Вопрос к геологам. Какие характеристики учитываются при выделении ИГЭ?
Какие характеристики грунта используются при выделении ИГЭ по ГОСТ 205522-96? И можно ли при статистичиской обработке включать архивные данные?
__________________
Анкл Бенц
Просмотров: 7955
Сообщений: n/a
Так же ж там (в ГОСТе) все и написано. В разделе 4:
| 4.1. Исследуемые грунты предварительно разделяют на ИГЭ с учетом их происхождения, текстурно-структурных особенностей и вида. [. ] 4.2. [. ] Для анализа используют физические характеристики, а при достаточном количестве и механические |
Кто как смотрит, но прежде всего — число пластичности, показатель текучести, плотность скелета грунта. А механические свойства, как правило, у грунтов с различными физ.свойствами и так различаются. Они лишь должны подтвердить правильность выделение ИГЭ по физическим свойствам (хотя, кончено, всякое бывает). Кроме того, отдельно смотрятся специфические свойства грунтов: просадочность, набухание и прочее.
Регистрация: 05.12.2006
Сообщений: 363
Вопрос возникает из-за п. 4.5 где ограничивается коэффициент вариации . для физических характеристик 0,15, механических 0,3. то что это относится к грунтам закономерно изменяющих свои свойства экспертиза внимание не обращает.
Для грунтов полутвердых, например, с разбросом по показателю текучести от 0,05 до 0,24 коэффициент вариации получается больше 0,15..заставляли выбрасывать крайние значения.
__________________
Анкл Бенц
Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
Регистрация: 30.01.2008
Сообщений: 18,649
Тут в соседней теме недавно геологов вроде бы судить хотели за такие дела.
Сваи в итоге не забить было из-за неверного выделения ИГЭ.
Объединили в 1 ИГЭ грунты с одинаковой текстурой и разной прочностью что ли. не помню. И причём вроде бы даже почти законно.
Чем закончилось не знаю.
Т. о. ИГЭ чем больше, тем лучше. В плане исков.
__________________
«Безвыходных ситуаций не бывает» барон Мюнхаузен
Сообщений: n/a
Опытным путём определяются 5 физических характеристик грунта: влажность, плотность, плотность минеральной части, влажность грунта на верхнем и нижнем пределах пластичности. Всё остальное — по формулам. И если число пластичности определяется как разность влажностей верхнего и нижнего предела пластичности грунта, то все остальные характеристики — через отношения (деление/умножение) других. Т.е. для числа пластичности ещё можно определять коэффициент вариации (многие так и делают), но для прочих характеристик, определяемых по формулам, вычисление коэффициента вариации выглядит сомнительным.
В ГОСТе есть пункт 5.2, примечание к которому гласит:
| Для физических характеристик грунтов, вычисляемых по формулам (коэффициент пористости, число пластичности и др.) в зависимости от величин, определяемых опытным путем, и для компрессионного модуля деформации (приложение В) их нормативные значения могут быть установлены исходя из нормативных значений измеренных в опытах величин. |
Если экспертиза не согласится на уговоры о неразумности определения коэффициента вариации для характеристик, определяемым по формулам, то, ссылаясь на выше приведённое примечание, удаляете из таблиц стат.обработки все значения этих характеристик для каждого монолита и вычисляете их уже по нормативным значениям влажности, плотности, плотности минеральной части и влажностей грунта на верхнем и нижнем пределах пластичности. А в связи с отсутствием каких-либо значений для стат.обработки, коэффициент вариации определять не нужно будет.
Ну а по поводу закономерно и незакономерно изменяющихся свойств — на это почти никто не смотрит. Коэффициент вариации является более жёстким и более простым для. восприятия, что ли. Поэтому почти всегда смотрят на него и не заморачиваются.
Добавлено:
Я что-то так беззаботно и совершенно не задумываясь пишу о пластичности, текучести и прочем. Но всё это, разумеется, относится к глинистым грунтам. У дисперсных несвязных, скальных и полускальных грунтов имеются свой характеристики, по которым они выделяются в элементы.
Но, как я понял, вопрос в теме касается именно глинистых грунтов, так что, расписывать нюансы для остальных грунтов я не буду.
Последний раз редактировалось AlphaGeo, 16.11.2011 в 20:03 .
