[发明专利]一种孔隙水压计标定方法及系统

说明书

本发明公开了一种孔隙水压计标定方法及系统，将待标定孔隙水压计的最大压力量程划分成M个级别，每个级别对应一个标定压力值，向待标定孔隙水压计逐级加载和卸载各个标定压力值，得到待标定孔隙水压计与各个标定压力值对应的输出孔压信号值，基于待标定孔隙水压计的各个输出孔压信号值与对应的标定压力值的最大偏差值，计算待标定孔隙水压计的非线性误差，进而基于待标定孔隙水压计的非线性误差、迟滞性指标和重复性指标，计算待标定孔隙水压计的精度误差。本发明在对孔隙水压计进行静态性能标定时，对孔隙水压计的非线性和精度进行了标定，因此本发明最大程度减小了孔隙水压计标定与实际测试工况之间的差异，提高了测试试验的可靠性和真实性。

技术领域

本发明涉及孔隙水压计标定技术领域，更具体的说，涉及一种孔隙水压计标定方法及系统。

背景技术

土体为三相多孔介质，由固体颗粒、孔隙流体和孔隙气体等构成。孔隙水压计是量测土体内部孔隙水压大小、增长与消散状态的关键量测传感器，其对反映原位场地、岩土构筑物稳定性、土工离心模型试验、常规振动台试验中饱和土体的力学性态与破坏程度起到至关重要的作用。与传统水压传感器相比，孔隙水压计具有透水石、空腔、通气电缆等特殊结构，且孔隙水压计的量测准确性和可靠性与上述特殊结构密切关联。

为确保孔隙水压计处于良好的工作状态，在每次试验前，都需要对孔隙水压计的性能进行标定试验。但是，现有的孔隙水压计标定方法多为静态性能标定方法，即现有技术中对孔隙水压计的静态性能标定仅测试孔隙水压计的输出曲线(压力和输出电压的关系)的相关系数，并未深入标定孔隙水压计的非线性和精度等指标，从而使得对孔隙水压计的静态性能标定情况与实际测试工况差异较大，影响最终测试试验的可靠性和真实性。

发明内容

有鉴于此，本发明公开一种孔隙水压计标定方法及系统，以实现在对孔隙水压计进行静态性能标定时，对孔隙水压计的非线性和精度进行标定，因此，相对于传统方案仅测试孔隙水压计的静态输出曲线的相关系数而言，最大程度减小了孔隙水压计标定与实际测试工况之间的差异，从而提高了测试试验的可靠性和真实性。

一种孔隙水压计标定方法，包括：

将待标定孔隙水压计的最大压力量程划分成M个级别，每个级别对应一个标定压力值，M为正整数；

向所述待标定孔隙水压计逐级加载和卸载各个标定压力值，得到所述待标定孔隙水压计与各个所述标定压力值对应的输出孔压信号值；

计算所述待标定孔隙水压计的各个输出孔压信号值与对应的标定压力值的偏差值，并从各个所述偏差值中选取最大偏差值；

根据公式(1)计算所述待标定孔隙水压计的非线性误差，公式(1)如下：

式中，ξ₁为所述非线性误差，N为标定压力值加载级别，△LmaxN为逐级加载标定压力值时，所述待标定孔隙水压计的最大输出孔压信号值与对应加载压力值的最大偏差值，Y_FS为所述待标定孔隙水压计的最大压力量程；

根据公式(2)计算所述待标定孔隙水压计的精度误差，公式(2)如下：

式中，ξ为所述精度误差，ξ₁为所述非线性误差，ξ₂为所述待标定孔隙水压计的迟滞性指标，△Hmax为逐级加载标定压力值时所述待标定孔隙水压计的最大输出孔压信号值，与对应卸载标定压力值时所述待标定孔隙水压计的最大输出孔压信号值之间的最大偏差值；ξ₃为所述待标定孔隙水压计的重复性指标，△Rmax为逐级加载标定压力值时，所述待标定孔隙水压计对应的最大输出孔压信号值和最大输出孔压信号值之间的最大偏差值。

可选的，所述孔隙水压计标定方法还包括：

对所述待标定孔隙水压计进行长期稳定性能标定，具体包括：