李曉紅

（河北省大清河河務(wù)管理處，河北 保定 071051）

1 概述

混凝土防滲墻技術(shù)已被逐步運(yùn)用在引河閘工程中，其混凝土防滲墻強(qiáng)度損失、滲透系數(shù)變化直接影響著工程安全運(yùn)行[1~2]。但實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)混凝土防滲墻出機(jī)口取樣與實(shí)體取樣抗壓強(qiáng)度、滲透系數(shù)均存在較大的差異[3]。若對(duì)混凝土防滲墻強(qiáng)度損失、滲透系數(shù)特性變化間關(guān)系認(rèn)知不深，則可能導(dǎo)致防滲墻混凝土拌和物的配制比不合理，對(duì)工程整體質(zhì)量及施工效率的控制亦存在諸多隱患[4]。因此，基于該引河閘工程出機(jī)口取樣與實(shí)體取樣數(shù)據(jù)，借助Python語(yǔ)言編制了相應(yīng)的程序，構(gòu)建了該引河閘工程防滲墻強(qiáng)度損失與滲透系數(shù)變化特性的數(shù)理統(tǒng)計(jì)模型。依托河北省境內(nèi)某引河閘工程，開(kāi)展了該引河閘工程混凝土防滲墻的強(qiáng)度損失與滲透系數(shù)變化規(guī)律的研究，這對(duì)提升引河閘工程中整體質(zhì)量以及施工效率具有重要意義[5]。

2 計(jì)算理論及計(jì)算方法

2.1 計(jì)算理論

由于影響引河閘工程中混凝土防滲墻墻抗壓強(qiáng)度、滲透系數(shù)的因素眾多，如：溫度、振搗、荷載等。因此，需先將數(shù)據(jù)先進(jìn)行分組，再運(yùn)用二項(xiàng)式線性回歸方法對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行建模處理，挖掘它們之間的關(guān)系。

二項(xiàng)式線性回歸問(wèn)題的數(shù)理統(tǒng)計(jì)模型：

式中：e為隨機(jī)誤差；b為回歸參數(shù)，b0為常數(shù)項(xiàng)，bj為偏回歸系數(shù)（j=1,2），當(dāng)其他自變量保持不變時(shí)，自變量x每改變1個(gè)單位所造成的y的變化量yi。

用變化量 yi來(lái)估計(jì) b0，b1，b2，得到估值，則引河閘工程防滲墻強(qiáng)度損失與滲透系數(shù)變化特征的二項(xiàng)式線性回歸模型為：

2.2 計(jì)算方法

借助Python語(yǔ)言編寫程序與數(shù)據(jù)處理分析。繪制了數(shù)據(jù)柱狀圖、散點(diǎn)圖，編寫了方差分析、擬合測(cè)定函數(shù)等計(jì)算代碼，建立了引河閘工程防滲墻強(qiáng)度損失與滲透系數(shù)變化特征的二項(xiàng)式線性回歸模型，以綜合分析混凝土防滲墻在出機(jī)口取樣與實(shí)體取樣混凝土的抗壓強(qiáng)度與滲透系數(shù)變化規(guī)律。

3 強(qiáng)度損失與滲透系數(shù)特性變化結(jié)果分析

引河閘工程防滲墻混凝土設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度分別為C15、C10，設(shè)計(jì)抗?jié)B均為K≤1×10-6cm/s。

3.1 防滲墻抗壓強(qiáng)度損失特性分析

引河閘平剖面圖示意圖見(jiàn)圖1，根據(jù)引河閘工程的實(shí)際情況，對(duì)出機(jī)口、實(shí)體數(shù)據(jù)取樣20組，繪制了出機(jī)口取樣與實(shí)體取樣樣本強(qiáng)度的對(duì)比圖，C10、C15標(biāo)號(hào)混凝土防滲墻取樣數(shù)據(jù)抗壓強(qiáng)度分布分別見(jiàn)圖2、圖3。根據(jù)數(shù)據(jù)系列運(yùn)用Python語(yǔ)言對(duì)混凝土防滲墻取樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

圖1 引河閘平剖面圖示意圖

圖2 不同取樣部位C10混凝土防滲墻取樣數(shù)據(jù)抗壓強(qiáng)度分布

圖3 不同取樣部位C15混凝土防滲墻取樣數(shù)據(jù)抗壓強(qiáng)度分布

圖2 、圖3可以看出：不同標(biāo)號(hào)混凝土防滲墻出機(jī)口取樣抗壓強(qiáng)度與實(shí)體取樣抗壓強(qiáng)度變化規(guī)律大致相同，實(shí)體取樣試塊抗壓強(qiáng)度均低于出機(jī)口取樣強(qiáng)度。

表1 不同標(biāo)號(hào)混凝土防滲墻取樣數(shù)據(jù)抗壓強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)結(jié)果

表1可以看出：C10混凝土出機(jī)口取樣試塊強(qiáng)度比實(shí)體取樣試塊強(qiáng)度均值大7.11 MPa，強(qiáng)度平均損失了29.8%；C15混凝土出機(jī)口取樣試塊強(qiáng)度比實(shí)體取樣試塊強(qiáng)度均值大10.42 MPa，強(qiáng)度平均損失了32.44%。