Для каких характеристик грунтов вычисляют коэффициент вариации
Статистическую обработку результатов испытаний проводят для оценки неоднородности грунтов, выделения инженерно-геологических элементов (ИГЭ) и расчетных грунтовых элементов (РГЭ), а также для вычисления нормативных и расчетных значений характеристик грунтов.
Неоднородность грунта оценивается с помощью коэффициента вариации характеристик грунта. Для сравнения неоднородности по разным характеристикам может применяться сравнительный коэффициент вариации, определяемый по приложению А.
3.3. Статистическую обработку проводят для частных значений характеристик грунтов или фиксируемых в отдельных испытаниях величин, которые составляют случайную выборку.
При наличии закономерного изменения характеристики в каком-либо направлении (чаще всего с глубиной) статистическая обработка проводится для определения параметров аналитической зависимости, аппроксимирующей опытные точки линейной или кусочно-линейной функцией.
3.4. Статистическую обработку результатов испытаний выполняют для ИГЭ или РГЭ.
За ИГЭ принимают некоторый объем грунта одного и того же происхождения и вида при условии, что значения характеристик грунта изменяются в пределах элемента случайно (незакономерно) либо наблюдающаяся закономерность такова, что ею можно пренебречь. В последнем случае должны выполняться требования 4.5. ИГЭ наделяют постоянными нормативными и расчетными значениями характеристик. Комплекс ИГЭ образует инженерно-геологическую модель объекта.
За РГЭ принимают некоторый объем грунта не обязательно одного и того же происхождения и вида, в пределах которого нормативные и расчетные значения характеристик по условиям применяемого при проектировании грунтового объекта расчетного или экспериментального метода могут быть постоянными или закономерно изменяющимися по направлению (чаще всего по глубине). РГЭ может включать часть одного или несколько ИГЭ. Комплекс РГЭ образует расчетную геомеханическую модель объекта.
Примечание. Объем, местоположение и конфигурацию ИГЭ и РГЭ устанавливают с учетом геологических данных и сведений об объекте строительства.
3.5. Для всех характеристик грунта вычисляют нормативные, а для характеристик, используемых в расчетах, и расчетные значения.
Нормативные значения характеристик определяют как среднестатистические, получаемые осреднением их частных значений, или отвечающие осредненным по частным значениям аппроксимирующим зависимостям между измеряемыми в опытах величинами (или функционально с ними связанными величинами), или зависимостям каких-то из этих величин от координат по одному из направлений.
Расчетное значение получают делением нормативного значения на коэффициент надежности по грунту.
3.6. Коэффициент надежности по грунту должен устанавливаться с учетом изменчивости и числа определений характеристики (числа испытаний) при заданной доверительной вероятности.
1. По указаниям норм проектирования различных видов сооружений при вычислении расчетного значения характеристики могут вводиться и другие коэффициенты, учитывающие влияние факторов, которые не могут быть учтены статистическим путем.
2. Для отдельных характеристик грунтов по указаниям норм проектирования различных видов сооружений их расчетные значения могут быть приняты равными нормативным значениям.
3.7. Значения доверительной вероятности при вычислении расчетного значения характеристики грунта принимают в соответствии с рекомендациями норм проектирования различных видов сооружений.
3.8. Опытные данные, для которых проводится статистическая обработка, должны быть получены единым методом испытания.
3.9. Применяемые в настоящем стандарте методы статистической обработки используют нормальный или логарифмически нормальный закон распределения вероятностей.
3.10. Настоящие методы применяют при числе определений характеристик грунтов или фиксируемых в опытах величин не менее шести.
Для каких характеристик грунтов вычисляют коэффициент вариации
Методы статистической обработки результатов испытаний
Soils. Statistical treatment of the test results
Дата введения 2013-07-01
Предисловие
Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-изыскательским и конструкторско-технологическим институтом оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова (НИИОСП им.Н.М.Герсеванова), ОАО «НИЦ «Строительство» при участии Национального объединения изыскателей (НОИЗ), Московского геологоразведочного института (МГРИ — РГГРУ)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»
3 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и оценке соответствия в строительстве (приложение В к протоколу N 40 от 4 июня 2012 г.)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Минэкономики Республики Армения
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 октября 2012 г. N 597-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 20522-2012 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2013 г.
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Сентябрь 2019 г.
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.
В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»
Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 4, 2023
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает применяемые при инженерно-геологических изысканиях, проектировании и строительстве методы статистической обработки результатов испытаний грунтов, составляющих различные грунтовые объекты (основания сооружений, массивы, вмещающие подземные сооружения, сооружения из грунта, склоны и т.д.).
