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.