土压力传感器匹配误差的有限元模拟实例分析

张胜利 王君楼 宋洪江

摘要:土压力量测是土木工程技术中的重要内容,研究传感器的匹配误差是传感器应用和发展中的重要一环。本文通过对双膜活塞式土压力传感器匹配误差的有限元模拟,对该问题的机械能了初步探析。

关键词:土压力传感器匹配误差有限模拟实例分析

中图分类号:TP212.9 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(c)-0096-01

土压力量测是土木工程技术中的重要内容,是土力学理论和实验研究的一个基本方面,是工程测试中的主要内容之一。大量实际工程间题的解决,常常主要依靠现场土压力直接的量測结果。

由于传感器的物理和力学性质不可能完全相同,传感器必将改变土体中原因的应力场,传感器上感应到的应力和原有应力场有差异。这种因传感器和介质性质差异带来的误差通常称为匹配误差。有试验表明,这种匹配误差可以达到实际值的一倍甚至几倍,对试验结果有至关重要的影响。研究土压力传感器在土体中的工作状态,对传感器的匹配误差进行定性、定量分析,是传感器测试技术重要一环。

本文研究土压力传感器在应用中的性能,主要分析土压力传感器对土介质中应力场的影响,并据此进行的工作误差的分析。具体方法为:针对目前使用较多的双膜活塞式土压力传感器,通过数值模拟及理论分析,了解其工作机理及性状,确定匹配误差较小的土压力传感器几何尺寸、结构形式、模量等参数,对元件设计及使用提出有针对性的建议,并为以后的室内试验提供有价值的参考数据。……