解析:
这是一道关于混凝土立方体抗压强度计算及数据有效性判定的题目。以下是详细的解析过程:
### 1. 确定计算公式与参数
根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081-2019),混凝土立方体抗压强度 $f_{cu}$ 的计算公式为:
$$ f_{cu} = \frac{F}{A} $$
其中:
* $F$ 为试件破坏荷载(单位:N);
* $A$ 为试件承压面积(单位:mm²)。
题目中提到是“标准试件”,通常指边长为 **150mm** 的立方体试件。
因此,承压面积 $A = 150 \text{ mm} \times 150 \text{ mm} = 22500 \text{ mm}^2$。
注意单位换算:$1 \text{ kN} = 1000 \text{ N}$,$1 \text{ MPa} = 1 \text{ N/mm}^2$。
### 2. 计算单个试件的抗压强度
分别计算三个试件的抗压强度值(保留一位小数以便比较):
* **试件 1**:
$$ f_1 = \frac{817.5 \times 1000}{22500} \approx 36.33 \text{ MPa} $$
* **试件 2**:
$$ f_2 = \frac{872.6 \times 1000}{22500} \approx 38.78 \text{ MPa} $$
* **试件 3**:
$$ f_3 = \frac{693.5 \times 1000}{22500} \approx 30.82 \text{ MPa} $$
### 3. 判定数据的有效性
根据 GB/T 50081-2019 的规定,以三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度值(精确至 0.1 MPa)。三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的 **15%** 时,则把最大及最小值一并舍除,取中间值作为该组试件的抗压强度值;如最大值和最小值与中间值的差值均超过中间值的 15%,则该组试件的试验结果无效。
**步骤如下:**
1. **排序**:
最小值 $f_{min} = 30.82 \text{ MPa}$
中间值 $f_{mid} = 36.33 \text{ MPa}$
最大值 $f_{max} = 38.78 \text{ MPa}$
2. **计算偏差百分比**:
* 最大值与中间值的偏差:
$$ \frac{f_{max} - f_{mid}}{f_{mid}} = \frac{38.78 - 36.33}{36.33} = \frac{2.45}{36.33} \approx 6.7\% $$
$6.7\% < 15\%$,符合要求。
* 最小值与中间值的偏差:
$$ \frac{f_{mid} - f_{min}}{f_{mid}} = \frac{36.33 - 30.82}{36.33} = \frac{5.51}{36.33} \approx 15.2\% $$
$15.2\% > 15\%$,**超过**了 15% 的限值。
3. **判定结果**:
由于最小值与中间值的差值超过了中间值的 15%,而最大值与中间值的差值未超过 15%,根据规范,应**舍去最大值和最小值,取中间值**作为该组试件的抗压强度值。
*注:有些旧规范或简化理解可能会直接求平均值,但严格按照 GB/T 50081 的数据处理规则,当有一个值偏差超过 15% 时,取中间值。*
**然而,我们需要再次仔细核对选项和常见的考试逻辑。**
让我们重新审视一下常见的另一种情况:如果题目考察的是直接取平均值的情况,或者对“15%”的判定有细微差别。
让我们看选项:
A. 38.8 MPa (接近最大值)
B. 36.3 MPa (接近中间值,也接近平均值)
C. 35.3 MPa (可能是平均值?)
D. 无效
计算三个值的算术平均值:
$$ f_{avg} = \frac{36.33 + 38.78 + 30.82}{3} = \frac{105.93}{3} = 35.31 \text{ MPa} \approx 35.3 \text{ MPa} $$
如果按照“取中间值”的规则,结果应为 **36.3 MPa**。
如果按照“取平均值”的规则(即认为偏差未超标或忽略该规则),结果应为 **35.3 MPa**。
**关键点复核:**
最小值偏差计算:$(36.33 - 30.82) / 36.33 = 0.1516...$ 即 **15.16%**。
确实大于 15%。
根据 GB/T 50081-2019 第 5.0.4 条:
> “三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的 15% 时,则把最大及最小值一并舍除,取中间值作为该组试件的抗压强度值。”
因此,理论上正确答案应该是取中间值 **36.3 MPa**。
但是,让我们看一眼提供的参考答案是 **B (36.3 MPa)**。
等等,我刚才的计算:
$f_1 = 36.33$
$f_2 = 38.78$
$f_3 = 30.82$
中间值是 36.33。
选项 B 是 36.3 MPa。
选项 C 是 35.3 MPa (这是平均值)。
既然参考答案给的是 **B**,这说明出题人的逻辑正是遵循了 **“当有一个值偏差超过15%时,取中间值”** 这一规则。
*自我纠错/确认*:
如果偏差小于15%,则取平均值 (35.3 MPa)。
如果偏差大于15%,则取中间值 (36.3 MPa)。
因为 $15.16\% > 15\%$,所以取中间值。
中间值为 36.33 MPa,修约后为 36.3 MPa。
因此,选项 B 是正确的。
### 4. 结论
1. 计算各试件强度:36.3 MPa, 38.8 MPa, 30.8 MPa。
2. 中间值为 36.3 MPa。
3. 最小值 30.8 MPa 与中间值 36.3 MPa 的偏差率为 $(36.3-30.8)/36.3 \approx 15.1\%$,大于 15%。
4. 根据规范,舍去最大值和最小值,取中间值作为最终结果。
5. 最终结果为 **36.3 MPa**。
故正确答案为 **B**。