inbureИзвестия вузов. Инвестиции. Строительство. НедвижимостьIzvestiya vuzov. Investitsii. Stroitelstvo. Nedvizhimost2227-29172500-154XIrkutsk National Research Technical University10.21285/2227-2917-2026-2-369-378RGVADQinbure-439Research ArticleСТРОИТЕЛЬСТВОCONSTRUCTIONВыявление и анализ значимости источников неопределенности при оценке модуля крупности пескаIdentification and analysis of the significance of sources of uncertainty in estimating the sand size modulusЛебедеваТ. А.LebedevaT. A.

Лебедева Татьяна Анатольевна, к.т.н., доцент, доцент кафедры строительных конструкций и технологий строительства

Author ID: 646031

665709, г. Братск, ул. Макаренко, 40

Tatiana A. Lebedeva, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Associate Professor of the Department of Building Structures and Construction Technologies

Author ID: 646031

40 Makarenko St., Bratsk 665709

karusel_bratsk@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7752-4484ДаминоваА. М.DaminovaA. M.

Даминова Анастасия Михайловна, к.т.н., доцент кафедры строительных конструкций и технологий строительства

Author ID: 641376

665709, г. Братск, ул. Макаренко, 40

Anastasiya M. Daminova, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Department of Building Structures and Construction Technologies

Author ID: 641376

40 Makarenko St., Bratsk 665709

daminova_work@mail.ruБратский государственный университетРоссияBratsk State UniversityRussian Federation202622072026162369378Copyright © Лебедева Т.А., Даминова А.М., 20262026Лебедева Т.А., Даминова А.М.Lebedeva T.A., Daminova A.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://inbure.elpub.ru/jour/article/view/439

Целью данной работы является разработка и апробация подхода к оценке неопределенности измерений модуля крупности песка, основанного на выявлении значимых источников неопределенности для обеспечения достоверности результатов контроля качества и соответствия требованиям нормативных документов. Исследование направлено на разработку эффективной методики оценки неопределенности, необходимой для повышения точности и надежности контрольных мероприятий. Для достижения поставленной цели был применен подход, соответствующий ГОСТ 34100.3-2017/ISO/IEC Guide 98-3:2008. Он включал выявление потенциальных источников неопределенности в процессе определения модуля крупности песка, их классификацию на случайные и систематические. Для количественной оценки значимости этих источников был использован дисперсионный анализ на основе планированного эксперимента. Дисперсионный анализ позволил установить, что наиболее значимым источником неопределенности является неоднородность материала, которая объясняет 96,3 % общей дисперсии результатов определения модуля крупности песка. Человеческий фактор также статистически значим, но его вклад существенно меньше. Используемое оборудование не оказало статистически значимого влияния на дисперсию результатов. Полученные результаты проиллюстрированы с помощью статистических гистограмм. Исследование показало значимую роль неоднородности песка как основного источника неопределенности типа А. Для снижения суммарной неопределенности необходимо управление фактором «Материал» путем глубокого исследования характеристик песка, обуславливающих изменчивость и с учетом этого внедрение системы контроля качества поступающих партий песка.

The purpose of this work is to develop and test an approach to assessing the uncertainty of measuring the sand size modulus based on identifying significant sources of uncertainty to ensure the reliability of quality control results and compliance with the requirements of regulatory documents. The research is aimed at developing an effective methodology for estimating uncertainty, which is necessary to improve the accuracy and reliability of control measures. To achieve this goal, an approach was applied in accordance with GOST 34100.3-2017/ISO/IEC Guide 98-3:2008. It included identifying potential sources of uncertainty in the process of determining the sand size modulus, and classifying them into random and systematic ones. To quantify the significance of these sources, a variance analysis based on a planned experiment was used. The dispersion analysis allowed us to establish that the most significant source of uncertainty is the heterogeneity of the material, which explains 96.3% of the total dispersion of the results of determining the sand size modulus. The human factor is also statistically significant, but its contribution is significantly less. The equipment used did not have a statistically significant effect on the variance of the results. The obtained results are illustrated using statistical histograms. The study showed the significant role of sand heterogeneity as the main source of uncertainty of type A. To reduce the total uncertainty, it is necessary to manage the "Material" factor by deeply studying the characteristics of sand that cause variability and, taking this into account, the introduction of a quality control system for incoming sand shipments.

