6 材】料和岩土的性能及几!何,参数:
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6:。.1 材》料和岩土的性能
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6【.1.1 有些】材料性能如》土工合成《材料:、混凝土的强度【等存在与时间变【化相关的《特性但为《了简化?起见各种材料性能仍!作为与时间无关的随!机变量来考虑—而性能随《时间的?变化一般通》过引进换算系数【来估计当确定材【料物:理力:学性能的标准值时】检验的?显著:性水平一《。般取:0.05对于—小样本空间显著【。性水平可适当—增大:
6【.1.2、6—。.1.3 这【两,条规定了《材料物理力学性能】。标准值的规定—原则
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对材】。料而言其强》度的标准值是采【用概率?分布:的低分位《值国际上一般取【0.05本标准【也,采用该分《位值作为材料强【度标:准,值
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— , 正态分《布可视为一种相对保!。。守的分?布当从多个试验【得,到验:证后可?采用对数正态—等其他概率分布【
,。
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式【中μf、σf—及δf分别为—材料强度的平均值、!标准差?及变异系数
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— 钢材疲—。劳,强度通常采用的是9!7.7?%的保证率》即概率分布为0【.023的分位值;!钢筋疲?劳强度通常采用的】是95%《的保证率即》概率分?布为0?。.05的分》位值
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》 对?材料弹性《模量、泊松》比变异性较小的随机!变量取其平》均值作为标准值【即概率分布的—0.5分位值—
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【 ,需要说明的是—试,验数据不足时材料性!能的标准值可以采用!有关标准《的规定值也可以根】据工程经验经分析判!断确定
!6,.1.4 用材料!的标:准试件?试验:。所得的材料性能【fsp?e一般不等》同于结构中实际【的材料性能》f例如材料试件【。。的加荷速《。度远:。超过实际结构—的受荷速《度致使试《件的材?料强度较实际结【构偏:高;试件的尺寸远小!于结构的尺寸致使】试件的材料强—度受尺寸效应的【影响而与《结构本身不同—;有些材料如混凝】土其标准试》。件的成型、养—护条件与《实际结构并》。。不完全?相同有时甚至相差很!大所有这些因素导】致两者的《。材料性能有所差别
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—。 , 一般习》惯采用换算系—数或函数Kstr来!考虑从而结构中【实际的材《料,性能与标《准试件材料》性能的关系按下式】表示:
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《 结《构构件?。材料性能的平均值f!和变异系数δf在综!合考虑试件材料性】。能fspe和—材料性?能换算系数K—str的概率分布】参数的基础上按下式!确定:
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— 式中δ—f结构材料性能f的!变异系?数;
【
— δfsp!e试件材料性能【f,。spe的《变异系数;
】
《 ? —δ,Kstr材料—性能换?。算系数Kst—r的变异系数
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— 由于结构所处的】状态具有变》。。异性因此换算—系数或函《数Kstr也是【随机变量有时可以简!化为常量
】。
6.1》.5 岩土—性能参数《的标准值有可能【采用可靠性》估值可根《据区间估《计理论?确定单侧《置信界限值由—式求:得式中ta为学生氏!函数按置《信,度1α和《样本容量n确—定
! :当试验数据不足可用!简化概率分》布方法或3σ法近似!确定岩土参》数的数字特征简化】。概率分布方法是9】4版国家《标准:推荐的方法该法【在岩土工程结构的可!靠度分析中》有很大实用价值因为!在,长期:的工程经《验和试?验基础上大部分【岩土参数都积累了】相当多的基础资料】在进行工程设—计,时都能从各种设计】手册中查到某—一,参数:的上限、《下限值
】。
设基本】变量x的上限—、下限分别为xu、!xl其概《率分布根据》其变异情况选择概率!分布:类,型并按表4估算基本!变量的平均值和标】准差
《
表4 常!用,简,化概率分布的平【均值和?标准差
】
【。 注根据【。保证率的不同K值】取2或3
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【 ,3σ法主要》利用了正态分布变】量99.73—%的:数据都落《在平均值周》围3倍标准差—范围内的事实该法需!要首先?估算参数《。。最,大可能的《极大:值和极小值若HCV!表示参?数最大?可能的极大值LC】V为最大《可能的极小值则参数!的标准差《
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? : 3σ法以》正态分?。。。布为基础但是其他形!式,的分:布也具有类似的性质!因,此该法适用于—不同的分布类型
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