2018年注册岩土工程师岩土工程勘察讲义：岩土参数的分析与选取

2018年注册岩土工程师岩土工程勘察讲义：岩土参数的分析与选取

第四章 岩土工程评价

第一节 岩土参数的分析与选取

　　一、岩土参数的可靠性和适用性

　　岩土参数的分析与选定是岩土工程分析评价和岩土工程设计的基础。评价是否符合客观实际，设计计算是否可靠，很大程度上取决于岩土参数选定的合理性。岩土参数可分为两类：一类是评价指标，用以评价岩土的性状，作为划分地层鉴定类别的主要依据;另一类是计算指标，用以设计岩土工程，预测岩土体在荷载和自然因素作用下的力学行为和变化趋势，并指导施工和监测。

　　工程上对这两类岩土参数的基本要求是可靠性和适用性。可靠性是指参数能正确反映岩土体在规定条件下的性状，能比较有把握地估计参数真值所在的区间。适用性是指参数能满足岩土工程设计计算的假定条件和计算精度要求。岩土工程勘察报告应对主要参数的可靠性和适用性进行分析，并在分析的基础上选定参数。岩土参数的可靠性和适用性在很大程度上取决于岩土体受到扰动的程度和试验标准。它涉及到两个问题：

　　①取样器和取样方法问题;

　　②试验方法和取值标准问题。

　　通过不同取样器和取样方法的对比试验可知，对不同的土体，凡是由于结构扰动强度降低得多的土，数据的离散性也显著增大。对同一土层的同一指标，采用不同的试验方法和标准发现，所获数据差异很大。

　　二、岩土参数的统计分析

　　由于岩土体的非均质性和各向异性以及参数测定方法、条件与工程原型之间的差异等种种原因，岩土参数是随机变量，变异性较大。故在进行岩土工程设计时，应在划分工程地质单元的基础上作统计分析，了解各项指标的概率系数，确定其标准值和设计值。

　　岩土参数统计分析前，一定要正确划分工程地质单元体。不同工程地质单元的数据不能一起统计，否则因不同单元体岩土的物理力学性质参数差异较大而导致统计的数据毫无价值。由于土的不均匀性，对同一工程地质单元(土层)取的土样，用相同方法测定的数据通常是离散的，并以一定的规律分布，可以用频率分布直方图和分布密度函数来表示。

　　三、岩土参数的标准值和设计值

　　岩土参数的标准值是岩土工程设计时所采用的基本代表值，是岩土参数的可靠性估值。它是在统计学区间估计理论基础上得到的关于参数母体平均值置信区间的单侧置信界限值。母体平均值μ可靠性估值fk(即标准值)按下式求得：

　　P( μ < fk ) = a

　　α为风险率，是一个可以接受的小概率，符合上式的是单侧置信下限。当采用此下限值作为设计值时，意味着参数母体平均值可以推断为一个大概率大于设计值，而仅有一个小的风险率可能会小于此值。在岩土工程勘察成果报告中，应按下列不同情况提供岩土参数值：

　　(1)一般情况下，应提供岩土参数的平均值(fm)、变异系数(δ)、数值范围和数据的个数(n)。

　　(2)承载能力极限状态计算需要的岩土参数标准值应按式(fk=rsfm)计算;当设计规范另有专门规定的标准值取值方法时，可按有关规范执行。正常使用极限状态计算需要的岩土参数宜采用平均值。评价岩土性状需要的岩土参数应采用平均值。

　　(3)当用以分项系数描述的设计表达式计算时，岩土参数的设计值fd可按下式计算： fd=fk / γ

　　式中：γ——岩土参数的分项系数，按有关设计规范的规定取值

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