Нормирование на основе оценки степени риска статистических показателей качества производства геосинтетических материалов и изделий Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 625.861

А.В. КОЧЕТКОВ, д-р техн. наук, профессор, член президиума Российской академии транспорта, Пермский национальный исследовательский политехнический университет; Н.Е. КОКОДЕЕВА, канд. техн. наук, Саратовский государственный технический университет; М.В. СТЕПАНОВ, главный инженер проекта, ООО «М-Дорсервис», Москва; М.В. ВЬЮГОВ, директор ООО «ФОРТЕК», Саратов;

Е.М. ХИЖНЯК, начальник отдела ОАО «ВАТИ», (г. Волжский, Волгоградская обл.)

Нормирование на основе оценки степени риска статистических показателей качества производства геосинтетических материалов и изделий

При конкуренции на рынке геотехнических материалов и изделий остро встает вопрос об определении технико-экономических преимуществ конкретного продукта или производства перед конкурентами.

Одной из нерешенных, но актуальных задач является учет в проектировании, производстве и применении геосинтетических материалов и изделий новых принципов технического регулирования, изложенных в Федеральном законе «О техническом регулировании», где устанавливается разработка технических регламентов с учетом степени риска и степени причиняемого ущерба [1—6].

Используется теоретико-вероятностный подход, основанный на теории риска, предложенный профессором В.В. Столяровым, который является руководителем нового научного направления «Проектирование, строительство и эксплуатация автомобильных дорог по условию обеспечения безопасности движения с учетом теории риска». В нем решаются задачи определения оценки риска по данным коэффициента вариации входных информативных параметров.

В настоящей статье по методике профессора В.В. Столярова решается обратная задача определения коэффициента вариации для показателей прочности геотехнической арматуры (как примера геосинтетического изделия) по данным оценки степени риска различного уровня. На этом примере разработана методика определения требований к качеству производства геотехнической арматуры. Считается важным, чтобы на всей конструкции геотехнической арматуры не было слабых мест, иначе возникает риск образования разрыва, т. е. коэффициент вариации прочности соединительного шва должен быть минимальным.

Для упрощения сначала последовательно задавались уровни риска 0,1; 0,15; 0,2; 0,3; 0,4. Строили графическое представление логарифмической зависимости, которая позволяет оценить влияние изменения уровня риска на изменение коэффициента вариации прочности соединительных швов геотехнической арматуры.

Использовали типовое нормативное значение для прочности геотехнической арматуры, заявляемое, например, группой компаний «ЕВРОДОР» (Санкт-Петербург) и ООО «ФОРТЕК» (Саратов).

Выражение для оценки вероятности разрыва шва геотехнической арматуры (г) имеет вид: /

/■ = 0,5 -Ф

- о»

v<

+ mi

(1)

где Ощшб — наибольшая прочность соединительного шва, кг/п. см; 'ИаШиб — среднее квадратическое отклонение наибольшей прочности соединительного шва, кг/п. см; °кр — критическая прочность соединительного шва, при которой вероятность его разрыва равна 50%, кг/п.см; _ среднее квадратическое откло-

нение критической прочности соединительного шва, кг/п. см; Ф — функция Лапласа.

Величина наибольшей прочности соединительного шва принята (с учетом требований заказчика согласно стандарту организации ООО «ФОРТЕК») °наиб = 10 кг/п. см.

Среднее квадратическое отклонение наибольшей прочности соединительного шва определяется по формуле:

'Яанаиб = Су™16 • Снаиб, (2)

где Су™"16 — коэффициент вариации наибольшей прочности соединительного шва.

Критическую прочность соединительного шва (°кр), при которой вероятность его разрыва равна 50%, устанавливаем по формуле:

- при С?* * 0,2

Окр =

+ [25 (С^) -1] (<ед -25<ед)-оп

25(С^)2-1

при ьу

0,2

25отпред

2а

(3)

(4)

'пред

где ск" — коэффициент вариации критической прочности соединительного шва; Опред — нормативное значение предельной прочности соединительного шва, равное 9,9 кг/п. см. При меньшем значении параметра Опред наступает пластическое деформирование соединительного шва при его растяжении при изгибе (появление бело-

среднее квадратическое отклонение

го цвета); "^пред предельной прочности соединительного шва, кг/п. см.

