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6、材料和巖土的性能及幾何參數(shù)6 1、材料和巖土的性能6、1,1、有些材料性能如土工合成材料.混凝土的強(qiáng)度等存在與時(shí)間變化相關(guān)的特性 但為了簡化起見，各種材料性能仍作為與時(shí)間無關(guān)的隨機(jī)變量來考慮，而性能隨時(shí)間的變化一般通過引進(jìn)換算系數(shù)來估計(jì).當(dāng)確定材料物理力學(xué)性能的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)。檢驗(yàn)的顯著性水平一般取0，05.對(duì)于小樣本空間，顯著性水平可適當(dāng)增大、6,1.2。6，1、3,這兩條規(guī)定了材料物理力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)值的規(guī)定原則 對(duì)材料而言。其強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值是采用概率分布的低分位值 國際上一般取0.05,本標(biāo)準(zhǔn)也采用該分位值作為材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，正態(tài)分布可視為一種相對(duì)保守的分布,當(dāng)從多個(gè)試驗(yàn)得到驗(yàn)證后，可采用對(duì)數(shù)正態(tài)等其他概率分布.式中、μf、σf及δf分別為材料強(qiáng)度的平均值.標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)，鋼材疲勞強(qiáng)度通常采用的是97,7.的保證率。即概率分布為0，023的分位值,鋼筋疲勞強(qiáng)度通常采用的是95、的保證率,即概率分布為0。05的分位值,對(duì)材料彈性模量 泊松比變異性較小的隨機(jī)變量、取其平均值作為標(biāo)準(zhǔn)值 即概率分布的0 5分位值.需要說明的是，試驗(yàn)數(shù)據(jù)不足時(shí)。材料性能的標(biāo)準(zhǔn)值可以采用有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值,也可以根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),經(jīng)分析判斷確定、6、1、4,用材料的標(biāo)準(zhǔn)試件試驗(yàn)所得的材料性能fspe，一般不等同于結(jié)構(gòu)中實(shí)際的材料性能f 例如.材料試件的加荷速度遠(yuǎn)超過實(shí)際結(jié)構(gòu)的受荷速度、致使試件的材料強(qiáng)度較實(shí)際結(jié)構(gòu)偏高,試件的尺寸遠(yuǎn)小于結(jié)構(gòu)的尺寸、致使試件的材料強(qiáng)度受尺寸效應(yīng)的影響而與結(jié)構(gòu)本身不同,有些材料 如混凝土、其標(biāo)準(zhǔn)試件的成型.養(yǎng)護(hù)條件與實(shí)際結(jié)構(gòu)并不完全相同、有時(shí)甚至相差很大,所有這些因素導(dǎo)致兩者的材料性能有所差別。一般習(xí)慣采用換算系數(shù)或函數(shù)Kstr來考慮。從而結(jié)構(gòu)中實(shí)際的材料性能與標(biāo)準(zhǔn)試件材料性能的關(guān)系按下式表示、結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料性能的平均值f和變異系數(shù)δf在綜合考慮試件材料性能fspe和材料性能換算系數(shù)Kstr的概率分布參數(shù)的基礎(chǔ)上。按下式確定,式中、δf.結(jié)構(gòu)材料性能f的變異系數(shù) δfspe、試件材料性能fspe的變異系數(shù)，δKstr,材料性能換算系數(shù)Kstr的變異系數(shù).由于結(jié)構(gòu)所處的狀態(tài)具有變異性,因此換算系數(shù)或函數(shù)Kstr也是隨機(jī)變量、有時(shí)可以簡化為常量.6,1，5、巖土性能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值有可能采用可靠性估值 可根據(jù)區(qū)間估計(jì)理論確定 單側(cè)置信界限值由式求得、式中ta為學(xué)生氏函數(shù) 按置信度1,α和樣本容量n確定，當(dāng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)不足 可用簡化概率分布方法或3σ法近似確定巖土參數(shù)的數(shù)字特征，簡化概率分布方法是94版國家標(biāo)準(zhǔn)推薦的方法.該法在巖土工程結(jié)構(gòu)的可靠度分析中有很大實(shí)用價(jià)值。因?yàn)樵陂L期的工程經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)基礎(chǔ)上。大部分巖土參數(shù)都積累了相當(dāng)多的基礎(chǔ)資料,在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí),都能從各種設(shè)計(jì)手冊中查到某一參數(shù)的上限,下限值,設(shè)基本變量x的上限、下限分別為xu，xl。其概率分布根據(jù)其變異情況選擇概率分布類型.并按表4估算基本變量的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差 表4 常用簡化概率分布的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差,注,根據(jù)保證率的不同、K值取2或3，3σ法主要利用了正態(tài)分布變量99,73、的數(shù)據(jù)都落在平均值周圍3倍標(biāo)準(zhǔn)差范圍內(nèi)的事實(shí) 該法需要首先估算參數(shù)最大可能的極大值和極小值、若HCV表示參數(shù)最大可能的極大值，LCV為最大可能的極小值。則參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差,3σ法以正態(tài)分布為基礎(chǔ)，但是其他形式的分布也具有類似的性質(zhì),因此.該法適用于不同的分布類型