[发明专利]土介质自由应力场中微型土压力传感器的标定方法

摘要

一种土介质自由应力场中微型土压力传感器的标定方法，其步骤主要是：（1）液压标定试验得到液压标定系数；（2）土介质标定试验进行逐级加载；（3）获取各级加载时的土介质模量；（4）获取各级加载时的匹配误差β_i；（5）建立匹配误差β与土介质模量E_s的函数关系式：以土介质模量E_s为横坐标，以匹配误差β为纵坐标，将各级加载时的土介质模量和匹配误差β_i绘制成散点图，采用分式函数对散点图进行拟合，得到拟合参数K₁、K₂、K₃；（6）确定土介质标定系数：土介质标定系数为k′，该方法合理地剔除了微型土压力传感器置于自由应力场中与土介质相互作用所产生的匹配误差问题，可明显提高土压力测量的准确性，为岩土工程的设计、施工、维护等提供更可靠的试验依据。

主权项

1.一种土介质自由应力场中微型土压力传感器的标定方法，包括以下步骤：（1）液压标定试验：通过液压标定试验，由输入液体荷载p_l及输出信号q_με的关系曲线，拟合得出微型土压力传感器液压标定系数k=p_l/q_με；（2）土介质标定试验：测量出现场土介质的含水率ω和压实系数K，并对现场土介质进行击实试验测出其最大干密度ρ_dmax；同时，另取现场土介质充填于土工离心机模型箱中，填高为h，且在土介质的充填高度为h/2时水平放置微型土压力传感器；充填完成后，在土介质表面布置位移计，启动离心机，使离心机以离心加速度20g为一级，逐级加载，直到离心加速度达到100g止；（3）获取土介质模量：在离心机逐级加载的同时，位移计测出各级加载的离心加速度g_i时的土介质沉降量△h_i，并计算出各级加载的土介质应变ε_i，ε_i=△h_i/h；土介质在各级加载的离心加速度g_i作用下对微型土压力传感器产生的理论荷载p_oi=ρg_ih/2，其中ρ为土介质密度，ρ=Kρ_dmax（1+ω）；最后计算出各级离心加速度g_i作用下的土介质模量其中各参数符号的下标i为离心机逐级加载的级数序号，i=1、2、3、4、5；（4）获取匹配误差：记录微型土压力传感器在各级加载时的输出信号q_i，通过（1）步得到的液压标定系数k，计算出微型土压力传感器在各级加载时的液压修订值确定出各级加载时的匹配误差β_i，（5）建立匹配误差β与土介质模量E_s的函数关系式：以土介质模量E_s为横坐标，以匹配误差β为纵坐标，将各级加载时的土介质模量和匹配误差β_i绘制成散点图，采用分式函数对散点图进行拟合，得到拟合参数K₁、K₂、K₃；（6）确定土介质标定系数：土介质标定系数为k′，式中，p′_o为修正后的土工模型试验土压力修正值，q′为土工模型试验的微型土压力传感器输出信号，E_s′为土工模型试验中微型土压力传感器周围土介质的实测模量。