有限数据条件下土性参数波动范围计算方法的有效性分析

田 密， 盛小涛

(1. 湖北工业大学 土木建筑与环境学院， 湖北 武汉 430068； 2. 武汉大学 水工岩石力学教育部重点实验室， 湖北 武汉 430072；3. 长江科学院 水利部岩土力学与工程重点实验室， 湖北 武汉 430010)

自然界土体因受复杂地质成因影响呈现出显著的空间变异性[1]。20世纪70年代，Vanmarcke提出土体剖面的随机场模型，提出用波动范围反映空间两点间土性参数的相关性。在波动范围内，土性参数是相关的，大于该范围可认为基本不相关[2]。波动范围是联系点变异性和空间平均特性的重要纽带，也是随机场模型应用于实际工程的一个重要参数[2～4]。因此，如何准确地计算波动范围是应用随机场模型恰当描述土性参数空间变异性的关键。

目前，在求解波动范围方面国内外学者做了大量工作，现有波动范围计算方法主要有平均零跨法[1]、递推空间法[1]、相关函数法[5]、拟合方差折减函数法[6]以及回归模拟法[7]等。近些年也有学者提出了确定土性参数统计特征值(如波动范围)的贝叶斯方法[8～10]。虽然现有波动范围计算方法较多，但不同方法的理论根据、可靠性和应用难易程度各不相同。如我国学者闫澍旺等[11]利用各种方法对大量实测的静力触探锥尖阻力和侧摩阻力数据进行分析，得到递推空间法、相关函数法及平均零跨法计算结果相差不多，计算结果可信程度比较高。程强等[12]通过数百个土层静力触探资料的计算得到递推空间法和相关函数法是稳定可靠的计算方法，平均零跨法和回归模拟法使用有其局限性，计算结果常有较大偏差。……