Данные методы применяют для статистической обработки результатов определений физических и механических (прочностных и деформационных) характеристик всех грунтов (см. ГОСТ 25100), а также для выделения инженерно-геологических и расчетных грунтовых элементов.
Требования настоящего стандарта не распространяются на параметры прочности и деформируемости грунтов при динамических воздействиях, а также на характеристики крупнообломочных грунтов, получаемые с применением моделирования гранулометрических составов.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 12248.1 Грунты. Определение характеристик прочности методом одноплоскостного среза
ГОСТ 12248.3 Грунты. Определение характеристик прочности и деформируемости методом трехосного сжатия
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (www.easc.by) или по указателям национальных стандартов, издаваемым в государствах, указанных в предисловии, или на официальных сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации. Если на документ дана недатированная ссылка, то следует использовать документ, действующий на текущий момент, с учетом всех внесенных в него изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то следует использовать указанную версию этого документа. Если после принятия настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение применяется без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 вероятность: Числовая характеристика возможности появления какого-либо определенного события в тех или иных определенных условиях, которые могут повторяться неограниченное число раз, выражаемая в долях единицы или процентах. Вероятности, с которыми характеристики грунтов, трактуемые как случайные величины, принимают те или иные значения, образуют распределение вероятностей, для установления которого по выборочным данным оценивают один или несколько параметров распределения.
3.2 доверительный интервал: Интервал, вычисленный по выборочным данным, который с заданной вероятностью (доверительной) накрывает неизвестное истинное значение оцениваемого параметра распределения.
3.3 доверительная вероятность: Вероятность того, что доверительный интервал накроет неизвестное истинное значение параметра, оцениваемого по выборочным данным.
3.4 односторонняя доверительная вероятность: Вероятность того, что неизвестное истинное значение параметра не выйдет за пределы нижней (или верхней) границы доверительного интервала.
3.5 среднее значение (выборочное): Среднеарифметическое частных значений, образующих выборку величин, независимых друг от друга и от пространственных координат.
3.6 среднеквадратическое отклонение: Мера отклонения опытных данных от выборочного среднего значения или функциональной зависимости, выражаемая в абсолютных единицах и вычисляемая по формулам (4), (12).
3.7 коэффициент вариации: Мера отклонения опытных данных от выборочного среднего значения, выражаемая в долях единицы или процентах и вычисляемая по формуле (5).
3.9 число степеней свободы: Число независимых наблюдений, равное числу определений характеристики минус число оцениваемых статистических параметров.
3.10 метод наименьших квадратов: Метод статистической оценки функциональной зависимости путем установления таких ее параметров, при которых сумма квадратов отклонений опытных данных от этой зависимости является минимальной.
3.11 инженерно-геологический элемент; ИГЭ: Основная грунтовая единица при инженерно-геологической схематизации грунтового объекта, определяемая положениями 4.6.
3.12 расчетный грунтовый элемент; РГЭ: Основная грунтовая единица, выделяемая с учетом применяемого при проектировании грунтового объекта расчетного или экспериментального метода, определяемая по 4.6.
4 Общие положения
4.1 Статистическую обработку результатов испытаний проводят для оценки неоднородности грунтов, выделения ИГЭ, а при необходимости и РГЭ, и вычисления нормативных и расчетных значений характеристик грунтов.
4.2 Опытные данные, для которых проводится статистическая обработка, должны быть получены единым методом испытания.
4.3 Применяемые в настоящем стандарте методы статистической обработки используют нормальный закон распределения вероятностей. При большом коэффициенте вариации (более 0,3), при получении отрицательного значения расчетной характеристики, при получении расчетной характеристики менее минимального значения в совокупности опытных данных могут быть использованы и другие законы распределения, например логарифмически нормальный (см. приложение Б).
4.4 Неоднородность грунта оценивают с помощью коэффициента вариации характеристик грунта (см. 6.4).
4.5 Статистическую обработку проводят для частных значений характеристик грунтов или фиксируемых в отдельных испытаниях величин, которые составляют случайную выборку.
При наличии закономерного изменения характеристики в каком-либо направлении (чаще всего с глубиной) статистическую обработку проводят для определения параметров корреляционной зависимости, аппроксимирующей опытные точки линейной или кусочно-линейной функцией.
4.6 Статистическую обработку результатов испытаний выполняют для ИГЭ или РГЭ.
