2. 岩土试验数据常见类型与离群值表现
离群值排查的第一步不是套公式，而是先弄清“数据长什么样”。岩土试验指标大体可分为三类：物理性质指标（含水率、天然密度、孔隙比、液限、塑限、塑性指数）、力学变形指标（压缩系数、压缩模量、固结系数）和强度与承载指标（黏聚力 c、内摩擦角 φ、标准贯入击数、承载力特征值）。这三类指标的分布形态、变异来源和离群表现差异很大，用同一套阈值规则去卡，往往会把真实的地层变化误判为异常，或者把记录错误放过去。
一、物理性质指标：近似正态，离群多为“记录型”
含水率 w、天然密度 ρ、孔隙比 e 在同一土层、同一取样深度段内通常服从近似正态分布，变异系数较小（一般含水率 10%～20%，密度 3%～8%）。这类指标的离群值往往不是地质原因，而是操作与记录原因：含水率试样盒编号错位、烘干温度或时间不足、密度试验蜡封不严导致体积偏大。典型表现是单个点突然偏离均值 3 倍标准差以上，且与相邻深度点毫无过渡。例如某粉质黏土层 12 个含水率样本为 22.1、23.4、21.8、22.9、23.6、22.5、41.2、23.1、22.7、24.0、22.3、23.2（%），其中 41.2 明显是孤立高值，前后样本都在 22～24 之间，应优先核查原始记录而非直接剔除。
孔隙比 e 由含水率、密度和土粒比重换算得到，是派生指标，其离群常常是上游指标误差的放大结果。排查时要回到 w、ρ、Gs 三个原始量，而不是只盯 e 本身。这一点在后续章节的“派生指标溯源法”中会反复用到。
二、力学变形指标：右偏分布，离群常带“结构性”
压缩模量 Es、压缩系数 a1-2 在软土中常呈右偏分布——多数样本集中在低值区，少数结构性强的试样出现高值。此时用正态分布的 x̄±3s 判据并不合适，因为右偏会使标准差被高值拉大，反而漏判。更稳妥的做法是对数变换后判断，或采用基于四分位距的箱线图规则：小于 Q1−1.5IQR 或大于 Q3+1.5IQR 视为可疑。
需要特别提醒：压缩模量的高值离群有时是真实的结构性表现（如硬壳层、胶结层），不能一律剔除。判断依据是看同一钻孔相邻深度是否成段出现高值，以及是否与静探锥尖阻力、标贯击数的高值段对应。成段对应则保留，孤立单点则核查。
三、强度与承载指标：离散性大，离群需分层判断
抗剪强度指标 c、φ 的离散性天然较大，直剪试验与三轴试验结果之间也可能存在系统差异。c 值常出现个别极高值（试样扰动小、密实度高），φ 值则相对稳定。承载力特征值 fak 是由多个指标综合确定的派生量，其离群往往反映的是统计单元划分不当，而非单个试验错误——把两个不同成因土层混在一个统计单元里，就会出现“双峰”而非“离群”。
四、一张图看清不同指标的离群形态
下图把六类常见指标按“分布形态—典型离群表现—首选排查方向”组织在一起，便于在实际数据面前快速对号入座。图中数值均为教学示例，用于说明形态差异，不代表实测结果。
五、从形态到动作：本节要建立的判断习惯
把上面的对照落到操作上，可以形成三个连续动作。第一，先画图再算数：对每个指标按统计单元做直方图或箱线图，肉眼确认是单峰、右偏还是双峰。第二，区分孤立点与成段值：按深度排序后观察离群点是否连续出现，孤立点优先查记录与操作，成段值优先查地层与单元划分。第三，派生指标必须溯源：孔隙比、压缩模量、承载力这类由其他量计算得到的指标，离群时先回到原始量，避免在派生层反复“修数”。
还需要注意一个容易被忽略的问题：不同指标的合理变异范围不同。含水率的 3 倍标准差可能只有几个百分点，而 c 值的 3 倍标准差可能覆盖整个合理区间。因此阈值不能跨指标通用，必须按指标、按土层分别建立。下一节将在此基础上讨论具体的判别方法与阈值设定。