модуль крупности пескаисточники неопределенностидисперсия результатовдисперсионный анализслучайные и систематические составляющие неопределенностиfiness modulus of sandsources of uncertaintyvariance of resultsanalysis of variancerandom and systematic components of uncertaintyReferencesДавыдов В.М., Шкробова В.И. Методы определения причин несоответствий процесса установленным требованиям // Информационные технологии XXI века: сборник научных трудов. Хабаровск: Тихоокеанский государственный университет, 2023. С. 281–288. EDN: QVXRCA.Davydov V.M., Shkrobova V.I. Methods for Determining the Causes of Process Non-Conformities to Established Requirements. In: Information Technologies of the 21st Century: Collection of Scientific Papers. Khabarovsk: Pacific State University, 2023. P. 281–288. (In Russ.). EDN: QVXRCA.Montgomery D.C. Introduction to Statistical Quality Control. New York: John Wiley&Sons, 2020. 754 p.Montgomery D.C. Introduction to Statistical Quality Control. New York: John Wiley&Sons, 2020. 754 p.Гатауллин Р.Р., Шакирова Д.М. Инструменты менеджмента качества // Повышение управленческого, экономического, социального и инновационно-технического потенциала предприятий, отраслей и народно-хозяйственных комплексов: сб. статей XIII Междунар. науч.-практ. конф. (г. Пенза, 19–20 мая 2022 г.). Пенза, 2022. С. 56–58. EDN: ECWHYD.Gataullin R.R., Shakirova D.M. Quality Management Tools. In: Povyshenie upravlencheskogo, ekonomicheskogo, sotsial'nogo i innovatsionno-tekhnicheskogo potentsiala predpriyatii, otraslei i narodno-khozyaistvennykh kompleksov: sbornik statei XIII Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii = Enhancing the Managerial, Economic, Social, and Innovative-Technical Potential of Enterprises, Industries, and National Economic Complexes: A Collection of Articles from the XIII International Scientific and Practical Conference. 19–20 May 2022, Penza. Penza; 2022. P. 56–58. (In Russ.). EDN: ECWHYD.Шишлаков М.А. Закон «Об обеспечении единства измерений» и неопределенность измерения // Главный метролог. 2019. № 4. С. 38–45. EDN: UBVMMC.Shishlakov M.A. The Law “On Ensuring the Uniformity of Measurements” and the Uncertainty of Measurement. Glavnyi metrolog. 2019;4:38-45. (In Russ.). EDN: UBVMMC.Шкробова В.И., Давыдов В.М. Исследование погрешностей при определении причин несоответствий как фактор повышения качества продукции // Роль технического регулирования и стандартизации в условиях цифровой экономики. Материалы V Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых (г. Екатеринбург, 02 ноября 2023 г.). Екатеринбург, 2023. С. 360–366. EDN: AGMYRA.Shkrobova V.I., Davydov V.M. Research of Errors in Determining the Causes of Inconformity as a Factor of Increasing Product Quality. In: Rol tekhnicheskogo regulirovaniya i standartizatsii v usloviyakh tsifrovoi ekonomiki. Materialy V Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii molodykh uchenykh = The Role of Technical Regulation and Standardization in the Digital Economy. Proceedings of the V International Scientific and Practical Conference of Young Scientists. 02 November 2023, Yekaterinburg. Yekaterinburg; 2023. P. 360–366. (In Russ.). EDN: AGMYRA.Балашова Ю.А., Изранов С.А. Неопределенность измерений // Актуальные вопросы современной науки и образования. Сб. статей XX Междунар. науч.-практ. конф. (г. Пенза, 20 июня 2022 г.). Пенза, 2022. С. 48–50. EDN: ULANQG.Balashova Yu.A., Izranov S.A. Measurement Uncertainty. In: Aktualnye voprosy sovremennoi nauki i obrazovaniya. Sbornik statei XX Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii = Current Issues in Modern Science and Education. Collection of Articles from the XX International Scientific and Practical Conference. 20 June 2022, Penza. Penza; 2022. P. 48–50. (In Russ.). EDN: ULANQG.Turdialieva M.M., Raxmonberdiyeva L.B. qizi Application of Measurement Uncertainty Methods in Scientific and Engineering Research // International Conference on Interdisciplinary Science. 2025. Vol. 2. Iss. 6. P. 170–174.Turdialieva M.M., Raxmonberdiyeva L.B. qizi Application of Measurement Uncertainty Methods in Scientific and Engineering Research. International Conference on Interdisciplinary Science. 