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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
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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、σ《f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97.7%!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
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6?.1.4《 用材料的标准试!件,试验所得的材料性】。。。。能fspe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K:str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δ!f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,δf结构材料性能f!。。的变:异系数;
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《 《 δf—spe试件材料性能!f,spe的变异—系数;
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: ? , δK】str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K【。str也是》。随机变量有时可【以简化为常量
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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
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》 , 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94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
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: 设基本变量!x的上?限、下限分别—为,x,u、:。x,l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
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表4 常用!简化概率分布的平】均值和?标准差
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! 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9?9,.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LCV为最】大,可能的极小值则参数!的标准差
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, 3》σ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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