Среднее квадратическое отклонение предельной прочности соединительного шва вычисляем по формуле:

m

пред

= с

■О

пред,

(5)

С "пред . . . .

V — коэффициент вариации предельной прочности соединительного шва. Принято Су™™ = 0,1 [ОДН 218.046—01]. Тогда /«пред = 0,1 • 9,9 = 0,99 кг/п. см.

научно-технический и производственный журнал Q'fffjyTf S JJbrlbJ" 42 октябрь 2011 ы ®

0

.с -2

а,

ск -4

ри

а м -6

и

р

сс

о ^ -10

е

и

н -12

т

н со -14

-16

- 1 1 1

- У

-♦- Ряд 1

- /

Номер уровня риска, N

Зависимость изменения коэффициента вариации прочности изготавливаемых на производстве швов геосинтетической арматуры; белая точка - контрольное значение оценки риска и коэффициента вариации

При определении параметра Су учитывали, что разрыв соединительного шва при его критической прочности должен обладать той же однородностью исходных параметров, что и разрыв соединительного шва при его наибольшей прочности. То есть:

С°кр _ у-тснаиб

V V .

(6)

Среднее квадратическое отклонение критической прочности соединительного шва вычисляем по формуле:

/пк

. =Г°*Р ■ (

(7)

: 4,47 кг/п. см.

туры:

•кр—^у "кр.

Произведем ряд расчетов по данной методике. 1. Примем сР*"6 = 0,1. Тогда:

_У9,92+ [25 ОД2—1](9,92—25 0,992)—9,9 ' 25-ОД2—1

"Чаиб = 0,1 • 10 = 1 кг/п. см; »4 = 0,1 • 4,47 = 0,447 кг/п. см. Оценим риск разрыва шва геосинтетической арма-

10-4,47 4

г=0,5-Ф

=0,5-Ф(5)

^12 + 0,4472

= 0,5 - 0,4999992 = 0,0000008 = 8 • 10-7. 2. Примем С^""6 = 0,15. Тогда:

У9,92+ [25-0Д52- 1К9,92-25 0,992)-9,9 = 25-0,152-1

= 3,104 = 4,08 кг/п. см;

"Чл = 0,15 • 10 = 1,5 кг/п. см;

"Ч = 0,15 • 4,08 = 0,612 кг/п. см.

Оценим риск разрыва шва геосинтетической арматуры:

г-ч®наиб иV Номер уровня риска г 1п г

0,1 1 8 • 10-7 -14

0,15 Контрольное значение 0,000137 -8,9

0,2 2 0,00164 -6,41

0,3 3 0,0139 -4,276

0,4 4 0,036 -3,32

г=0,5-Ф

10 - 4,08 V 1,52 + 0,6122

=0,5-Ф(3,65):

= 0,5 - 0,4998631 = 0,000137. 3. Примем С^ = 0,3.

а _\/9,92+ [25-0,32—1](9,92—25-0,992)—9,9 ** 25 0,32—1

= 3,104 кг/п. см;

"Ч = 0,3 • 3,104 = 0,93 кг/п. см;

т.

г= 0,5-Ф

°каи6 = 0,3 • 10 = 3 кг/п. см. 10-3,104 Л

д/з2 + 0,932

=0,5-Ф(2,2)

4. Примем Су

0,5 - 0,486096 = 0,0139. = 0,4.

Подставив значения в формулу (3), получим: о _ У9,92+ [25 ■ 0,42- 1У 9,92—25 0,992)—9,9

кр 0

25 0,4 -1

= 2,65 кг/п. см;

"Ч = 0,4 • 2,65 = 1,06 кг/п. см;

"Чше = 0,4 • 10 = 4,0 кг/п. см.

г=0,5-Ф

10-2,65

=0,5-Ф(1,8)

л/42 +1,06

0,5 - 0,4640692 = 0,036.

5. Примем с£шшб = 0,2.

Подставив значения в формулу (3), получим:

_ <ед~ 25<реД _ 9,92-25 0,992 = 20пред 2 ■ 9,9

= 3,71 кг/п. см;

"Ч = 0,2 • 3,71 = 0,74 кг/п. см;

"Чшб = 0,2 • 10 = 2,0 кг/п. см.