2025;2(6):170-174.Knapp W. Tolerance and Uncertainty // Transactions on Engineering Sciences. 2001. Vol. 34. P. 357–366.Knapp W. Tolerance and Uncertainty. Transactions on Engineering Sciences. 2001;34:357-366.Понкратенко А.В., Давыдов В.М. Понятие неопределенности измерений и его развитие в отечественной метрологии // Роль технического регулирования и стандартизации в условиях цифровой экономики. Материалы V Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых (г. Екатеринбург, 02 ноября 2023 г.). Екатеринбург, 2023. С. 353–360. EDN: WBPDPV.Ponkratenko A.V., Davydov V.M. The Concept of Uncertainty of Measurement and Its Development in Russian Metrology. In: Rol tekhnicheskogo regulirovaniya i standartizatsii v usloviyakh tsifrovoi ekonomiki. Materialy V Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii molodykh uchenykh = The Role of Technical Regulation and Standardization in the Digital Economy. Proceedings of the V International Scientific and Practical Conference of Young Scientists. 02 November 2023, Yekaterinburg. Yekaterinburg; 2023. P. 353-360. (In Russ.). EDN: WBPDPV.Грачёва Ю.В. Неопределенность измерений при калибровке лабораторных дозирующих устройств // Аналитика. 2021. Т. 11. № 2. С. 154–159. https://doi.org/10.22184/2227-572X.2021.11.2.154.159. EDN: NMUMJD.Gracheva Yu.V. Estimation of Measurement Uncertainty During Calibration of Laboratory Metering Devices. Analytics. 2021;11(2):154-159. (In Russ.). https://doi.org/10.22184/2227-572X.2021.11.2.154.159. EDN: NMUMJD.Чижова А.А. Оценивание неопределенности измерений // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Сб. материалов VII Междунар. науч.-практ. конф., посвященной Дню космонавтики: в 3 т. (г. Красноярск, 12–16 апреля 2021 г.). Красноярск, 2021. Т. 2. С. 869–871. EDN: JSQAGI.Chizhova A.A. Estimation of Measurement Uncertainty. In: Aktualnye problemy aviatsii i kosmonavtiki. Sbornik materialov VII Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, posvyashchennoi Dnyu kosmonavtiki: v 3 tomakh = Current Issues in Aviation and Cosmonautics. Proceedings of the VII International Scientific and Practical Conference Dedicated to Cosmonautics Day: in 3 Volumes. 12–16 April 2021, Krasnoyarsk. Krasnoyarsk; 2021. Vol. 2. P. 869–871. (In Russ.). EDN: JSQAGI.Zinoviev A.A., Lebedeva T.A, Daminova A.M. Status of Construction Laboratories and Their Role in the Safety Structure of Buildings and Structures // AIP Conference Proceedings. 2022. Vol. 2434. Iss. 1. P. 020025. https://doi.org/10.1063/5.0095665.Zinoviev A.A., Lebedeva T.A, Daminova A.M. Status of Construction Laboratories and Their Role in the Safety Structure of Buildings and Structures. AIP Conference Proceedings. 2022;2434(1):020025. https://doi.org/10.1063/5.0095665.Воронова Т.С., Пильцов М.В., Кулыгин В.А. Неопределенность измерений при определении их точности // Сборник научных трудов Ангарского государственного технического университета. 2023. № 20. С. 12–15. EDN: BGCWGS.Voronova T.S., Piltsov M.V., Kulygin V.A. Uncertainty of Measurements in Determining their Accuracy. Scientific Papers Collection of the Angarsk State Technical University. 2023;20:12-15. (In Russ.). EDN: BGCWGS.Хамханова Д.Н., Хадыков М.Т., Мосоров В.И., Бахрунов К.К. Оценивание неопределенности измерения при испытаниях на растяжение высокопрочных болтов // iPolytech Journal. 2022. Т. 26. № 4. С. 601–611. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2022-4-601-611. EDN: MUBWSJ.Khamkhanova D.N., Khadykov M.T., Mosorov V.I., Bakhrunov K.K. Evaluation of the Measurement Uncertainty During the Tensile Tests of High-Strength Bolts. iPolytech Journal. 2022;26(4):601-611. (In Russ.). https://doi.org/10.21285/1814-3520-2022-4-601-611. EDN: MUBWSJ.Молчанов М.А., Голубинский Ю.М. Разработка комплексного показателя однородности поверхности на основе критериев неопределенности // Economic Aspects of Industrial Development in the Transition to a Digital Economy. Сб. науч. статей по материалам VI Междунар. науч.