圖4 不同取樣部位C10混凝土強(qiáng)度回歸

圖5 不同取樣部位C15混凝土強(qiáng)度回歸

結(jié)果表明：C10混凝土防滲墻出機(jī)口、實(shí)體取樣抗壓強(qiáng)度擬合關(guān)系式分別為yC10=-80.61317+7.48061x-0.14161x2，yC15=-169.2 609+1 0.67832x-0.1 4651x2，二者相關(guān)系數(shù)RC102=0.81598,RC152=0.96784，根據(jù)擬合優(yōu)度定義，回歸線擬合程度較好，圖4、圖5中亦可以看出數(shù)據(jù)分布較為集中，表明出機(jī)口取樣試塊強(qiáng)度比實(shí)體取樣試塊抗壓強(qiáng)度線性相關(guān)。

3.2 防滲墻滲透系數(shù)變化特性分析

對(duì)出機(jī)口、實(shí)體數(shù)據(jù)取樣20組，繪制了出機(jī)口取樣與實(shí)體取樣樣本滲透系數(shù)的對(duì)比圖，C10、C15標(biāo)號(hào)混凝土防滲墻取樣數(shù)據(jù)滲透系數(shù)分布分別見(jiàn)圖6、圖7。根據(jù)數(shù)據(jù)系列運(yùn)用Python語(yǔ)言對(duì)混凝土防滲墻取樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

圖6 不同取樣部位C10混凝土防滲墻取樣數(shù)據(jù)滲透系數(shù)分布

圖7 不同取樣部位C15混凝土防滲墻取樣數(shù)據(jù)滲透系數(shù)分布

圖6 、圖7可以看出：不同標(biāo)號(hào)混凝土防滲墻出機(jī)口取樣滲透系數(shù)與實(shí)體取樣滲透系數(shù)變化趨勢(shì)呈正相關(guān)關(guān)系，實(shí)體取樣試塊滲透系數(shù)均高于出機(jī)口取樣滲透系數(shù)。

表2 不同標(biāo)號(hào)混凝土防滲墻取樣數(shù)據(jù)滲透系數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果單位：10-7cm/s

表2可以看出：C10混凝土出機(jī)口取樣試塊滲透系數(shù)比實(shí)體取樣試塊滲透系數(shù)均值小5.63×10-7cm/s，滲透系數(shù)平均增加了164%；C15混凝土出機(jī)口取樣試塊滲透系數(shù)比實(shí)體取樣試塊滲透系數(shù)均值小6.28×10-7cm/s，滲透系數(shù)平均增加了165%。

圖8 不同取樣部位C10混凝土滲透系數(shù)回歸

圖9 不同取樣部位C15混凝土滲透系數(shù)回歸

計(jì)算結(jié)果表明：C10混凝土防滲墻出機(jī)口、實(shí)體取樣滲透系數(shù)擬合關(guān)系式分別為 yC10=6.41697+0.69954x+0.02044x2，yC15=-0.77654+4.694x-0.48168x2，二者相關(guān)系數(shù)，根據(jù)擬合優(yōu)度定義，回歸線擬合程度較好，圖8、圖9中亦可以看出數(shù)據(jù)分布較為集中，表明出機(jī)口取樣試塊滲透系數(shù)比實(shí)體取樣試塊滲透系數(shù)線性相關(guān)。

4 結(jié)論

（1）不同取樣部位C10、C15混凝土防滲墻抗壓強(qiáng)度變化均線性相關(guān)。C10、C15混凝土實(shí)體取樣的強(qiáng)度比出機(jī)口取樣強(qiáng)度減小了29.8%和32.44%。運(yùn)用python語(yǔ)言對(duì)不同取樣部位C10、C15混凝土防滲墻抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)建模可知：C10、C15混凝土防滲墻出機(jī)口與實(shí)體取樣抗壓強(qiáng)度相關(guān)系數(shù)分別為0.81598、0.96784，回歸線擬合程度較好。

（2）不同取樣部位C10、C15混凝土防滲墻滲透系數(shù)變化均線性相關(guān)。C10、C15混凝土實(shí)體取樣的滲透系數(shù)比出機(jī)口取樣滲透系數(shù)增加了164%和165%。運(yùn)用Python語(yǔ)言對(duì)不同取樣部位C10、C15混凝土防滲墻滲透系數(shù)數(shù)據(jù)建?？芍篊10、C15混凝土防滲墻出機(jī)口與實(shí)體取樣滲透系數(shù)相關(guān)系數(shù)分別為0.88426、0.83911，回歸線擬合程度較好。混凝土防滲墻的抗?jié)B性變小可能是由于該引河閘工程混凝土防滲墻在施工時(shí)采用不振搗的拔管施工方法，使得實(shí)體取樣的密實(shí)度相對(duì)于出機(jī)口取樣的密實(shí)度小。