6.2 材料、地基、围岩性能的标准值

    对于有条件对材料、地基和围岩试件按试验规程进行试验的工程，可通过对试验数据统计分析确定试件性能的概率分布和统计参数。据此按本标准第6.2.2条～第6.2.4条对标准值的规定，以相应的分位值确定材料、地基和围岩性能的标准值。

6.2.2  材料强度标准值一般取概率分布的低分位值。按照《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153-2008的规定，并参考国际上如英国、俄罗斯、德国、日本和欧洲混凝土委员会(CEB)的规定，本标准规定取0.05分位值作为人工材料强度的标准值。此时，当材料强度按正态分布时，其标准值为

    当按对数正态分布时，其标准值近似为

    式中：μ_f、σ_f及δ_f——材料强度的平均值、标准差及变异系数。

    岩、土材料主要指筑坝等采用的岩石和土料，作为坝体的岩、土天然材料，在施工过程中其压实质量受到控制。《碾压式土石坝施工规范》DL/T 5129-2001规定：对堆石料、砂砾料以及对防渗土料在现场取样所测定干密度应按合格率不小于90％控制。由于碾压岩、土体的强度很大程度上取决于其干密度，因此岩、土材料强度的标准值采用0.1的分位值是可行的。此时，当材料强度按正态分布时，其标准值为 

    当按对数正态分布时，其强度标准值近似为

    水工大体积混凝土结构的尺寸有时不由应力条件控制，由结构布置或重力稳定条件决定。若其强度标准值采用与水工钢筋混凝土结构的混凝土强度标准值的分位值，将会导致增大水泥用量，造成浪费。因此，《水工混凝土施工规范》DL/T 5144-2001规定，混凝土生产质量水平的评判，当强度不低于标准值的80％时作为合格，达到90％以上时则为优良。故而规定大体积混凝土强度标准值可采用0.2分位值。此时，当材料强度按正态分布时，其标准值为

    当按对数正态分布时，其强度标准值为

    岩石坝基和洞室围岩的抗剪强度，一般根据现场的少量试件进行统计分析，并采用小值平均值为其标准值。

    岩土性能参数的标准值，当有可能采用可靠性估值时，可根据区间估计理论确定，用子样的平均值和标准差近似地分别代替母体的平均值μ_f和标准差σ_f，单侧置信界限值由式求得，式中t_α为学生氏函数值，按平均值μ_f的置信度1—α和样本容量n查t-分布表求得。

    t-分布常用于随机变量的容量较小(如n＜10)时，对其平均值区间的估计。平均值区间由上、下两值组成，大值对应于上置信限(对应分位值为1—α/2)，小值对应于下置信限(对应分位值为α/2)，上、下两置信限可根据工程需要取用。对于材料的强度，一般取下置信限，对于各种作用(荷载)值则取上置信限。

6.2.3  材料、地基、围岩的变形模量、泊松比以及物理性能的标准值是决定结构构件刚度的主要参数。刚度大，应力增大，变形减小；刚度小，应力减小，变形则增大。根据《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153-2008的规定，上述参数取0.5分位值作为标准值。但对一些利用地基、围岩的弹性抗力作为抗力的结构，应采用不利分位值确定其标准值。如拱坝坝肩基础的变形模量对拱冠和拱座应力，土基变形模量对建筑物不均匀沉陷有控制性影响时，其变形模量的标准值可采用不利分位值。

6.2.4  本条规定了在确定材料标准值时，要考虑有害介质或其他不良环境对结构材料性能的影响。

    有害介质或其他不良环境对结构材料性能的影响是多方面的，如钢材在高温、低温或重复应力循环作用下都会引起强度性能的降低；混凝土在应力、冻融和有害介质长期作用下产生的微裂隙会导致混凝土强度的降低；木材长期在高温(40℃～50℃)作用下，或在潮湿工作条件和干湿交替作用下，强度会降低，甚至腐烂变质；岩体内的软弱夹层长期在水流作用下也会引起强度、抗渗、抗管涌等性能的降低。

    国内外关于不良环境或有害介质对结构材料性能的影响均有所考虑。如木材长期在40℃～50℃条件下工作时，其强度应降低20％；水力渗透坡降与混凝土的溶蚀速度有关，因此限制其渗透坡降的上限值对延长地下防渗墙的寿命有利。又如，混凝土在渗水作用下会带走游离氧化钙而使其强度降低，渗透性增加，因此常按其强度降低50％的年限作为选择墙厚的准则，这一年限T(年)可用下式计算：

    式中：a——使混凝土强度降低50％所需的溶蚀水量(m³/kg)；

          μ——每立方米混凝土用水泥量(kg/m³)；

          L——墙厚(m)；

          k——渗透系数(m/年)；

          i——渗透坡降；

          B——安全系数。