-практ. конф. (г. Уфа, 21 сентября 2021 г.). Уфа, 2021. С. 5–11. EDN: DJDBSY.Molchanov M.A., Golubinskii Yu.M. Development of a Comprehensive Indicator of Surface Homogeneity Based on Uncertainty Criteria. In: Economic Aspects of Industrial Development in the Transition to a Digital Economy. Sbornik nauchnykh statei po materialam VI Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii = Economic Aspects of Industrial Development in the Transition to a Digital Economy. Collection of Scientific Articles Based on the Materials of the VI International Scientific and Practical Conference. 21 September 2021, Ufa. Ufa; 2021. P. 5–11. (In Russ.). EDN: DJDBSY.Селиванова З.М., Скоморохов К.В. Идентификация измерительной ситуации при определении теплофизических свойств твердых материалов в условиях неопределенности // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2021. Т. 27. № 4. С. 516–527.https://doi.org/10.17277/vestnik.2021.04.pp.516-527 EDN: FJARTY.Selivanova Z.M., Skomorokhov K.V. Identification of the Measuring Situation When Determining Thermal Properties of Solid Materials under Uncertainty. Transactions TSTU. 2021;27(4):516-527. (In Russ.). https://doi.org/10.17277/vestnik.2021.04.pp.516-527. EDN: FJARTY.Хамханова Д.Н., Сундарон Э.М. Источники неопределенности при поверке мерной стеклянной колбы // Advances in Science and Technology. Сб. статей XXVI Междунар. науч.-практ. конф. (г. Москва, 31 января 2020 г.). М., 2020. С. 157–159. EDN: GPHXVY.Khamkhanova D.N., Saundaron E.M. Sources of Uncertainty of Measurements at the Verification of a Dimensional Glass Flask. In: Advances in Science and Technology. Sbornik statei XXVI Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii = Advances in Science and Technology. Collection of articles from the XXVI International Scientific and Practical Conference. 31 January 2020, Moscow. Moscow; 2020. P. 157-159. (In Russ.). EDN: GPHXVY.Савровский К.К. Методология оценки неопределенности результатов калибровки измерительного оборудования, применяемого для обеспечения механических испытаний материалов // Главный метролог. 2020. № 6. С. 30–37. EDN: AZRIVX.Savrovskii K.K. Methodology for Assessing the Uncertainty of Calibration Results of Measuring Equipment Used to Ensure Mechanical Testing of Materials. Glavnyi metrolog. 2020;6:30-37. (In Russ.). EDN: AZRIVX.Aggogeri F., Barbato G., Modesto Barini E., Genta G., Levi R. Measurement Uncertainty Assessment of Coordinate Measuring Machines by Simulation and Planned Experimentation // CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. 2011. Vol. 4. Iss. 1. P. 51–56.https://doi.org/10.1016/j.cirpj.2011.01.007.Aggogeri F., Barbato G., Modesto Barini E., Genta G., Levi R. Measurement Uncertainty Assessment of Coordinate Measuring Machines by Simulation and Planned Experimentation. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. 2011;4(1):51-56. https://doi.org/10.1016/j.cirpj.2011.01.007.van Dijk M., Kok G. Comparison of Uncertainty Evaluation Methods for Virtual Experiments with an Application to a Virtual CMM // Measurement: Sensors. 2025. Vol. 38. P. 1–6. https://doi.org/10.1016/j.measen.2024.101785.van Dijk M., Kok G. Comparison of Uncertainty Evaluation Methods for Virtual Experiments with an Application to a Virtual CMM. Measurement: Sensors. 2025;38:1-6. https://doi.org/10.1016/j.measen.2024.101785.Рогачева Т.В. Расчет неопределенности при проведении испытаний по определению группы горючести строительных материалов // Вестник Командно-инженерного института МЧС Республики Беларусь. 2010. № 2. С. 70–77. EDN: SMWNYZ.Rogacheva T.V. Calculation of Uncertainty in Tests to Determine the Flammability Group of Building Materials. Vestnik Komandno-inzhenernogo instituta MCHS Respubliki Belarus. 2010;2:70-77. (In Russ.). EDN: SMWNYZ.Кутяйкин В.Г., Горбачев П.А. Оценивание неопределенности при определении прочностных характеристик материалов // Компетентность. 2021. № 7. С. 16–20. https://doi.org/10.24412/1993-8780-20217-16-20. EDN: GFUKRI.Kutyaykin V.G., Gorbachev P.A. Estimation of Uncertainty in Determining the Strength of Materials’ Characteristics. Competency. 