[发明专利]一种简支梁式土压力传感器的标定方法

说明书

本发明公开了一种简支梁式土压力传感器的标定方法，包括以下步骤：S1：测量简支梁式土压力传感器的简支板宽度和净跨长度；S2：在简支梁式土压力传感器跨中逐级施加集中荷载，获取相应的简支梁式土压力传感器跨中下缘应变，并获取作用在简支梁式土压力传感器跨中的集中荷载与相应简支梁式土压力传感器跨中下缘应变的直线斜率；S3：获取简支梁式土压力传感器埋设位置的砂性土内摩擦角；S4：获取埋设于土体中的简支梁式土压力传感器在土压力作用下应变响应值；S5：标定简支梁式土压力传感器承受的土压力强度。本发明方法测试精度高、可靠性好，解决了现有技术中未较好考虑土拱效应影响的土压力测试技术难题。

技术领域

本发明属于土压力传感器标定技术领域，具体涉及一种简支梁式土压力传感器的标定方法。

背景技术

土压力是表征土体力学状态的重要指标，精准量测土压力是岩土工程技术领域的关键问题。简支梁式土压力传感器是通过在简支梁式板中心区域黏贴应变片的方式制作而成，广泛应用于科技研究和工程实践。

现有技术中，简支梁式土压力传感器多在集中荷载作用下进行标定，即：不同跨中集中力F_i作用下，获取传感器跨中下边缘的微应变ε_i；以F_i为纵坐标，ε_i为横坐标进行线性拟合，获得直线斜率α；假设作用在传感器的土压力近似为均匀分布荷载，基于均布土压力p和集中力F作用下产生的跨中弯矩相同，得传感器土压力强度其中，l₀为简支板净跨长度，b为简支板宽度。其存在的问题是：现有技术中，简支梁式土压力传感器标定方法假设土压力分布模式为均布形式。然而，大量研究表明，土压力传感器实际工作环境复杂，与土体刚度存在差异，传感器表面易产生明显的土拱效应，实际土压力以呈非均匀分布形式作用在传感器上，现有标定方法忽略了传感器表面的土拱效应，更未考虑土拱效应随土体强度的变化，造成土压力测试结果偏小，且偏差随土体强度增大而增大。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种简支梁式土压力传感器的标定方法。

本发明的技术方案是：一种简支梁式土压力传感器的标定方法包括以下步骤：

S1：测量简支梁式土压力传感器的简支板宽度和净跨长度；

S2：在简支梁式土压力传感器跨中逐级施加集中荷载，获取相应的简支梁式土压力传感器跨中下缘应变，并获取作用在简支梁式土压力传感器跨中的集中荷载与相应简支梁式土压力传感器跨中下缘应变的直线斜率；

S3：获取简支梁式土压力传感器埋设位置的砂性土内摩擦角；

S4：获取埋设于土体中的简支梁式土压力传感器在土压力作用下应变响应值；

S5：根据简支梁式土压力传感器的简支板宽度、简支梁式土压力传感器的简支板净跨长度、作用在简支梁式土压力传感器跨中的集中荷载与相应简支梁式土压力传感器跨中下缘应变的直线斜率、简支梁式土压力传感器埋设位置的砂性土内摩擦角以及埋设于土体中的简支梁式土压力传感器在土压力作用下应变响应值，标定简支梁式土压力传感器承受的土压力强度。

进一步地，步骤S2中，获取作用在简支梁式土压力传感器跨中的集中荷载与相应简支梁式土压力传感器跨中下缘应变直线斜率的具体方法为：以作用在简支梁式土压力传感器跨中的集中荷载为纵坐标，以相应简支梁式土压力传感器跨中下缘应变为横坐标，进行线性拟合，得到作用在简支梁式土压力传感器跨中的集中荷载与相应简支梁式土压力传感器跨中下缘应变的直线斜率。

进一步地，步骤S3中，通过土工试验获取简支梁式土压力传感器埋设位置的砂性土内摩擦角。

进一步地，步骤S5中，简支梁式土压力传感器承受的土压力强度p计算公式为：