' 10-3,71 '

г=0,5-Ф

л/22 + 0,742

=0,5-Ф(2,95)

= 0,5 - 0,49836 = 0,00164 .

Прологарифмируем оценки риска разрыва швов геотехнической арматуры и сведем полученные результаты в таблицу и на рисунок.

Примем нормативное значение риска г = 0,00001 = 1 • 10-4 (1пг = -9,2). Тогда согласно графику (рисунок) установленными требованиями к коэффициенту вариации параметров прочности швов геотехнической арматуры будет значение Сг = 0,14.

Данная методика реализована в вычислительном программном модуле «Качество-риск-2010» и принята как нормативный документ (стандарта организации) в группе компаний «Евродор» (Санкт-Петербург), ООО «Фортек» (Саратов), ОАО «ВАТИ» (г. Волжский). 1. Впервые поставлена и решена задача определения требований к статистическим показателям качества производства геотехнической арматуры на основе оценки степени риска с учетом результатов научной школы профессора В.В. Столярова.

2

3

4

Г; научно-технический и производственный журнал

^ ® октябрь 2011 43~

2. Данная методика реализована в вычислительном программном модуле «Качество-риск-2010» и принята как стандарты в ряде организаций.

Ключевые слова: нормирование, геосинтетические материалы, коэффициент вариации, теоретико-вероятностный подход, арматура.

Список литературы

1. Проектирование нежестких дорожных одежд (ОДН 218.046—01) / Гос. служба дор. хоз. Министерства транспорта РФ. М. : Транспорт, 2001. 145 с.

2. Методические рекомендации по применению геосеток и плоских георешеток для армирования асфальтобетонных слоев усовершенствованных видов покрытий при капитальном ремонте и ремонте автомобильных дорог (ОДМ 218.5.001-2009) М.: Федеральное дорожное агентство (РОСАВТОДОР). 2010. 85 с.

3. Столяров В.В. Проектирование автомобильных дорог с учетом теории риска. Части 1, 2. Саратов: СГТУ, 1994. 184 с., 232 с.

4. Кокодеева Н.Е. Влияние влажности подстилающего слоя грунта на вероятности нарушения сплошности монолитного слоя при изгибе // Актуальные проблемы эксплуатации транспорта: Межвуз. науч. сб. / Саратов: СГТУ, 2000. С. 139-144.

5. Кокодеева Н.Е. Оценка качества существующих дорожных одежд нежесткого типа с учетом вариации влажности (с позиции теории риска) // Дорожная держава. 2009. № 19. С. 72-75.

6. Семенов В.А. Качество и однородность автомобильных дорог. М.: Транспорт, 1989. 125 с.

ои НОЯБРЯ - ¿- ДЕКАБРЯ

г. Сургут, "Ледовый дворец"

40-я ю^иашшш ¿ьютсМш

АРХИТЕКТУРА И ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО

| Тмлшнпжк

Гг Аритпк|1 и г|1дост|Ш1Ш>ста

I —

Аритпк|1 и г|1дост|Ш1Ш>ста

Дмарпюттжцпжтуры а гаднтрктиктп Идимпщш г. Струга

При нддщххк

Иссцищн приппил цпмщй Сотп II (плппшп рта

(3462) 52-00-40, 32-34-53 ir.yugcont.ru, expo@wsmail.ru

Активатор

//и\\ измельчение акшвашСя синтез

Активатор-231_

100 30

¿60 я

1 40

20 О

■ ■ •

5 мин. ^ ^ г

У /

г 1 мин.

1 10 100 ди а метр частиц, мкм

Для пробоподготовки материалов

Лабораторные мельницы "Активатор" для заводских и исследовательских лабораторий.

100

30

. 60 8

Ч ЛО

&

20

Активатор-4М

■ 4*

у.

2 мин. 1 ■ *

■ * ■ ■

1 мин.

1 10 100 диаметр частим, мкм

Для наработки небольших партий материалов

Активатор-23

Для помола материалов в ударном, сдвиговом, вихревом режимах

www.activator.ru »

Новосибирск, Софийская 18, оф 107 630056, Новосибирск 56, а/я 141 Факс: 8 (383) 325-18-49 Тел; 8 913 942 94 81

й ":1гл1 Ье^^^Ёао! -и Реклама

научно-технический и производственный журнал £J\±Jг\i>\'::

44 октябрь 2011 ы ®