水泥土无侧限抗压强度的不确定厚度评定

赵宸

淮安市建筑工程质量检测中心有限公司江苏淮安223002

摘要：水泥土无侧限抗压强度试验在JGJ/T233-2011《水泥土配合比设计规程》[1]和DGJ32/TJ154-2013《水泥土试验方法》均有描述。其主要区别在于细节处理有所不同。一是在地方标准DGJ30/TJ154-2013《水泥土试验方法》中规定“试体加载荷，应在上下表面涂抹润滑剂”，而行标中无此规定；在地方标准中还规定了试体破坏特征描述为“应力下降、试体产生裂纹和应力不变，变形不断发展（应变超过10%）”。

关键字：水泥土；抗压强度；不确定厚度

1、概述

1.1被测对象：一组规律为70.7mm*70.7mm*70.7mm的水泥土立方体试块，每组6块，以6块平均值作为最终结果。

1.2检测参数：抗压强度

1.3依据标准：JGJ/T233-2011《水泥土配合比设计规程》

1.4测试过程：将试件安放在试验机下垫板中心，试件的承压面应与成型面垂直，启动试验机后，上压板与试件接近时，应调整球座，使接触面均衡受压。以（0.03-0.15）kN/s的速率连续均匀地对试件加荷，直至试件破坏后记录破坏荷载，并精确至0.01kN。

2、被测量的测量模型

根据行业标准的要求，水泥土无侧限抗压强度按（式-1）计算：

fcu=P/A（式-1）

式中：fcu——水泥土无侧限抗压强度，MPa

P——破坏荷载，N

A——试件的荷载面积，mm2

3、被测量的不确定度来源的分析

无侧限抗压强度不确定度的分量包括：面积引起的不确定度分量UA,压力测量不确定度分量UP，样品不均匀性分量Uɡ。

4、各输入量不确定度分量及标准不确定度的计算：

4.1无侧限抗压试块为正方体，其受压面为正方形，实际测量时是测量试块的边长，两个边长的乘积即为受压面的面积。影响边长测量结果的不确定度分量包括样品的不平度和不垂直度引起的不确定度分量，尺子本身带来的不确定度分量，人员读数引起的不确定度分量，数值修约带来的不确定度分量。由于试块成型前对每个试模的不平度和不垂直度都进行了测量，不符合的试模剔除，不平度、不垂直度引起的不确定度分量可以忽略不计。

边长测量时所用300mm钢板尺的最大示值误差为1mm,按B类评定，

属于均匀分布uB=，因此由钢板尺的最大欠差带来的标准不确定度为uL1==0.58mm（式-2）

其相对不确定度为uL1，r=100%=100%=0.82%

读数引起的不确定度，该钢板尺分度值为1mm,可以估读至0.5个分度值，即0.5mm，按均匀分布，采用分类评定，则读数引起的不确定度为

uL2，r=*100%=0.41%（式-3）

数值修改引起的不确定度，按JGJ/T233-2011《水泥土配合比设计规程》要求，水泥土试块边长测量精确为1mm，则数值修改引起的不确定度按B类评定。

uL3=1/=0.29mmuL,r=UL12,r

uL3，r=0.29/70.7*100%=0.41%（式-4）

边长测量的相对标准不确定度为：

uL，r===1.00%

由于承压面的面积为两个边长的乘积，两边长测量过程有一定的相关性，为了避免确定相关参数，将其视为正相关，则面积的相对标准确定度为

uA,r=2uL，r=2.00%（式-5）

4.2压力引起的不确定度分量

影响压力测量结果的不确定度分量包括试验机本身带来的不确定度分量，人员读数引起的不确定度分量，加荷速速引起的不确定度分量。由于实验在规定速率范围内进行，其引起的确定度分量可以忽略不计。根据CNAS-TRL-007:2018《建设领域典型检验检测设备计量溯源在检测结果不确定度评估中的应用》[2]附录B，压力试验机示值误差引入的不确定度为uB=，分辨力带来的标准不确定度为。数值修约带来的不确定度为uB=。

YAW-300型微机控制压力试验机检定合格，其示值误差小于，按计算，又其服从均匀分布，则试验机的示值误差引入的不确定度按B类评定，其相对确定度为：

uP1,r==0.58%（式-6）

该试验机测量精度范围为10-300kN，分度值为0.001kN。所测水泥土对应的压力值为7.50kN，按矩形分布，采用B类评定，则读数引起的不确定度为：

uP2,r=100%=0.008%（式-7）

由于试验机示值误差和读数引起的不确定度分量彼此无关，则压力引起的相对确定度为：

up，r==0.58%（式-8）

4.3样品的不均匀性引起的不确定度

按照以往提供资料将水泥土试块分为10组，每组6块的测试，单组平均值分别计算，再按其10组结果平均值计算标准差为：

X=1.549≈1.55MPa

S(xi)==0.17MPa

S(X)==0.07MPa

===4.52%（式-9）

5、个成标准不确定度

uf,r===5.0%

uf=1.55*5.0%=0.08MPa

6、扩展不确定度

取包含因子k=2,则扩展不确定度为

U=2uf=0.16MPa

测量结果表示，水泥土的抗压强度测试结果为：fcu=1.55MPa,

u=0.16MPa,k=2

7、分析及说明

从上述的分析过程可以看出，在测量水泥土抗压强度过程中，设备对于检测结果的不确定度贡献较小，而样品的不均匀性带来的检测结果不确定度贡献最大，通常不均匀性包括样品的储备，养护过程及检测人员的操作等。

参考文献

[1]JGJ/T233-2011水泥土配合比设计规程.

[2]CNAS-TRL-007:2018建设领域典型检验检测设备计量溯源在检测结果不确定度评估中的应用.