6、材料和岩土的性能及几何参数6、1、材料和岩土的性能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 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.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,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.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，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、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、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.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Kstr的概率分布参数的基础上.按下式确定，式中。δf,结构材料性能f的变异系数、δfspe，试件材料性能fspe的变异系数。δKstr 材料性能换算系数Kstr的变异系数 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1、α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，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3.3σ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.LCV为最大可能的极小值，则参数的标准差.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.