土压力盒现场即时标定方法
【专利摘要】本发明公开一种土压力盒现场即时标定方法，标定时，将笔记本电脑、数据连接线、应变采集仪、沙箱、承载板、多个重物和待标定的土压力盒提到需要测土压力的现场，利用原状土将土压力盒埋在沙箱的中心，将土压力盒和应变采集仪连接，然后用现场原状土填充将沙箱表面铺平，覆盖上承载板；对承载板逐级加载，应变采集仪分别采集每次的微应变值；将采集的微应变值和对应的载荷值输入到笔记本电脑；电脑采用回归公式进行直线拟合，最终获得土压力盒的应变与应力之间的精确关系。本发明利用电脑进行数据处理，从电脑上可以直观、快捷地得到输入量与输出量间的数量关系，标定结束后，接着可以用标定好的土压力盒现场测土压力，标定方便、准确。
【专利说明】土压力盒现场即时标定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种土压力盒标定方法。
【背景技术】
[0002]在岩土工程的压力监测中，大多采用土压力盒作为压力传感器，土压力盒使用多次后需要标定，然后才能重新使用。现有的标定方法是，利用压力装置产生的气体压力进行标定，并运用端点法来确定灵敏度系数。但是这种方法存在两点主要问题:(I)按端点法确定的系数过于简单，容易产生试验误差；(2)气体介质与试验土(或砂)有差异，由于传感器内部结构材料具有不同的介质兼容性，不同的介质中其灵敏度系数并不一样，在气体或液体介质中得到的灵敏度系数不宜直接应用于岩土工程的测量中。因此传统的土压力盒传感器标定方法已经无法保证标定的准确性，而且对现在大多数土压力盒传感器已不再适用。
[0003]中国专利申请号2008102463021公开了一种土压力盒原位标定装置及其方法，该装置的结构是:在圆形标定坑中，从下到上依次设置和连接有钢筋混凝土底板(3)、套上了橡胶袋(5)的土压力盒(I)、中粗砂(11)、原状土(4)、橡胶垫(10)、加载钢板(2)、千斤顶
(6)和反力架(7);反力架(7)和埋入圆形标定坑锚固孔中的地锚(8)互相垂直，通过栓销
(9)连接。标定方法主要是:①将土压力盒(I)接上钢弦频率测定仪(12)，测量土压力盒
(I)在不受荷载条件下的初读数；②将土压力盒(I)置于土压力盒原位标定装置中；③逐级加载开始标定试验:④标定出压力输入量与频率输出量之间的数量关系。该公开文献公开的标定方法虽然能确保输入的压力和输出的频域关系可靠，但存在以下无缺陷:一是前期准备工作特别繁琐，需要在现场开挖标定坑，坑外组装千斤顶的反力架和地锚，坑周挖出锚固孔并安装地瞄，然后在标定坑底浇筑钢筋混凝土底板，最后埋置土压力盒；二是标定结束后的数据处理分析不但麻烦而且不直观，在千斤顶记载过程中，需要现场记录多组载荷和输出的频率值，然后再对多组数据进行分析处理，标定出压力输入量与频率输出值的数量关系，标定人员一时半会看不到标定结果。上述两个缺陷，导致该公开文献标定方法不但繁琐，而且标定时间长，根本无法适应现场即时标定。因此有必要开发一种土压力盒现场便捷标定方法。
【发明内容】
[0004]为了解决上述土压力盒标定方法存在的操作繁琐、标定时间长的技术缺陷，本发明提出一种土压力盒现场即时标定方法。
[0005]本发明的土压力盒现场即时标定方法采取以下步骤:
[0006]第一步:首先准备实验工具:一台笔记本电脑、多根数据连接线、应变采集仪、沙箱、承载板、多个重物、待标定的土压力盒(或称压力传感器)；
[0007]第二步:将制备好的实验工具提到需要测土压力的现场，在沙箱中填充现场原状土，土压力盒埋在沙箱的中心，用数据连接线将土压力盒和应变采集仪连接，然后用现场原状土填充将沙箱表面铺平，覆盖上承载板；
[0008]第三步；将这多个重物从小到大逐级加载到承载板上给土压力盒施载，应变采集仪分别采集每次的微应变值；
[0009]第四步:将应变采集仪每次采集的微应变值和对应的记载载荷值输入到笔记本电脑；
[0010]第五步:电脑采用回归公式(1.1)、(1.2), (1.3)进行直线拟合，最终获得土压力盒的应变与应力之间的精确关系；回归公式如下:
【权利要求】
1.一种土压力盒现场即时标定方法，其特征在于: 第一步:首先准备实验工具:一台笔记本电脑、多根数据连接线、应变采集仪、沙箱、承载板、多个重物和待标定的土压力盒； 第二步:将准备好的实验工具提到需要测土压力的现场，在沙箱中填充现场原状土，土压力盒埋在沙箱的中心，用数据连接线将土压力盒和应变采集仪连接，然后用现场原状土填充将沙箱表面铺平，覆盖上承载板； 第三步；将这多个重物从小到大逐级加载到承载板上给土压力盒施载，应变采集仪分别采集每次的微应变值； 第四步:将应变采集仪每次采集的微应变值和对应的记载载荷值输入到笔记本电脑；第五步:电脑采用回归公式(1.1)、(1.2)、(1.3)进行直线拟合，最终获得土压力盒的应变与应力之间的精确关系；回归公式如下:y = ax+b (1.1)
式中: Ii—第1次应力值，等于第i次荷载值/ 土压力盒的受力面积；单位MPa ； X1-在荷载i值下压力传感器的第i个输出应变读数，单位μ ε ; η-荷载级数。
【文档编号】G01L27/00GK104075843SQ201410356141
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2014年7月24日
【发明者】顾士坦, 杨光林, 肖治民, 李文帅, 李瑞芹 申请人:山东科技大学