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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(jiǎn)化起見(jiàn)、各種材料性能仍作為與時(shí)間無(wú)關(guān)的隨機(jī)變量來(lái)考慮.而性能隨時(shí)間的變化一般通過(guò)引進(jìn)換算系數(shù)來(lái)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(guó)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(shuō)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(guò)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(lái)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(jiǎn)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?？筛鶕?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(jiǎn)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(jiǎn)化概率分布方法是94版國(guó)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(zhǎng)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(cè)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(lèi)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(jiǎn)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?chē)?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(lèi)似的性質(zhì)。因此 該法適用于不同的分布類(lèi)型,