土压力感知匹配误差控制优化方法研究

摘要

匹配误差是应用土压力盒等嵌入式传感器测量土压力的主要误差来源之一，其控制方法研究是土工测试领域传统的技术难题。为探究常用的膜式土压力盒测试技术在设备小型化或复杂变应力条件下的优化方案，本文提出了一种通过设置柔性隔离层并结合土介质标定以控制匹配误差的方法，阐述了该方法的理论依据和实施工艺。通过与未处理传感器在土介质K₀状态单轴加载试验的测试结果对比，以及在复杂应力状态模型试验中土压力测试与数值模型的对比等综合分析了该方法对匹配误差的控制效果。试验结果表明，采用柔性隔离工艺的膜式土压力盒在土介质刚度分级变化条件下，土压力测试结果呈现出稳定的线性关系。经K₀状态单轴加载分级标定的优化后，土压力盒在复杂应力状态的土压力测试中，测试结果保持稳定的线性关系，且与数值模拟结果匹配良好。通过进一步的材料改进，该基于柔性隔离的膜式土压力盒测试优化方法可以为土力学研究及岩土工程监测中的土压力测量试验提供技术支持。

关键词

土压力 / 膜式土压力盒 / 匹配误差 / 标定试验 / 模型试验