За ИГЭ принимают некоторый объем грунта одного и того же происхождения, подвида и/или разновидности (см. ГОСТ 25100) при выполнении одного из условий: значения характеристик грунта изменяются в пределах элемента случайно (незакономерно), значения характеристик грунта изменяются в пределах элемента закономерно, однако наблюдающаяся закономерность такова, что ею можно пренебречь. В случае выявления закономерности должны выполняться требования 5.5. ИГЭ наделяют постоянными нормативными и расчетными значениями характеристик. Комплекс ИГЭ используют при создании инженерно-геологической модели объекта.
За РГЭ принимают некоторый объем грунта не обязательно одного и того же происхождения, подвида или разновидности, в пределах которого нормативные и расчетные значения характеристик по условиям применяемого расчетного или экспериментального метода проектирования объекта могут быть постоянными или закономерно изменяющимися по направлению (чаще всего по глубине). РГЭ может включать в себя один или несколько ИГЭ. Комплекс РГЭ используют при создании расчетной геомеханической модели объекта.
1 Местоположение, конфигурацию и объем ИГЭ и РГЭ устанавливают с учетом сведений об объекте строительства и геологических данных.
2 Выделение РГЭ должно осуществляться совместно изыскателем и проектировщиком.
4.7 Для всех характеристик грунта вычисляют нормативные, а для характеристик, используемых в расчетах, и расчетные значения.
Нормативные значения характеристик определяют как среднестатистические, получаемые осреднением их частных значений, или отвечающие осредненным по частным значениям аппроксимирующим зависимостям между измеряемыми в опытах величинами (или функционально с ними связанными величинами), или по зависимостям каких-либо из этих величин от координат по одному из направлений.
Расчетное значение получают делением нормативного значения на коэффициент надежности по грунту .
4.8 Коэффициент надежности по грунту должен устанавливаться с учетом изменчивости и числа определений характеристики (числа испытаний) при заданной доверительной вероятности.
1 В расчетное значение характеристики проектировщиком в соответствии с указаниями норм проектирования различных видов сооружений могут вводиться и другие коэффициенты надежности, учитывающие влияние факторов, которые не могут быть учтены статистическим путем.
2 Для отдельных характеристик грунтов по указаниям норм проектирования различных видов сооружений их расчетные значения могут быть приняты равными нормативным значениям.
4.9 Значения доверительной вероятности при вычислении расчетного значения характеристики грунта принимают в соответствии с рекомендациями норм проектирования различных видов сооружений и должны быть указаны в задании на изыскания и программе работ на проведение инженерно-геологических изысканий.
4.10 Число определений характеристики грунтов, необходимое для вычисления ее нормативного и расчетного значения, может быть установлено из формулы (6) в зависимости от заданных коэффициента вариации характеристики, показателя точности (погрешности) ее среднего значения и доверительной вероятности.
Минимальное число определений характеристик грунтов или фиксируемых в опытах значений должно быть шесть. Увеличение числа определений позволяет получить более достоверные нормативные и расчетные значения характеристик.
5 Выделение инженерно-геологического элемента и расчетного грунтового элемента
5.1 Исследуемую толщу грунтов предварительно разделяют на ИГЭ с учетом их происхождения, текстурно-структурных особенностей, подвида и/или разновидности (см. ГОСТ 25100), а также сведений об объекте строительства.
Межгосударственный стандарт ГОСТ 20522-96 «Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний» (введен в действие постановлением Минстроя РФ от 1 августа 1996 г. N 18-58) (утратил силу)
Приложение А (рекомендуемое). Вычисление сравнительного коэффициента вариации
Приложение Б (рекомендуемое). Проверка необходимости дополнительного разделения ИГЭ и возможности объединения двух ИГЭ в РГЭ
Приложение В (рекомендуемое). Вычисление нормативного и расчетного значений модуля деформации с использованием аналитической аппроксимации компрессионной кривой
Приложение Г (рекомендуемое). Вычисление нормативных и расчетных значений характеристик грунтов с использованием логарифмически нормального закона распределения
Приложение Д (рекомендуемое). Вычисление нормативного и расчетного значений характеристики при ее закономерном изменении с глубиной
Приложение Е (обязательное). Вычисление нормативных и расчетных значений угла внутреннего трения и удельного сцепления по результатам испытаний грунтов при трехосном сжатии
Приложение Ж (обязательное). Статистические таблицы
Межгосударственный стандарт ГОСТ 20522-96
«Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний»
(введен в действие постановлением Минстроя РФ от 1 августа 1996 г. N 18-58)
Soils. Statistical treatment of the test results
Дата введения 1 января 1997 г.
