 。（3）从第 14 栏 A 列中挑出小于 20 所 的 B 列数 ，将 B 与 T 相乘，四9精品 料推荐舍五入得到 20 个 号，并得到 20 个断面

17、的 号，如表8-6 所示。2、 点位置确定方法（1）从布袋中任意取出一 硬 片， 片上的号数即 随机数表中的 号。从 128 中 出 号的一 。（2）按照 点数的 度要求（ 的取 数 n）依次找出 号的取 位置数，每个 号均有A 、B、 C 三列。根据 数量n（当 n30 分次 行），在所 定 号的A 列找出等于所需取 位置数的全部数，如01、02、 n。（3）确定取 位置的 向距离，找出与 A 列中相 的 B 列中的数 ，以此数乘以 区 的 度， 并加上 段的起点 号， 即可得出取 位置距 段起点的距离或 号。（4）确定取 位置的横向距离，找出与 A 列中相 的 C 列中的数 ，以此数乘以路

18、基路面的 度， 再减去 度的一半， 即得出取 位置离路中心 的距离。如差 是正 （ +），表示在中心 的右 ；如差 是 （ -），表示在中心 的左 。例 1.4-6 按照有关 范 定， 收 在 K36+000 K37+000 的 1km 检 路段中 6 个 点 行 孔取 度、 青用量和 料 配等， 孔位置决定方法如下：（1） 定的随机数 号 3。（2） 号 3 中从上至下小于 6 的数依次 ： 01、06、 03、位、 04 及 05。（3）随机数表 号 3 的 B 列中与 6 个数相 的数 0.175、0.310、0.494、0.699、 0.838、及 0.977。（4）取 路段 度100

19、0m， 算得出 6 个乘 （取 位置与 段起点的距离）分 175m、310m、494m、 699m、838m、977m。（5）随机数表 号 3 的 C 列中与 A 列数 相 的数 0.647、0.043、0.929、0.073、 0.166 及 0.494（6）路面 度 10m， 算得 6 个乘 分 是 6.47m、0.63m、9.29m、0.73m、1.66m 及 4.94m。因此，6 个取 的横向位置分 是右1.47m、左 4.37m、右 4.29m、左 4.27m、左 3.34m 及左 0.06m。上述 算 果可采用表 8-7 的方式表示。4、 堂 有效数字的基本概念， 数字修 的基本 算 ， 可疑数据取舍的三种基本方法等。10