Documentation technique du capteur de pression du sol

1. Généralités

Le capteur de pression de sol est utilisé pour mesurer la terrePression du corpsInstruments spécialisés pour fournir un soutien aux données de pression dans la surveillance géotechnique. Ce document décrit les principes de base, la classification, la portée de l'application et les principaux points d'utilisation.

2. Principe de mesure

Le capteur de pression de sol met la terrePression du corpsConvertis en signaux électriques mesurables, les types de technologies courantes comprennent:

Capteur piézorésistifLa valeur de la résistance change après la contrainte de la Feuille de contrainte ou du matériau semi - conducteur et le signal de tension est délivré par le circuit de pont de Wheatstone. La structure est relativement simple mais sensible à la température.

Style de corde vibranteCapteursLes cordes en acier changent de tension sous l'effet de la pression, ce qui entraîne un changement de fréquence intrinsèque. Par excitationVibrationLa bobineEt pick upLa bobine mesure la fréquence, calcule la valeur de la pression. Forte capacité anti - interférence, adaptée à la surveillance à long terme.

Capteurs capacitifsLa pression fait varier l'espacement des plaques de condensateur, provoquant un changement de capacité. La sensibilité est élevée, mais elle est fortement influencée par l'humidité ambiante.

Capteurs de type fibre optiqueBasé sur la technologie de réseau de Bragg à fibre optique (FBG), la pression fait changer la période du réseau, les ondes réfléchiesLongue occurrenceDérive. Avec des caractéristiques telles que la résistance aux interférences électromagnétiques, la mesure distribuée, mais à un coût élevé.

3. Classification des produits

Manomètre de sol enterré

1. Enfoui à l'intérieur du sol, mesurer la pression du sol lui - même

2. Couramment utilisé dans les fondations, les digues et autres travaux de remblai

3. Tenir compte des effets perturbateurs du processus d'installation sur le sol

Manomètre de sol de contact

1. Installation sur la surface de contact de la structure avec le sol

2. Pour mur de soutènement, revêtement et autres structures surveillance de la force

3. Résultats de mesure influencés par l'état de la surface de contact

Micro - manomètre de sol

1. Petite taille, principalement pour les essais en intérieur

2. Ne convient pas à la surveillance à long terme sur le terrain

4. Domaines d'application

Les capteurs de pression de sol ont des applications pratiques dans les travaux suivants:

Surveillance de la pression du sol subie par l'enveloppe dans les travaux de soutènement de la fosse de fondation; Mesure de la pression de revêtement dans les tunnels et les travaux souterrains; L'évaluation de la stabilité du sol dans les travaux de talus de plate - forme; Surveillance de la pression du corps du barrage et des fondations dans les barrages hydrauliques; La pression latérale du sol est mesurée dans les fondations de pieux de pont.

L'effet spécifique de l'application dépend de nombreux facteurs tels que les conditions géologiques de l'ingénierie, le choix du capteur, la qualité de l'installation, etc.

5. Indicateurs techniques

Gamme de mesure: 0.1~10 MPa, À choisir en fonction du niveau de pression réel

Précision de mesure: généralement ± 0,5% ~ ± 2% FS, affecté par le processus de fabrication et les conditions environnementales

Plage de température: - 20 ℃ ~ + 80 ℃ (type conventionnel), modèle spécial extensible

mode de sortie: quantité analogique (4 - 20MA / 0 - 5V) ou numérique (RS485 / Modbus, etc.)

Niveau de protection: IP67 ou ip68, répond aux exigences d'enfouissement sur le terrain

Stabilité à long terme: dérive annuelle généralement dans la gamme ± 1% ~ ± 3% FS

6. Exigences d'installation

Installation enterrée

1. La taille de l'excavation doit être plus grande que le profil du capteur, le matériau de remblayage doit être similaire à la terre première

2. La surface de contrainte du capteur doit être perpendiculaire à la direction de contrainte principale

3. Compactage de remblai stratifié pour éviter les concentrations de contraintes aériennes ou locales

4. Le câble doit avoir une marge appropriée et être protégé contre l'eau

Installation par contact

1. Les surfaces de contact doivent être nettoyées à plat et nivelées avec une couche mince de mortier si nécessaire

2. Fixation pour s'assurer que le capteur ne glisse pas ou ne tombe pas

3. Évitez le contact ponctuel pour assurer une force uniforme

Note générale

1. Protection contre les chocs, les surcharges ou les dommages aux câbles dans la construction

2. Enregistrez des informations telles que l'emplacement de l'installation, l'orientation, le numéro, etc.

3. Enregistrement des premières lectures après installation

7. Calibration et maintenance

Calibration en usineLe fabricant doit fournir un certificat d'étalonnage comprenant des paramètres tels que l'échelle, la précision, le coefficient de température, etc. Vérifiez la date d'expiration de l'étalonnage avant utilisation.

Inspection sur placeVérifiez si la lecture du point zéro est raisonnable après l'installation; Vérifier régulièrement la continuité des données et les tendances; Comparaison de la cohérence des données de plusieurs capteurs sur un même profil.

Questions fréquentes

1. Des fluctuations anormales des lectures peuvent être causées par un mauvais contact, une entrée d'eau ou des dommages aux câbles

2. Long terme zéroDérive possibleLiés aux changements de température, au vieillissement des matériaux

3. La concentration locale de stress peut entraîner des lectures élevées

8 interprétation des données

Les données de surveillance de la pression du sol sont influencées par plusieurs facteurs:

L'hétérogénéité du sol entraîne de grandes différences entre les points de mesure adjacents; Les perturbations de la construction, les précipitations, les changements de température, etc., provoquent des fluctuations de pression; Les effets dimensionnels du capteur et la qualité de l'installation influent sur la représentativité de la mesure; La déformation structurelle modifie la distribution de pression de la surface de contact.

Par conséquent, l'analyse des données doit être combinée avec la réalité de l'ingénierie, le jugement global, ne doit pas se fonder uniquement sur la taille numérique pour tirer des conclusions. La vérification mutuelle avec d'autres moyens de surveillance (p. ex., déplacement, déformation, etc.) doit être effectuée si nécessaire.

9. Description des limitations

Les capteurs de pression de sol présentent les limitations suivantes:

1. Ce qui est mesuré est la pression ponctuelle locale et peut ne pas être représentatif de la situation globale

2. Perturbation du sol par le processus d'enfouissement difficile à éliminer propre

3. La différence de rigidité du capteur par rapport au sol peut entraîner une concentration de stress

4. Le fluage, la corrosion et d'autres phénomènes de vieillissement peuvent se produire dans l'enfouissement à long terme

5. Capacité de réponse limitée pour chargement rapide dynamique

Par conséquent, la conception du programme de surveillance nécessite des points d'ancrage raisonnables et l'application des données doit être jugée avec prudence.