无封装FBG应变传感器在不同布设方式下的标定试验研究

【目的】光纤光栅（FBG）应变传感器作为一种新型测量应变的仪器逐渐运用到土木工程领域中,其能运用的关键在于传感器的布设以及根据不同的使用要求和环境对灵敏度系数进行标定。为了确定表面直接粘贴和开槽植入两种光纤光栅应变传感器布设方法的测量精度。【方法】提出了一种用于沉桩试验的无封装FBG灵敏度系数的标定方法,并通过采用圆形无缝钢管作为基体对两种布设方法进行标定试验研究。【结果】在逐级加载阶段,开圆形凹槽植入粘贴法所得到的标定系数比表面直接粘贴更小,而表面直接粘贴法更接近理论值,开槽植入和表面粘贴法所得到的标定系数与理论值相比最大误差分别为2.84%和0.33%;在逐级卸载阶段,两种布设方法光纤的中心波长存在一定的滞后,但标定系数与加载阶段相差不大。【结论】在FBG使用过程中需要根据试验环境情况以及在试验允许误差范围内选择合理的光纤光栅布设方案及标定方法。     

薄膜压力传感器在打桩试验中的标定研究

土压力的精确测量在岩土工程中具有重要作用，薄膜压力传感器作为一种新型测量压力的仪器因其具有厚度薄、体积小和灵敏度高等优点在土木工程领域得到应用，而其应用关键在于根据不同的使用条件和环境对仪器进行标定。本文针对砂土中打桩试验，采用薄膜压力传感器测量打桩过程中的桩侧土压力；为得到精确的试验数据，通过采用自主设计研制的标定装置对薄膜压力传感器进行标定，研究了不同量程的薄膜压力传感器在不同砂土埋深下的标定结果，并与厂标结果对比分析；随后，研究了薄膜压力传感器在不同深度下的卸载结果。研究结果表明：在加载阶段薄膜压力传感器电压与荷载曲线的线性较好，砂标结果要比厂标结果偏大，并且在埋深为0.2D和0.4D(D为加载板直径)标定结果与厂标结果较为接近，随着砂土的埋深逐渐增加，传感器的标定系数也在增加；薄膜压力传感器在卸载过程中荷载与输出电压曲线表现为滞回环，4种不同埋深下的滞回环的大小基本一致。因此在打桩试验时需对薄膜压力传感器在砂土介质中标定并且要考虑卸载对测量数据的影响。