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土壓力盒現場即時標定方法
【專利摘要】本發明公開一種土壓力盒現場即時標定方法，標定時，將筆記本電腦、數據連接線、應變采集儀、沙箱、承載板、多個重物和待標定的土壓力盒提到需要測土壓力的現場，利用原狀土將土壓力盒埋在沙箱的中心，將土壓力盒和應變采集儀連接，然后用現場原狀土填充將沙箱表面鋪平，覆蓋上承載板；對承載板逐級加載，應變采集儀分別采集每次的微應變值；將采集的微應變值和對應的載荷值輸入到筆記本電腦；電腦采用回歸公式進行直線擬合，最終獲得土壓力盒的應變與應力之間的精確關系。本發明利用電腦進行數據處理，從電腦上可以直觀、快捷地得到輸入量與輸出量間的數量關系，標定結束后，接著可以用標定好的土壓力盒現場測土壓力，標定方便、準確。
【專利說明】土壓力盒現場即時標定方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種土壓力盒標定方法。

【背景技術】
[0002]在巖土工程的壓力監測中，大多采用土壓力盒作為壓力傳感器，土壓力盒使用多次后需要標定，然后才能重新使用。現有的標定方法是，利用壓力裝置產生的氣體壓力進行標定，并運用端點法來確定靈敏度系數。但是這種方法存在兩點主要問題:(I)按端點法確定的系數過于簡單，容易產生試驗誤差；(2)氣體介質與試驗土(或砂)有差異，由于傳感器內部結構材料具有不同的介質兼容性，不同的介質中其靈敏度系數并不一樣，在氣體或液體介質中得到的靈敏度系數不宜直接應用于巖土工程的測量中。因此傳統的土壓力盒傳感器標定方法已經無法保證標定的準確性，而且對現在大多數土壓力盒傳感器已不再適用。
[0003]中國專利申請號2008102463021公開了一種土壓力盒原位標定裝置及其方法，該裝置的結構是:在圓形標定坑中，從下到上依次設置和連接有鋼筋混凝土底板(3)、套上了橡膠袋(5)的土壓力盒(I)、中粗砂(11)、原狀土(4)、橡膠墊(10)、加載鋼板(2)、千斤頂
(6)和反力架(7);反力架(7)和埋入圓形標定坑錨固孔中的地錨(8)互相垂直，通過栓銷
(9)連接。標定方法主要是:①將土壓力盒(I)接上鋼弦頻率測定儀(12)，測量土壓力盒
(I)在不受荷載條件下的初讀數；②將土壓力盒(I)置于土壓力盒原位標定裝置中；③逐級加載開始標定試驗:④標定出壓力輸入量與頻率輸出量之間的數量關系。該公開文獻公開的標定方法雖然能確保輸入的壓力和輸出的頻域關系可靠，但存在以下無缺陷:一是前期準備工作特別繁瑣，需要在現場開挖標定坑，坑外組裝千斤頂的反力架和地錨，坑周挖出錨固孔并安裝地瞄，然后在標定坑底澆筑鋼筋混凝土底板，最后埋置土壓力盒；二是標定結束后的數據處理分析不但麻煩而且不直觀，在千斤頂記載過程中，需要現場記錄多組載荷和輸出的頻率值，然后再對多組數據進行分析處理，標定出壓力輸入量與頻率輸出值的數量關系，標定人員一時半會看不到標定結果。上述兩個缺陷，導致該公開文獻標定方法不但繁瑣，而且標定時間長，根本無法適應現場即時標定。因此有必要開發一種土壓力盒現場便捷標定方法。


【發明內容】

[0004]為了解決上述土壓力盒標定方法存在的操作繁瑣、標定時間長的技術缺陷，本發明提出一種土壓力盒現場即時標定方法。
[0005]本發明的土壓力盒現場即時標定方法采取以下步驟:
[0006]第一步:首先準備實驗工具:一臺筆記本電腦、多根數據連接線、應變采集儀、沙箱、承載板、多個重物、待標定的土壓力盒(或稱壓力傳感器)；
[0007]第二步:將制備好的實驗工具提到需要測土壓力的現場，在沙箱中填充現場原狀土，土壓力盒埋在沙箱的中心，用數據連接線將土壓力盒和應變采集儀連接，然后用現場原狀土填充將沙箱表面鋪平，覆蓋上承載板；
[0008]第三步；將這多個重物從小到大逐級加載到承載板上給土壓力盒施載，應變采集儀分別采集每次的微應變值；
[0009]第四步:將應變采集儀每次采集的微應變值和對應的記載載荷值輸入到筆記本電腦；
[0010]第五步:電腦采用回歸公式(1.1)、(1.2), (1.3)進行直線擬合，最終獲得土壓力盒的應變與應力之間的精確關系；回歸公式如下:

【權利要求】
1.一種土壓力盒現場即時標定方法，其特征在于: 第一步:首先準備實驗工具:一臺筆記本電腦、多根數據連接線、應變采集儀、沙箱、承載板、多個重物和待標定的土壓力盒； 第二步:將準備好的實驗工具提到需要測土壓力的現場，在沙箱中填充現場原狀土，土壓力盒埋在沙箱的中心，用數據連接線將土壓力盒和應變采集儀連接，然后用現場原狀土填充將沙箱表面鋪平，覆蓋上承載板； 第三步；將這多個重物從小到大逐級加載到承載板上給土壓力盒施載，應變采集儀分別采集每次的微應變值； 第四步:將應變采集儀每次采集的微應變值和對應的記載載荷值輸入到筆記本電腦；第五步:電腦采用回歸公式(1.1)、(1.2)、(1.3)進行直線擬合，最終獲得土壓力盒的應變與應力之間的精確關系；回歸公式如下:y = ax+b (1.1)
式中: Ii—第1次應力值，等于第i次荷載值/ 土壓力盒的受力面積；單位MPa ； X1-在荷載i值下壓力傳感器的第i個輸出應變讀數，單位μ ε ; η-荷載級數。
【文檔編號】G01L27/00GK104075843SQ201410356141
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月24日 優先權日:2014年7月24日
【發明者】顧士坦, 楊光林, 肖治民, 李文帥, 李瑞芹 申請人:山東科技大學