环刀法检测土干密度不确定度评定.docxVIP

环刀法测密度不确定度评定 1 测量方法 测量依据： 测量依据GB/T 50123-1999《土工试验方法标准》。评定依据JJF1059.1-201X《测量不确定度评定与表示》。 环境条件： 温度：室温即可，相对湿度要求小于80%。 试验设备： 天平JJ5000，感量为0.1g；天平JJ500，感量为0.01g；烘箱FX101-2，温度控制在105±5℃；环刀，内径6-8cm，高2-5.4cm，壁厚1.5-2.2mm 被测对象： 为XX项目工程基层用土。 建立数学模型 ?0=m0V ?d=? 式中：?0—试样的湿密度（g/cm3），准确到0.01 g/cm3； m0—试样的湿质量（g）； m1—环刀与试样的总质量（g）； m2—环刀的质量（g）； V—试样（环刀）的体积（cm3）； ?d—试样的干密度（g/cm3）； w0—试样的含水率（%）。 表1为土样密度试验的测定结果。 表1 密度试验结果（环刀法） 土样编号 1 2 3 环刀号 1 2 3 4 5 6 环刀容积（cm3） 100 100 100 100 100 100 土样质量（g） 178.6 181.4 193.6 194.8 205.8 207.2 湿密度（g/cm3） 1.79 1.81 1.94 1.95 2.06 2.07 含水率（%） 13.5 14.2 18.2 19.4 20.5 21.2 干密度（g/cm3） 1.58 1.58 1.64 1.63 1.71 1.71 表2为试样含水率的测定结果。 表2含水率试验结果 试样序号 称量结果m/g 含水率（%） 湿土m0’（g） 干土md（g） 1 15.22 13.42 13.4 2 17.61 15.50 13.6 3 18.22 15.97 14.1 4 18.47 16.16 14.3 5 20.26 17.15 18.1 6 18.55 15.69 18.2 7 19.35 16.22 19.3 8 17.98 14.99 19.5 9 20.14 16.74 20.3 10 17.96 14.89 20.6 11 18.41 15.21 21.0 12 19.64 16.18 21.4 3 标准不确定度分量的来源的分析 根据环刀法测密度试验的特点，经分析，不确定度的主要来源是：测量湿密度不确定度分量uc(ρ0)，主要由测定试样不均匀性所引起的不确定度分量u(ρ0)、测定环刀与试样总质量称量引入的不确定度分量u(m1)、测定环刀质量称量引入的不确定度分量u(m2)三个因素引起；测定试样含水率所引起的不确定度分量uc(w)，主要由试样不均匀性u (w)、湿土称量偏差u ( 表3 影响土样密度测定准确性的主要因素 序号 影响因素 不确定度类型 1 湿密度偏差 试样不均匀性 A类 环刀与试样总质量 B类 环刀质量 2 含水率偏差 试样不均匀性 A类 湿土称量偏差 B类 干土称量偏差 B类 标准不确定度分量的评定 4.1湿密度标准不确定度的评定 1）试样不均匀性所引起的不确定度分量u(ρ0)的评定 对3个样做均匀性检验，每个样分别重复检测2次，每个试样湿密度平均值及标准方差计入表4。试样的不均匀性引入的不确定度用A类，采用合并标准偏差法进行评定。 表4 每个试样湿密度平均值及标准方差 ρi,j 1 2 3 1.58 1.64 1.71 1.58 1.63 1.71 平均值ρi 1.58 1.64 1.71 si 0 0.01 0 sp 0.0057735 表示测定状态不稳定，sp不可应用。而采用si中的smax来评定。从表4可知，smax=0.01g/cm3 所以试样不均匀性所引起的不确定度分量u(ρ0) u(ρ0)= smax=0.01g/cm3 自由度v= n-1=5 2）环刀与试样质量所引起的不确定度分量u (m1)的评定 环刀与试样质量的不确定度主要由天平的精度决定，采用B类进行评定。试验采用JJ5000型天平，该天平感量为0.1g，被测量可能值区间的边宽度a0为0.05g。环刀与试样的实际质量m1在区间[m1-a0，m1+a0]的各点的分布概率相等（矩形分布），对应的包含因子k=3。因此，环刀与试样质量m1的称量不确定度u(m1)为： u(m1)=a0/k=0.02887g 3）环刀质量所引起的不确定度分量u(m2)的评定 同上，环刀质量m2的称量不确定度u(m2)为： u(m2)=a0/k=0.02887g 4）合成湿密度标准不确定度uc 试样湿密度ρ0对于环刀质量m2的灵敏系数cm 试样湿密度ρ0对于环刀与试样质量m1的灵敏系数cm 由于试样不均匀性、环刀与试样总质量称量偏差、环刀质量称量偏差三个因素导致的土的湿密度测量不确定度分