Documento técnico del sensor de presión de la tierra

1. Resumen

El sensor de presión de la tierra se utiliza para medir el suelo.Presión corporalInstrumento especial para proporcionar soporte de datos de presión en el monitoreo de ingeniería geotécnica. Este documento presenta sus principios básicos, clasificación, alcance de aplicación y puntos clave de uso.

2. principios de medición

El sensor de presión de la tierraPresión corporalConvertidos a señales eléctricas medibles, los tipos técnicos comunes incluyen:

Sensor piezoresivoEl valor de la resistencia cambia después de la fuerza del medidor de tensión o el material semiconductor, y la señal de voltaje se emite a través del Circuito del puente wheaton. La estructura es relativamente simple, pero sensible a la temperatura.

Tipo de cuerda vibrantesensorLa tensión de las cuerdas de acero cambia bajo presión, lo que conduce a cambios en la frecuencia natural. A través de la estimulaciónVibrarbobinaY recoger la vibraciónLa frecuencia de medición de la bobina y el valor de presión se calculan. Tiene una fuerte capacidad antiinterferencia y es adecuado para el monitoreo a largo plazo.

Sensores capacitivosLa presión cambia el espaciamiento de las placas de condensadores, lo que provoca cambios en la capacidad. La sensibilidad es alta, pero se ve más afectada por la humedad ambiental.

Sensores de fibra ópticaBasado en la tecnología de rejilla de fibra óptica de Praga (fbg), la presión cambia el período de rejilla y refleja las ondas.Ocurrencia largaDeriva. Tiene las características de anti - interferencia electromagnética y medición distribuida, pero el costo es alto.

3. clasificación de productos

Manómetro de tierra enterrado

1. Enterrado en el interior del suelo, midiendo la presión del propio suelo

2. Comúnmente utilizado en proyectos de relleno como subrasante y dique

3. Hay que tener en cuenta el impacto perturbador del proceso de instalación en el suelo.

Manómetro de tierra de contacto

1. Instalado en la superficie de contacto entre la estructura y el suelo

2. Para el monitoreo de la fuerza de paredes de contención, forros y otras estructuras

3. Los resultados de la medición se ven afectados por el Estado de la superficie de contacto.

Manómetro de tierra en miniatura

1. Tamaño pequeño, principalmente para pruebas en interiores

2. No es adecuado para el monitoreo a largo plazo en el campo

4. Áreas de aplicación

Los sensores de presión de la tierra tienen aplicaciones prácticas en los siguientes proyectos:

Monitorear la presión de la tierra sobre la estructura de contención en el proyecto de apoyo del pozo de cimentación; Medir la presión del revestimiento en túneles e ingeniería subterránea; Evaluar la estabilidad del suelo en el proyecto de pendiente del subsuelo; Monitorear la presión del cuerpo de la presa y la base en la presa de conservación del agua; La presión lateral de la tierra se mide en la base de la pila del puente.

El efecto de aplicación específico depende de una variedad de factores, como las condiciones geológicas de ingeniería, la selección de sensores y la calidad de la instalación.

5. indicadores técnicos

Rango de medición: 0.1~10 MPa, Debe seleccionarse de acuerdo con el nivel de presión real

Precisión de medición: generalmente ± 0,5% ~ 2% fs, afectado por el proceso de fabricación y las condiciones ambientales

Rango de temperatura: - 20 ° C ~ + 80 ° c (tipo convencional), el modelo especial se puede expandir

modo de salida: analógico (4 - 20ma / 0 - 5v) o digital (rs485 / modbus, etc.)

Nivel de protección: ip67 o ip68, que cumplen con los requisitos de enterramiento en el campo

Estabilidad a largo plazo: la deriva anual suele estar en el rango de ± 1% ~ 3% FS

6. requisitos de instalación

Instalación enterrada

1. El tamaño de la excavación debe ser mayor que la forma del sensor, y el material de relleno debe ser similar al suelo original.

2. La superficie de carga del sensor debe ser perpendicular a la dirección de tensión principal.

3. Compactación de relleno estratificado para evitar la concentración de esfuerzos aéreos o locales

4. Los cables deben tener un margen adecuado y estar protegidos contra el agua.

Instalación de contacto

1. La superficie de Contacto debe ser plana y limpia, y si es necesario, debe nivelarse con una fina capa de mortero.

2. El método de fijación debe asegurarse de que el sensor no se deslice ni se caiga.

3. Evitar el contacto puntual y garantizar una fuerza uniforme

Precauciones generales

1. Prevención de choques, sobrecarga o daños en cables durante la construcción

2. Registrar la ubicación de la instalación, la dirección, el número y otra información

3. Después de la instalación, se realiza el registro de lectura inicial.

7. calibración y mantenimiento

Calibración de fábricaEl fabricante debe proporcionar un certificado de calibración, que incluya parámetros como rango, precisión y coeficiente de temperatura. Verifique el período de validez de la calibración antes de usarlo.

Inspección in situDespués de la instalación, verifique si la lectura cero es razonable; Revisar regularmente la continuidad y las tendencias de los datos; Comparar la consistencia de los datos de varios sensores en la misma sección.

Preguntas frecuentes

1. Las fluctuaciones anormales en las lecturas pueden deberse a una mala exposición, entrada de agua o daños en el cable.

2. Cero a largo plazoPosibilidad de derivaRelacionado con cambios de temperatura, envejecimiento de materiales

3. La concentración local de estrés puede causar lecturas altas

8. interpretación de datos

Los datos de monitoreo de la presión de la tierra se ven afectados por varios factores:

La heterogeneidad del suelo conduce a grandes diferencias entre los puntos de medición adyacentes; Perturbaciones de la construcción, lluvias, cambios de temperatura, etc., causan fluctuaciones de presión; El efecto de tamaño del sensor y la calidad de instalación afectan la representatividad de la medición; La deformación estructural cambiará la distribución de la presión en la superficie de contacto.

Por lo tanto, el análisis de datos debe combinarse con la realidad del proyecto, el juicio integral y no debe basarse únicamente en el tamaño numérico para llegar a una conclusión. Si es necesario, debe verificarse mutuamente con otros medios de monitoreo (como desplazamiento, deformación, etc.).

9. descripción de las limitaciones

El sensor de presión de la tierra tiene las siguientes limitaciones:

1. Se mide la presión local y puede que no represente la situación general.

2. La perturbación del suelo durante el proceso de enterramiento es difícil de eliminar.

3. La diferencia entre la rigidez del sensor y el suelo puede causar concentración de esfuerzo.

4. Puede ocurrir arrastre, corrosión y otros fenómenos de envejecimiento durante la enterramiento a largo plazo.

5. La capacidad de respuesta a la carga rápida dinámica es limitada.

Por lo tanto, el diseño del plan de monitoreo debe organizarse razonablemente, y la aplicación de datos debe juzgarse con cautela.