正交设计确定颗粒分析试验成果的影响因素

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1、第6期(总第150期)2010年12月中两千盛暑农No．6(5erieINo．150)CHINAMUNICIPALENGlNEERINGDec．2010正交设计确定颗粒分析试验成果的影响因素赵玉花(上海市城市建设设计研究院．上海200125)摘要：颗粒分析是一项常规土工试验项目，但影响试验成果的因素众多．且各种因素影响程度不一样。针对密度计类型、分散剂剂量和试样用量3类因素的不同水平。引进正交设计方法，利用正交表合理安排试验，通过对试验结果的统计分析，得出影响颗粒分析试验成果的主次顺序及试验优方案。结合实际工程。

2、验证了密度计类型为主要因素：得出甲种密度计类型优水平为SSH型。分散剂剂量优水平是浓度4％六偏磷酸钠10mL．试样用量优水平是30go关键词：颗粒分析试验：黏粒含量：正交设计：正交表中图分类号：TU411．2文献标识码：A文章编号：1004-4655(2010)06—0072-03颗粒分析试验是土工试验一项常规试验项目。其中黏粒含量是影响上海地区浅层粉性土液化判别的一个重要指标。影响颗粒分析试验成果的因素很多，如土性差异导致取样不均、试样用量不统一、密度计类型不同、试验温度不同、分散剂剂量不标准、读数误差、所得试

3、验数据处理方法不同等．各种因素对颗粒分析试验成果影响程度不一样。因此．本文采用正交设计及对比验证方法对影响颗粒分析试验成果的因素进行探讨。1正交设计正交设计是多因素试验中重要的一种设计方法。它是利用正交表来合理安排试验．并对结果进行统计分析的多因素试验方法。本文中采用极差分析。极差最大者．表示该因素各个水平的变化对指标影响大，该因素为主要因素．逐次类推。优水平的确定则以试验指标为准．若指标越大越好．则应选指标大的水平；反之，则应选指标小的那个水平．进而得出所做试验范围内各因素较优的水平组合．即试验优方案。1，1确

4、定试验指标用颗粒分析试验成果中黏粒含量(％)作为考察指标。该指标越大表明此因素对颗粒分析影响越大。1．2确定因素与水平针对影响颗粒分析试验成果黏粒含量的很多因素．结合某市政配套工程中由8家单位的土工试验室进行的26只试样颗粒分析平行试验所得黏粒含量(见表1)进行综合分析。各单位颗粒分析试验的操作人员不同，存在读数误差不同；对试验结果处理收穰日期：2010-05—1272方式不同．有的采用计算机软件处理．有的单位还是人工处理。存在人为因素影响：对于在试验中使用分散剂六偏磷酸钠剂量是否符合标准也存在不确定；各家单位在

5、试样用量、试验温度控制也并不统一。尽管上述各方面不尽相同，但I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V及本院6家使用甲种密度计型号TM一85的单位所得黏粒含量结果极为相近：Ⅵ、Ⅶ2家分别使用甲种密度计型号SSH、土壤密度计的单位所得黏粒含量结果也近似相同，约为9％。据此。为做进一步分析．综合确定出正交设计因素为密度计类型(A)、分散剂剂量(B)和试样用量(C)3项主要因素，再分别确定出各个因素的3个水平进行试验讨论(见表2)。表1某市政配套工程颗粒分析平行试验黏粒含量比较表单位试样用量，g温度／oC密度计类型黏粒含量，％本院3025．5

6、7rM一856．3I5025．OTM一856．OⅡ3027．0TM一855．9III4026．OTM-856．1IV3025．OTM一855．6V3028．0TM一857．4VI2529．0土壤9．3VII5026．5SSH9．1表2因素水平确定表水平l23密度计类型(A)TM一85SSH土壤分散剂剂量(B)／mL105不加试样用量(C)儋2530501．3正交表选择及试验方案正交表是正交试验设计中合理安排试验，并对数据进行统计分析的主要工具。根据确定出的因素数和水平数选用b(3·)的正交表。明确试验方案，具体中

7、圄千丛z张赵玉花：正交设计确定颗粒分析试验成果的影响因素2010年第6期见表3，表中因素A的第1个水平表示为“A1”，以此类推。袭3试验方案因素试验号水平组合AB／mLC，glAlBlClTM一8510252AlB2C2TM一855303AlB3C37rM一85不加504A2BlC2SSH10305A282C3SSH5506A283ClSSH不加257A3BlC3土壤10508A382C1土壤5259A383C2土壤不加301．4试验过程控制试验方案实施过程中，对试样选取、试验温度、分散剂剂量、人员操作进行了具体

8、控制。选取芦潮港地区均匀的吹填土，作为标准试样进行对比。土性涵盖黏质粉土、砂质粉土、粉砂3种土性。根据表3的9种试验方案分别进行颗粒分析试验。温度控制为恒温25℃，在试验前一天晚上开启空调。关闭门窗．保证悬液温度达N25℃，试验共持续2do分散剂选用浓度为4％六偏磷酸钠．剂量由1个20mL的小量杯量测。根据表3的试验方案。严格控制为10、5mL；用四分法选取试样。由同一名