2021;7:16-20. (In Russ.). https://doi.org/10.24412/1993-8780-2021-7-16-20. EDN: GFUKRI.Ченцова Ю.С., Толмачев В.В., Забелина А.А. Оценивание неопределенности при испытаниях на ударный изгиб с использованием стандартного образца // Эталоны. Стандартные образцы. 2023. Т. 19. № 4. С. 143–150. https://doi.org/10.20915/2077-1177-2023-19-4-143-150. EDN: YPVPJL.Chentsova Iu.S., Tolmachev V.V., Zabelina A.A. Estimation of Uncertainty in Charpy Pendulum Impact Test Using the Reference Material. Measurement Standards. Reference Materials. 2023;19(4):143-150. (In Russ.). https://doi.org/10.20915/2077-1177-2023-19-4-143-150. EDN: YPVPJL.Мухамеджанова О.Г., Демидов Д.Г., Рекус И.Г., Комарова Л.Ю. Методика расчета неопределенности прочности на растяжение при изгибе бетонных призм // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. № 2. С. 542–547. https://doi.org/10.24412/2071-6168-2021-2-542-547. EDN: PWXIMD.Muhamedjanova O.G., Demidov D.G., Rekus I.G., Komarova L.Yu. Measurement Methodology for Uncertainty of Resilience to Stretching in a Curve of Concrete Prisms. Izvestiya Tulskogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskie nauki. 2021;2:542-547. (In Russ.). https://doi.org/10.24412/2071-6168-2021-2-542-547. EDN: PWXIMD.Хакимов О. Ультразвуковой метод определения прочности бетона и его неопределенность // Тенденции и перспективы развития городов. 2023. Т. 1. № 1. С. 351–353.Khakimov O. Ultrasonic Method for Determining Concrete Strength and Its Uncertainty. Tendentsii i perspektivy razvitiya gorodov. 2023;1(1):351-353. (In Russ.).Мартинсон В.Л., Кочетков А.В., Болячевец И.А., Малазония Г.Ш., Белозеров Я.М. Расчет неопределенности измерения толщины образцов асфальтобетона в лаборатории строительного контроля // Химия. Экология. Урбанистика. 2024. Т. 3. С. 145–150. EDN: OHJOTU.Martinson V.L., Kochetkov A.V., Bolyachevets I.A., Malazonia G.S., Belozerov Ya.M. Calculation of the Uncertainty of Measuring the Thickness of Samples Asphalt Concrete in the Construction Control Laboratory. Khimiya. Ekologiya. Urbanistika. 2024;3:145-150. (In Russ.). EDN: OHJOTU.Пивоваров В.А. Методы контроля прочности бетона на основе измерений поверхностной твердости, проблемы метрологического обеспечения измерений // Мир измерений. 2017. № 1. С. 6–13. EDN: YHOICT.Pivovarov V.A. Methods of Monitoring Concrete Strength Based on Surface Hardness Measurements, Problems of Metrological Support of Measurements. Measurements World. 2017;1:6-13. (In Russ.). EDN: YHOICT.Alavi S.A., Noel M. Uncertainty and Prediction Intervals of New Machine Learning Approach for Non-Destructive Evaluation of Concrete Compressive Strength // Buildings. 2025. Vol. 15. Iss. 4. P. 544. https://doi.org/10.3390/buildings15040544.Alavi S.A., Noel M. Uncertainty and Prediction Intervals of New Machine Learning Approach for Non-Destructive Evaluation of Concrete Compressive Strength. Buildings. 2025;15(4):544. https://doi.org/10.3390/buildings15040544.Собина Е.П. Метрология пористости и проницаемости твердых веществ и материалов: монография. Екатеринбург: Издательско-полиграфический центр УрФУ, 2021. 428 с. https://doi.org/10.20915/2687-0886-B-978-5-7996-3249-6. EDN: EFKLMC.Sobina E.P. Metrology of Solid Materials and Substances Porosity and Permeability. Ekaterinburg: Publishing and Printing Center of UrFU, 2021. 428 p. (In Russ.). https://doi.org/10.20915/2687-0886-B-978-5-7996-3249-6. EDN: EFKLMC.Лебедева Т.А., Мирзоев М.А. Выявление источников неопределенности измерений при контроле качества строительных материалов на основе жидкостекольных композиций // Труды Братского государственного университета. Серия: Естественные и инженерные науки. 2024. Т. 1. С. 220–222. EDN: QAQNTN.Lebedeva T.A., Mirzoev M.A. Identification of Sources of Measurement Uncertainty in Quality Control of Building Materials Based on Liquid Glass Compositions. Trudy Bratskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Estestvennye i inzhenernye nauki. 2024;1:220-222. (In Russ.). EDN: QAQNTN.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.