稳健统计技术在土工格栅拉伸强度检测能力验证中的应用

(上海勘测设计研究院有限公司， 上海 200434)

稳健统计技术在土工格栅拉伸强度检测能力验证中的应用

傅峰

(上海勘测设计研究院有限公司， 上海 200434)

本文介绍了17家实验室参加土工格栅拉伸强度检测能力验证活动的情况，检验了测试样品的均匀性，采用迭代稳健统计技术，对各实验室所得的试验结果进行了分析，根据Z比分数值对各实验室检测能力进行了评价。

稳健统计技术；土工格栅；检测

1 概 述

土工格栅是土工合成材料的一种，由于其本身强度高，能在土体中起咬合作用，较好地改善了土体的力学性能，在水利、水运及其他诸如公路路基等工程中得以有效应用，逐步成为现阶段我国各行业工程建设不可或缺的建筑材料[1-2]。

为有效掌握国内土工合成材料检测技术应用现状，考察各检测机构实验室测试能力，确定相关测试规范方法的有效性及可比性，确保实验室测试数据科学可靠，本文对国内17家实验室参与的能力比对情况进行分析。

2 样品均匀性检验

此次能力验证所选样品为单向PE材质土工格栅，为排除比对样品之间或本身的变异性对能力验证的影响，先对样品进行均匀性检验，均匀性检验最通用的评估方法是单因素方差分析[3]，这种方法要求组间试验和组内试验。但此次进行的是土工格栅破坏性检验，对试样的重复性检验无法实现，不过土工格栅的生产工艺决定了其在同肋条方向的分子取向作用而具有性能相近的特点，因此，在取样点附近同肋条方向连续取样，对这些样品进行检验，检验结果见表1。

表1 样品均匀性检验结果

按照《能力验证样品均匀性和稳定性评价指南》(CNAS-GL03)，当统计量F小于F临界值(显著性水平一般为0.05)时，查表可知F0.05(9,10)=3.02，计算值F为2.12，小于F临界值，表明在0.05显著性水平时，样品间和样品内无显著性差异，样品是均匀的，因而满足了测试比对的前提条件，为稳健统计分析的准确性提供了保证。

3 稳健统计分析结果与讨论

3.1 稳健统计分析原理

稳健统计法是当前国际上实验室能力验证对结果进行评价的常用方法[4]，稳健统计是指不用事先识别、剔除离群值，所有测试结果直接用来统计分析，将离群值对统计分析结果影响降到最小的方法。稳健统计通常包括四分位法和迭代法两种，李玉武等[5]的研究发现，迭代法综合了四分位法和经典统计法的特点，更能准确地统计分析结果，因此，此次比对结果采用迭代稳健分析。迭代稳健统计原理如下：

将原始数据(xi)按递增顺序排序，计算算术平均值(x)和标准差(s)。计算稳健平均值(x*)和稳健标准差(s*)的初始值：

x*=medxi(i=1,2,3,4,…,p)

s*=1.483med|xi-x*|(i=1,2,3,4,…,p)

根据以下步骤更新x*和s*的值，计算

δ=1.5s*

对每个xi(i=1,2,3,4,…,p)，计算

再计算x*和s*的新的取值：

；x*

以Z比分数评价每个参加实验室的检测能力，即|Z|≤2：表明“满意”，无需采取进一步措施；2<

|Z|<3：表明“有问题”，产生警戒信号；|Z|≥3：表明“不满意”，产生措施信号。

3.2 比对结果分析

本文采用Matlab软件按照迭代原理编程计算得到稳健平均值和稳健标准差，然后对17家实验室的试验结果进行迭代分析，计算得到的Z比分数，见表2和下图。

表2 单向格栅拉伸强度数据及分析结果

单向格栅拉伸强度Z比分数图

从图中可以看出，单向格栅拉伸强度实验室比对结果中得到的结果为“满意”的单位15个，“有问题”单位1个，“不满意”的单位1个，满意率为88%。且13号实验室2<|Z|<3，出现了负的离群值，产生警戒信号，2号实验室|Z|≥3，出现了较大正的离群值，说明该实验室的该项参数测试出现了较大偏差，须从试验设备、试验人员及试验方法等多方面查找问题，并及时采取相应的措施进行整改。

4 结 论

此次能力验证计划，通过检验样品的均匀性、保证试验结果的准确性，对所得试验结果进行稳健统计分析，有效地评价了参加能力验证计划的实验室检测能力。在此次能力验证的数据统计过程中，合理有效的统计分析结果有助于离群实验室及时发现问题，找出自身差距，进行改正，从而达到提升实验室能力的目的。

[1] 袁胡. 土工格栅在高填方路基施工中的应用[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应用[J]. 建筑工程技术与设计, 2017(2).

[3] CNAS-GL03：2006 能力验证样品均匀性和稳定性评价指南[S]. 中国合格评定国家许可委员会，2006.

[4] CNAS-GL02：2014 能力验证结果的统计处理和能力评价指南[S]. 中国合格评定国家许可委员会，2014.

[5] 李玉武, 孙培琴, 孙海容. 能力验证检测数据的两种稳健统计分析方法比较及结果合理性判断[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