Взамен ГОСТ 20522-75
ГАРАНТ:
Приказом Росстандарта от 29 октября 2012 г. N 597-ст взамен настоящего ГОСТа с 1 июля 2013 г. введен в действие ГОСТ 20522-2012
1. Область применения
Настоящий стандарт устанавливает применяемые при инженерно-геологических изысканиях, проектировании и строительстве методы статистической обработки результатов испытаний грунтов, составляющих различные грунтовые объекты (основания сооружений, склоны, массивы, вмещающие подземные сооружения, грунтовые сооружения и их элементы и т.д.).
Методы применяют для статистической обработки результатов определений физических и механических (прочностных и деформационных) характеристик всех грунтов, а также при выделении основных грунтовых единиц — инженерно-геологических и расчетных грунтовых элементов (разделы 3 и 4).
В настоящем стандарте применяют следующие термины.
Вероятность — числовая характеристика степени возможности появления какого-либо определенного события в тех или иных определенных условиях, которые могут повторяться неограниченное число раз, выражается в долях единицы или процентах.
Вероятности, с которыми характеристики грунтов, трактуемые как случайные величины, принимают те или иные значения, образуют распределение вероятностей, для установления которого по выборочным данным оценивают один или несколько параметров распределения.
Доверительный интервал — интервал, вычисленный по выборочным данным, который с заданной вероятностью (доверительной) накрывает неизвестное истинное значение оцениваемого параметра распределения.
Доверительная вероятность — вероятность того, что доверительный интервал накроет неизвестное истинное значение параметра, оцениваемого по выборочным данным.
Односторонняя доверительная вероятность — вероятность того, что неизвестное истинное значение параметра не выйдет за пределы нижней (или верхней) границы доверительного интервала.
Среднее значение (выборочное) — среднеарифметическое из частных значений, образующих выборку независимых друг от друга и от пространственных координат величин.
Коэффициент вариации — мера отклонения опытных данных от выборочного среднего значения, выражаемая в долях единицы или процентах, вычисляется по формуле (5).
Сравнительный коэффициент вариации — мера изменчивости величины, зависящая от начала отсчета выборки, вычисляется по формуле (A.1) приложения А.
Метод наименьших квадратов — метод статистической оценки функциональной зависимости путем установления таких ее параметров, при которых сумма квадратов отклонений опытных данных от этой зависимости является минимальной.
Среднеквадратическое отклонение — мера отклонения опытных данных от выборочного среднего значения или от функциональной зависимости, выражаемая в абсолютных единицах, вычисляется по формулам (4), (12).
Число степеней свободы — число независимых наблюдений, равное числу определений n характеристики минус число оцениваемых статистических параметров.
Инженерно-геологический элемент (ИГЭ) — основная грунтовая единица при инженерно-геологической схематизации грунтового объекта, определяемая положениями 3.4.
Расчетный грунтовый элемент (РГЭ) — основная грунтовая единица, выделяемая с учетом применяемого при проектировании грунтового объекта расчетного или экспериментального метода, определяемая положениями 3.4.
3. Общие положения
3.1 Статистическую обработку результатов испытаний проводят для оценки неоднородности грунтов, выделения инженерно-геологических элементов (ИГЭ) и расчетных грунтовых элементов (РГЭ) и вычисления нормативных и расчетных значений характеристик грунтов.
3.2 Неоднородность грунта оценивается с помощью коэффициента вариации характеристик грунта (5.4). Для сравнения неоднородности по разным характеристикам может применяться сравнительный коэффициент вариации, определяемый по приложению А.
3.3 Статистическую обработку проводят для частных значений характеристик грунтов или фиксируемых в отдельных испытаниях величин, которые составляют случайную выборку.
При наличии закономерного изменения характеристики в каком-либо направлении (чаще всего с глубиной) статистическая обработка проводится для определения параметров аналитической зависимости, аппроксимирующей опытные точки линейной или кусочно-линейной функцией.
3.4 Статистическую обработку результатов испытаний выполняют для ИГЭ или РГЭ.
