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 混凝土的強度等存在與時間變化相關(guān)的特性 但為了簡化起見 各種材料性能仍作為與時間無關(guān)的隨機變量來考慮.而性能隨時間的變化一般通過引進換算系數(shù)來估計 當(dāng)確定材料物理力學(xué)性能的標(biāo)準(zhǔn)值時.檢驗的顯著性水平一般取0,05、對于小樣本空間 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。對材料而言,其強度的標(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度標(biāo)準(zhǔn)值。正態(tài)分布可視為一種相對保守的分布,當(dāng)從多個試驗得到驗證后,可采用對數(shù)正態(tài)等其他概率分布、式中 μf、σf及δf分別為材料強度的平均值.標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)。鋼材疲勞強度通常采用的是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、對材料彈性模量,泊松比變異性較小的隨機變量.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、試驗數(shù)據(jù)不足時,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。經(jīng)分析判斷確定 6 1.4 用材料的標(biāo)準(zhǔn)試件試驗所得的材料性能fspe,一般不等同于結(jié)構(gòu)中實際的材料性能f,例如.材料試件的加荷速度遠超過實際結(jié)構(gòu)的受荷速度,致使試件的材料強度較實際結(jié)構(gòu)偏高.試件的尺寸遠小于結(jié)構(gòu)的尺寸 致使試件的材料強度受尺寸效應(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)護條件與實際結(jié)構(gòu)并不完全相同.有時甚至相差很大.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也是隨機變量,有時可以簡化為常量,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用價值.因為在長期的工程經(jīng)驗和試驗基礎(chǔ)上。大部分巖土參數(shù)都積累了相當(dāng)多的基礎(chǔ)資料 在進行工程設(shè)計時.都能從各種設(shè)計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 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