前面分析了地基承载力标准值和允许值的三点差别,现在就它们的几个细节问题进行深入的讨论。
(1) “2011 《地基规范》”《条文说明》中提到的“我国规范中‘标准值’的含义可以有特征值、公称值、名义值、标定值四种”的说法,基本上是没错的。需要解释的是,其中的公称值、名义值、标定值等三个术语的概念是完全相同的。这在国内文献中都有据可查。如名义值,定义是“用非统计方法确定的值”。它的英文术语是nominal value;公称值,在《建筑结构荷载规范》GB 50009 -2012《条文说明》中的解释为,“目前,并非对所有荷载都能取得充分的资料,为此,不得不从实际出发,根据已有的工程实践经验,通过分析判断后,协议一个公称值(nominalvalue) 作为代表值”,这就是说,公称值是依据实践经验协议得出的值; 标定值,则在《条文说明》中有明确的解释,其概念与上述公称值相同,其英文术语也是nominal value。所以,公称值、名义值、标定值的准确含义可采用 “用非统计方法确定的值”。这样一来,我国规范中“标准值”的含义,只有两种: CharacteristicValue 和nominal value,而不是四种。其中nominal value 可译成名义值,或公称值,或标定值。
(2) 诚然,Characteristic Value 直译为特征值,但在我国,几乎所有的规范都译为标准值,同时把汉语中的标准值也译为Characteristic Value ( 只有“2011 《地基规范》”译为Standardized Value) 。标准值和特征值虽然词源相同,其概念的内涵有细微区别。关于标准值的概念,准确地说应当是特征值的概念。此时的标准值就是特征值,标准值的概念和就是特征值的概念,都是概率分布的0. 05 分位值。若因某种原因无法通过数理统计得出特征值时,才取名义值作为标准值。
虽然标准值有特征值和名义值两种含义,但在确定标准值时,特征值要优先于名义值,只有坚持“特征值优先于名义值”的原则,才能体现出极限状态设计方法是以概率理论为基础的重要特性。把特征值、公称值、名义值、标定值并列而不分主次,严格说来是不确切的,会给人一种误解,似乎是特征值和名义值都可以毫无条件的称为标准值。实际上用名义值充当标准值是有条件的,其条件是无法计算出特征值。
(3) 在我国规范中,特征值和无法确定特征值时的名义值,都可称之为标准值。但是在确定材料强度或地基承载力( 岩土强度) 名义值时,必须是材料强度或地基承载力( 岩土强度即岩土极限承载力) 的真实反映,如果反映的是材料强度或地基承载力( 岩土强度) 的一半或三分之一,还是不能称之为名义值,也不能称之为材料强度容许值或地基承载力容许值,只能称之为容许应力值( permissible stress value) 。
(4) 之所以采用特征值( 即允许值) 作为地基承载能力设计时的地基抗力指标,是为了“避免过去一律提‘标准值’时所带来的混淆”。这一解释很令人费解。当前,几乎所有的结构设计规范,材料的抗力( 强度) 指标,如混凝土、钢筋、砖石砌体、钢材等等,都使用标准值作为基本代表值,似未听说有什么混淆,就是在“2011 《地基规范》”中,有些岩土性能,如黏聚力和内摩擦角等也都采用标准值作为基本代表值,似也未有混淆之说。尤其是在使用室内饱和单轴抗压强度试验方法来确定完整、较完整和较破碎岩石的地基承载力特征值的计算公式中同时出现了标准值和特征值,并且是由标准值计算出特征值,也都没带来混淆。相反的是,用特征值表达允许值后,反而混淆了标准值、特征值、允许值三者之间的关系,甚至推演出允许值等于标准值的疑似悖论。进而将容许应力法视为极限状态设计方法中的正常使用极限状态,又混淆了两类设计方法的概念 。