За ИГЭ принимают некоторый объем грунта одного и того же происхождения и вида при условии, что значения характеристик грунта изменяются в пределах элемента случайно (незакономерно), либо наблюдающаяся закономерность такова, что ею можно пренебречь. В последнем случае должны выполняться требования 4.5. ИГЭ наделяют постоянными нормативными и расчетными значениями характеристик. Комплекс ИГЭ образует инженерно-геологическую модель объекта.
За РГЭ принимают некоторый объем грунта не обязательно одного и того же происхождения и вида, в пределах которого нормативные и расчетные значения характеристик при проектировании грунтового объекта по условиям применяемого расчетного или экспериментального метода могут быть постоянными или закономерно изменяющимися по направлению (чаще всего по глубине). РГЭ может включать часть одного или несколько ИГЭ. Комплекс РГЭ образует расчетную геомеханическую модель объекта.
Примечание. Объем, местоположение и конфигурацию ИГЭ и РГЭ устанавливают с учетом геологических данных и сведений об объекте строительства.
3.5 Для всех характеристик грунта вычисляют нормативные, а для характеристик, используемых в расчетах, и расчетные значения.
Нормативные значения характеристик определяют как среднестатистические, получаемые осреднением их частных значений, или отвечающие осредненным по частным значениям аппроксимирующим зависимостям между измеряемыми в опытах величинами (или функционально с ними связанными величинами), или зависимостям каких-то из этих величин от координат по одному из направлений.
Расчетное значение получают делением нормативного значения на коэффициент надежности по грунту.
3.6 Коэффициент надежности по грунту должен устанавливаться с учетом изменчивости и числа определений характеристики (числа испытаний) при заданной доверительной вероятности.
1. По указаниям норм проектирования различных видов сооружений при вычислении расчетного значения характеристики могут вводиться и другие коэффициенты, учитывающие влияние факторов, которые не могут быть учтены статистическим путем.
2. Для отдельных характеристик грунтов по указаниям норм проектирования различных видов сооружений их расчетные значения могут быть приняты равными нормативным значениям.
3.7 Значения доверительной вероятности при вычислении расчетного значения характеристики грунта принимают в соответствии с рекомендациями норм проектирования различных видов сооружений.
3.8 Опытные данные, для которых проводится статистическая обработка, должны быть получены единым методом испытания.
3.9 Применяемые в настоящем стандарте методы статистической обработки используют нормальный или логарифмически нормальный закон распределения вероятностей.
3.10 Настоящие методы применяют при числе определений характеристик грунтов или фиксируемых в опытах величин не менее шести.
4. Выделение инженерно-геологического элемента (ИГЭ) и расчетного грунтового элемента (РГЭ)
4.1 Исследуемые грунты предварительно разделяют на ИГЭ с учетом их происхождения, текстурно-структурных особенностей и вида.
Характеристики грунтов в каждом предварительно выделенном ИГЭ анализируют с целью установить и исключить значения, резко отличающиеся от большинства значений, если они вызваны ошибками в опытах или принадлежат другому ИГЭ.
4.2 Окончательное выделение ИГЭ проводят на основе оценки характера пространственной изменчивости характеристик грунтов и их коэффициента вариации, а также сравнительного коэффициента вариации При этом необходимо установить, изменяются характеристики грунтов в пределах предварительно выделенного ИГЭ случайным образом или имеет место их закономерное изменение в каком-либо направлении (чаще всего с глубиной).
Для анализа используют физические характеристики, а при достаточном количестве и механические.
Примечание. Для выделения ИГЭ наряду с физическими и механическими характеристиками грунтов могут использоваться фиксируемые в опытах величины или показатели, получаемые с помощью зондирования и других экспресс-методов.
4.3 Для оценки характера пространственной изменчивости характеристик их наносят на инженерно-геологические разрезы в точках их определения, строят графики рассеяния, а также графики зондирования. Для выявления закономерного изменения характеристик строят точечные графики изменения их значений по направлению или применяют положения 1 и 2 приложения Д.
4.4 Если установлено, что характеристики грунтов изменяются в пределах предварительно выделенного ИГЭ случайным образом, этот элемент принимают за окончательный независимо от значений коэффициента вариации (5.4) характеристик.
За единый инженерно-геологический элемент могут быть приняты грунты, представленные часто сменяющимися тонкими (менее 20 см) слоями и линзами грунтов различного вида. Слои и линзы, сложенные рыхлыми песками, глинистыми грунтами с показателем текучести более 0,75, илами, сапропелями, заторфованными грунтами и торфами, следует рассматривать как отдельные инженерно-геологические элементы независимо от их толщины.
