Инженерно-геологические элементы. Нормативные и расчётные значения физических характеристик. Расчётные значения механических характери

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 24 Декабря 2013 в 08:54, лекция

Краткое описание

Грунтовая толща, как правило, неоднородна и состоит из инженерно-геологических элементов (слоев грунта). Как правило, в пределах каждого элемента имеет место непостоянство характеристик грунта, то есть они изменяются как случайные величины. Поэтому для того, чтобы указанные выше физические характеристики в среднем отражали свойства грунта слоя, из него должно быть отобрано достаточное для статистической обработки результатов количество проб грунта.

Прикрепленные файлы: 1 файл

Л.01 Инженерно-геологические элементы.Нормативные и расчётные значения физических и механических .doc

— 425.50 Кб (Скачать документ)

При статистической обработке  частных значений и для каждой j-й точки испытания грунта в пределах ИГЭ вычисляют по методу наименьших квадратов частные значения и по результатам не менее трех определений сопротивления грунта срезу при различных значениях нормального напряжения в пределах одинакового диапазона :

,       (1.16)

,        (1.17)

где - число определений в каждой точке ИГЭ.

Если при вычислении по формуле (1.17) получается , то принимают , а вычисляют по формуле

.        (1.18)

По найденным значениям  и вычисляют нормативные значения и по формуле (1.5) и среднеквадратические отклонения и по формуле (1.4).

Выполняют статистическую проверку для исключения возможных  ошибок в значениях  и по формулам (1.3 и 1.4). Пару значений и следует исключить, если хотя бы для одного из них выполняется условие (1.3). При этом для оставшихся опытных данных следует заново вычислить значения и , и .

Вычисляют для  и коэффициент вариации , показатель точности , коэффициент надежности по грунту и их расчетные значения по формулам (1.6)-(1.9).

Примечание

Если по формуле (1.7) для или получится ,  расчетное значение этой характеристики следует принять равным нулю.

При статистической обработке  всех пар опытных значений и как единой совокупности нормативные значения и вычисляют по формулам (1.16) и (1.17), в которых значения , и необходимо заменить на , и соответственно.

Если при этом получится , то принимают , а вычисляют вновь по формуле (1.18), в которой необходимо заменить   и на и соответственно.

Вычисляют среднеквадратическое отклонение сопротивления срезу по формуле

.     (1.19)

Примечание 

 В формуле  (12) следует заменить  на , если принято , а вычислен по формуле (1.18).

Выполняют статистическую проверку для исключения возможных ошибок в значениях по формулам (1.3 и 1.4).

Исключают наиболее отклоняющееся от нормативной зависимости значение для которого выполняется условие (1.3). При этом в условие (1.3) следует подставить вместо проверяемое значение вместо - соответствующее значение и вместо  - значение из (1.19).

Если какое-либо значение - будет исключено, следует заново вычислить значения , и по оставшимся опытным данным.

Расчетные значения и вычисляют с учетом заданного диапазона нормальных напряжений , , который принимается по указаниям норм проектирования различных видов сооружений. При отсутствии таких указаний следует принимать и равными минимальному и максимальному нормальным напряжениям, имевшим место при испытании грунта на срез.

Вычисляемые значения и должны сопровождаться сведениями о принятом диапазоне нормальных напряжений.

Нормативные значения сопротивления грунта срезу , вычисляют по формуле (1.20) и значения полудлин совместных доверительных интервалов и по формуле (1.21) при значениях нормального напряжения и :

,     (1.20)

,    (1.21)

где - коэффициент, принимаемый по таблице 1.4 (Приложение Ж, ГОСТ 20522-96) в зависимости от заданной односторонней доверительной вероятности , параметра , вычисляемого по формуле (1.23), и числа степеней свободы ;

 - опытные значения нормального напряжения;

.     (1.22)

6.11. Параметр  , учитывающий значения диапазона / , / вычисляют по формуле

,   (1.23)

где ,     (1.24)

.     (1.25)

6.12. Вычисляют расчетные  значения сопротивления срезу  и по формуле (1.26) при нормальных напряжениях и , коэффициенты надежности по грунту и для и по формуле (1.27) и расчетные значения и по формуле (1.10):

t = tn - dt,      (1.26)

.    (1.27)

Если  , то вместо формулы (1.27) следует использовать формулу (1.28)

.    (1.28)

Прочностные характеристики сопротивления сдвигу и определяются не непосредственно из опытов, а после построения графиков . При этом учет естественного разброса опытных точек при аппроксимации их линейной зависимости производится обработкой экспериментальных данных методом наименьших квадратов. Тогда нормативные значения и находятся по формулам:

,     (1.49)

,     (1.50)

где — число экспериментов по определению предельного сопротивления сдвигу при данных ; — общий знаменатель этих выражений:

.       (1.51)

Расчетные значения прочностных  характеристик и плотности грунта определяются по формуле (1.48), где коэффициент надежности по грунту вычисляют из выражения:

,        (1.52)

где — доверительный интервал, характеризующий область вокруг среднего значения (в данном случае — среднего арифметического), в пределах которого с заданной вероятностью находится «истинное» (генеральное) среднее значение. Знак перед показателем выбирают так, чтобы обеспечить большую надежность расчета.

Для и доверительный интервал рассчитывается по формуле:

.        (1.53)

В свою очередь, для и доверительный интервал рассчитывается по формуле:

,         (1.54)

где — коэффициент, принимаемый согласно таблице 3.6 в зависимости от заданной вероятности (надежности) и числа определений  .

В формулах (1.53) и (1.54) — коэффициент вариации определяемой характеристики, который вычисляется по формуле:

,         (1.55)

где - нормативное значение характеристики; - среднее квадратичное отклонение.

Среднее квадратичное отклонение для и определяется зависимостью:

;      (1.56)

В свою очередь, для  и среднее квадратичное отклонение определяется зависимостью:

;        (1.57)

,        (1.58)

где общий знаменатель  рассчитывается по формуле (1.51), а среднее квадратичное отклонение определяется зависимостью:

.     (1.59)

 

Таким образом, вычисление расчётных характеристик выполняется в следующей последовательности. На первом этапе по формулам (1.44) ÷ (1.48) производится расчёт нормативных значений характеристик и . Число определений при этом должно быть не менее 6. В свою очередь, вычисление нормативных значений и выполняется по формулам (1.49), (1.50).

На втором этапе по формулам (1.56) или (1.57) и (1.58) вычисляют значения средних квадратичных отклонений искомых характеристик и по формуле (1.55) находят их коэффициенты вариации .

На третьем этапе, по известным значениям по формулам (1.53) или (1.54) рассчитывают доверительный интервал . Причём, значения для расчётов выбирают из таблицы 3.6 следующим образом: для характеристик и - , а для и - , где - число опытных определений. При расчетах по первой группе предельных состояний (по несущей способности) доверительная вероятность принимается , а расчётные характеристики обозначаются как , , . При расчетах по второй группе предельных состояний (по деформациям) доверительная вероятность принимается , а расчётные характеристики обозначаются как , , .

На четвёртом этапе, на основе полученного значения доверительного интервала для определяемой расчетной характеристики, рассчитывают по формуле (1.52) коэффициент надежности по грунту .

На заключительном этапе  по формуле (1.48) определяют расчетные характеристики.

 




Информация о работе Инженерно-геологические элементы. Нормативные и расчётные значения физических характеристик. Расчётные значения механических характери