岩石试验抗压、抗拉区间强度及代表值可信度研究

研究岩石区间非定值强度问题以期适应实验室试验有限性、随机性的特点,以此反映岩石强度参数取值的区间性特征及可能性分布。首先,提出了岩石的抗压区间强度、抗拉区间强度的概念;其次,基于区间分析、未确知数学理论,结合实验室实际,给出了区间强度的求解方法,并提出了区间内不同强度代表值的可信度确定方法,有利于工程计算时强度参数的选取。最后,通过小样本和大样本的分析比较,对本文方法的合理性进行了验证。小样本研究表明,取可信度为95%时,岩石抗压、抗拉强度代表值小于常规均值计算得到的值,且常规均值计算求取的岩石抗压、抗拉强度代表值可信度在65%左右,可见通过常规均值计算的结果是偏危险的;将某矿山砂岩的320个试样(大样本)随机分成64组,每组5个试样(小样本),研究发现,320个岩样强度呈正态分布,把平均值238.17 MPa作为该区域砂岩的名义值,64个传统均值有32个的取值的大于名义值,证明小样本下(5个样本),用传统均值代表岩石强度其保证率为50%;64个区间强度有55个包含名义值,准确率为86%,且另外6个区间强度上限值均小于名义值,可见用区间强度代表岩石强度的保证率为95%。区间强度较传统均值更充分地表达了岩石强度的信息,完善了岩石强度参数确定方法,为实际工程设计施工、强度校核及可靠性研究中岩石强度参数的取值提供一条新途径。