4.5 При наличии закономерного изменения характеристик грунтов в каком-либо направлении (чаще всего с глубиной) следует решить вопрос о необходимости разделения предварительно выделенного ИГЭ на два или несколько новых ИГЭ.
Дополнительное разделение ИГЭ не проводят, если выполняется условие
где V — коэффициент вариации (5.4);
— допустимое значение V, принимаемое равным для физических характеристик 0,15, а для механических (см.4.2) — 0,30.
Если коэффициенты вариации превышают указанные значения, дальнейшее разделение ИГЭ проводят так, чтобы для вновь выделенных ИГЭ выполнялось условие (1).
Разделение ИГЭ может быть проведено на основе сравнения средних значений характеристик грунта во вновь выделенных ИГЭ в соответствии с приложением Б.
4.6 При проведении дополнительного разделения первоначально выделенного ИГЭ (4.5), определяя границы вновь выделяемых ИГЭ, необходимо учитывать:
— наличие тенденции к скачкообразному изменению характеристик грунтов;
— положение уровня подземных вод;
— наличие зон просадочных, набухающих и засоленных грунтов и грунтов с примесью органических веществ;
— наличие в скальных грунтах зон разной степени выветрелости и разгрузки;
— наличие в элювиальных грунтах зон разной степени выветрелости;
— наличие зон грунтов разной консистенции;
— наличие в вечномерзлых грунтах зон разной степени льдистости и цементации льда.
4.7 Выделение РГЭ проводят на основе выделенных при инженерно-геологической схематизации ИГЭ применительно к конкретному методу расчета объекта (экспериментального метода) с наделением его конкретными характеристиками, необходимыми для возможности использования этого метода. При этом РГЭ в общем случае могут не совпадать с ИГЭ по одному или нескольким показателям (по форме, размерам, местоположению, характеристикам и их значениям).
В РГЭ могут быть также объединены два соседних ИГЭ, представленных грунтами разного происхождения, но одного вида, если выполняются требования приложения Б.
4.8 При выделении РГЭ, в пределах которых значения характеристик принимаются закономерно (не скачкообразно) изменяющимися по направлению (например, по глубине) оценку этой изменчивости производят с использованием положений 1 и 2 приложения Д, а критерием возможности выделения РГЭ является условие (1), в котором коэффициент вариации вычисляется по формуле (Д.3) приложения Д. Если условие (1) не выполняется, то проводят разделение РГЭ так, чтобы выполнялось условие (1).
5. Вычисление нормативных и расчетных значений характеристик грунтов, представленных одной величиной
5.1 Определение нормативных и расчетных Х значений характеристик грунтов для ИГЭ и РГЭ в случае принятия для последнего постоянных значений и Х следует проводить в соответствии с 5.2 — 5.7. Для РГЭ при закономерном изменении характеристик по направлению (чаще всего по глубине) их нормативные и расчетные значения следует определять в соответствии с 5.8.
5.2 Нормативное значение всех физических (влажности, плотности, пластичности и т.п.) и механических характеристик грунтов (модуля деформации, предела прочности на одноосное сжатие, относительных просадочности и набухания и т.п.) принимают равным среднеарифметическому значению и вычисляют по формуле
где n — число определений характеристики;
— частные значения характеристики, получаемые по результатам отдельных i-х опытов.
Примечание. Для физических характеристик грунтов, вычисляемых по формулам (коэффициент пористости, число пластичности и др.) в зависимости от величин, определяемых опытным путем, и для компрессионного модуля деформации (приложение В) их нормативные значения могут быть установлены исходя из нормативных значений измеренных в опытах величин.
5.3 Выполняют статистическую проверку для исключения возможных ошибок, оставшихся после анализа опытных данных в соответствии с 4.1. Исключают то частное (максимальное или минимальное) значение , для которого выполняется условие
где — статистический критерий, принимаемый в зависимости от числа определений n характеристики по таблице Ж.1 приложения Ж;
S — среднеквадратическое отклонение характеристики, вычисляемое по формуле
Если какое-либо значение характеристики исключено, следует для оставшихся опытных данных заново вычислить по формуле (2) и S по формуле (4).
5.4 Вычисляют коэффициент вариации V характеристики и показатель точности ее среднего значения по формулам:
где — коэффициент, принимаемый по таблице Ж.2 приложения Ж в зависимости от заданной односторонней доверительной вероятности и числа степеней свободы К = n — 1.
