最新數理統計工程質量管理論文

1引言

當今社會有大量的既有工程和在建工程，這些工程按所屬系統分爲水利、鐵路、市政、工民建等工程。工程的質量狀況是建設方和使用方共同關心的問題。工程質量狀況往往是透過其特有的一些技術參數來反映的，因此施工時控制工程質量的技術參數是確保工程質量滿足設計要求的關鍵。組成工程的最小單元一般爲構件或單元工程，施工時應從逐次完成的構件或單元工程的質量技術參數控制開始，形成一個從構件或單元工程到分部、單位工程的全過程質量控制體系，保證完工工程質量達到設計要求。由於組成工程的構件或單元工程的形成既具有規律性又具有隨機性，因此反映工程質量的相關技術參數符合數理統計規律，爲此可以用數理統計的相關方法對工程質量的技術參數進行分析研究。透過分析研究希望得到控制工程質量的有效方法，透過該方法指導工程施工，能達到既節約工程成本，又使建成的工程質量達到設計要求的功效。下面以道路路基試驗段的施工質量爲例，運用數理統計—正態分佈的特徵進行分析研究，以求得到前述的方法。

2運用數理統計—正態分佈的特徵分析研究工程質量

路基正式施工前進行試驗段的鋪築。鋪築的步驟爲：在擬建路基的平整場地上選擇一工作段，選擇攤鋪、壓實等機具，選取含水率適中的擬用土料，用攤鋪機將土料按一定的厚度攤鋪在工作段上，用壓路機按規範要求碾壓預定的遍數。碾壓結束後採用環刀法按一定的取樣頻率取樣測試壓實土層的幹密度。依據測得的土的幹密度數據繪製直方圖，得到幹密度的概率密度分佈近似曲線。根據某試驗段填土壓實後的幹密度測試數據繪製直方圖得到的近似曲線如圖1。從圖1可見，幹密度的概率密度分佈近似曲線與正態分佈密度函數曲線非常近似，說明隨機變量—幹密度是服從均值與方差的正態分佈的。正態分佈特徵：隨機變量概率密度曲線關於均值對稱，在均值處概率密度最大，然後向兩個方向衰減；在標準差不變的情況下，改變均值，曲線形狀不隨之改變，位置沿水平軸平移；在均值不變的'情況下，標準差減小，曲線變陡，隨機變量在均值附近出現概率變大，標準差增大，曲線變緩，隨機變量在均值附近出現概率變小。運用正態分佈的上述特徵分析研究工程的質量狀況，分析方法爲：依據工程質量參數的一系列數據作直方圖得近似曲線，在曲線圖上標出合格標準線（設計最低要求控制線），透過曲線與合格標準線的相對位置判斷工程質量的合格與否以及施工成本的控制好壞，根據曲線的陡緩判斷工程質量的均勻性好壞。將曲線與合格標準線的相對位置分爲以下a、b、c三種情形繪製如圖2。圖2中a圖顯示曲線全部處於合格標準線的右側，與合格標準線相距較遠，在路基土施工中該圖說明壓實遍數偏多或壓實功能偏大，工程質量好，但存在資源浪費現象，工程成本偏高。b圖顯示曲線全部處於合格標準線的右側，與合格標準線接近，但未出現不合格點，在路基施工中說明施工參數運用合理，施工控制得當，既無資源浪費，又保證了工程質量，是一種理想的情況。c圖顯示曲線與合格標準線相交或曲線全部處於合格標準線的左側，在路基施工中說明部分或全部檢測數據不合格，工程質量存在缺陷，爲此需要增加碾壓遍數或選用壓實功能較大的壓路機碾壓，直至工程質量參數的檢測數據概率密度曲線處於b圖情形。對處於b圖狀態的曲線還應觀察曲線的陡緩情況，曲線陡，說明數據離差較小，均勻性好，工程質量較理想；曲線緩，說明數據離差較大，均勻性差，工程質量欠佳。施工中如出現後一種情況，應調整施工參數，改良施工方案，使後續施工質量達前一種情形，保證工程施工質量始終處於良好狀態。透過上述研究分析可知，用正態分佈的特徵分析工程質量的技術參數是一種瞭解掌握控制工程質量的有效方法。

3數理統計—正態分佈的特徵在工程工質量管理中的應用

3.1施工前在正式施工前應進行試驗段的施工，透過試驗段施工得到合理的施工參數，按其編制施工方案，指導施工，確保施工質量符合設計要求。選取施工參數的具體做法爲：依據試驗段施工質量檢測數據繪製質量參數概率密度分佈曲線（簡稱曲線），從曲線位置以及曲線陡緩程度判定試驗段工程質量狀況。如曲線爲圖2中b圖情形，且曲線較陡，說明試驗段施工中各項施工參數選用合理，施工質量較好，該試驗段的施工參數可作爲施工方案的施工參數；如曲線爲a或c圖情形，說明試驗段施工中各項施工參數選用欠合理，應當調整施工參數後重做試驗段，經過不斷調整施工參數重做試驗段，最終得到曲線爲b圖情形的試驗段，從而確定施工方案施工參數。3.2施工中每完成一批購件或一單元工程時應及時對其進行檢測，依據檢測數據繪製曲線，對照a、b、c圖，判定質量狀況。如爲b圖情形，且曲線較陡，說明施工處於良好狀態；如爲a或c圖情形，說明施工處於不良狀態，應調整施工參數後施工，確保工程質量符合設計要求。3.3完工後完工後應依據施工質量檢測資料，按照統計規律同類型分項工程質量參數檢測數據繪製曲線，將其對照a、b、c圖，並觀察曲線陡緩程度判定工程質量狀況，如工程質量存在缺陷，可及時進行修復，確保工程的執行安全。

4結語

大量研究資料證明，在正常狀況下生產的同批同配比的混凝土構件的強度以及相同構件的幾何尺寸偏差、同土質同壓實標準完成的單元工程的幹密度等技術參數的概率分佈都基本符合正態分佈，因此施工中可以透過運用正態分佈的特徵分析已完成工程質量的技術參數來了解工程質量狀況。根據分析結果確定是否需要調整施工參數，透過不間斷分析確定保持或調整施工參數，使整個施工過程施工參數都處於正常合理範圍之內，從而達到節約工程成本、控制工程質量的目的。另外，工程完工後透過分析可及時發現工程質量缺陷，及早進行修繕，確保工程執行安全。

作者:張書林 單位:浙江瑞邦建設工程檢測有限公司