5.5 Вычисляют коэффициент надежности по грунту по формуле
Примечание. Знак перед величиной принимают таким, чтобы обеспечивалась большая надежность основания или сооружения.
5.6 Вычисляют расчетное значение Х характеристики грунта по формуле
Примечание. В формулах (6) — (8) вместо альфа, а также в качестве индекса для Х могут быть указаны значения доверительной вероятности.
5.7 Если коэффициент вариации V характеристики (5.4) превышает 0,4, ее нормативное и расчетное значение может быть вычислено с использованием логарифмически нормального закона распределения по приложению Г.
5.8 При закономерном изменении характеристики по направлению (например, по глубине h) ее нормативные и расчетные X(h) значения могут быть вычислены в пределах РГЭ по приложению Д. При этом при определении подлежащих исключению из выборки частных значений (5.3) необходимо в формуле (3) заменить на , а S вычислить по формуле (Д.2) приложения Д.
6. Вычисление нормативных и расчетных значений угла внутреннего трения и удельного сцепления грунтов
6.1 Нормативные и расчетные значения угла внутреннего трения фи и удельного сцепления с по результатам опытов на одноплоскостной срез вычисляют путем статистической обработки частных значений и (6.2 — 6.5) или путем статистической обработки всех пар опытных значений сопротивления срезу и нормального напряжения как единой совокупности (6.6 — 6.12). Второй из указанных способов должен использоваться согласно соответствующим нормам проектирования для систем, включающих гидротехнические и (или) энергетические сооружения.
1. Число определений частных значений и в первом способе и число определений пар и во втором способе должно бытъ не менее шеста.
2. Методика статистической обработки результатов испытаний грунтов при трехосном сжатии приведена в приложении Е.
6.2 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 :
где k — число определений в каждой точке ИГЭ.
Если при вычислении по формуле (10) получается , то принимают , а вычисляют по формуле
6.3 По найденным значениям и вычисляют нормативные значения и по формуле (2) и среднеквадратические отклонения и по формуле (4).
6.4 Выполняют статистическую проверку для исключения возможных ошибок в значениях и в соответствии с 5.3. Пару значений и исключают, если хотя бы для одного из них выполняется условие (3). При этом для оставшихся опытных данных следует заново вычислить значения , , и .
6.5 Вычисляют для и с коэффициент вариации V, показатель точности , коэффициент надежности по грунту и их расчетные значения по формулам (5)-(8).
Примечание. Если по формуле (6) для или с получится >1, расчетное значение этой характеристики следует принять равным нулю.
6.6 При статистической обработке всех n пар опытных значений и как единой совокупности нормативные значения и вычисляют по формулам (9) и (10), в которых значения , . и k необходимо заменить на и и n соответственно.
6.7 Вычисляют среднеквадратическое отклонение сопротивления срезу по формуле
Примечание. В формуле (12) следует заменить n-2 на n-1, если по 6.6 принято =0, a вычислен по формуле (11).
6.8 Выполняют статистическую проверку для исключения возможных ошибок в значениях в соответствии с 5.3.
Исключают наиболее отклоняющееся от нормативной зависимости значение , для которого выполняется условие (3). При этом в условие (3) следует подставить вместо проверяемое значение , вместо — соответствующее , значение и вместо S — значение из (12).
Если какое-либо значение будет исключено, следует заново вычислить значения , и по оставшимся опытным данным.
6.9 Расчетные значения и с 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 c должны сопровождаться сведениями о принятом диапазоне нормальных напряжений.
6.10 Нормативные значения сопротивления грунта срезу , вычисляют по формуле (13) и значения полудлин совместных доверительных интервалов и по формуле (14) при значениях нормального напряжения и :
где — коэффициент, принимаемый по таблице Ж.3 приложения Ж в зависимости от заданной односторонней доверительной вероятности , параметра , вычисляемого по формуле (16), и числа степеней свободы К = n — 2;
— опытные значения нормального напряжения;
6.11 Параметр , учитывающий значения диапазона /, / вычисляют по формуле
6.12 Вычисляют расчетные значения сопротивления срезу и по формуле (19) при нормальных напряжениях и , коэффициенты надежности по грунту и для и с по формуле (20) и расчетные значения и c по формуле (8):
Если , то вместо формулы (20) следует использовать формулу (21)