Hiệu chuẩn cảm biến áp lực đất trong phòng thí nghiệm

Abstract

The soil pressure sensor is used to measure the soil stress value at the installation point within the soil mass, at the interface position between the soil and the structure of the construction work. The sensor data is greatly influenced by their working conditions. Therefore, sensor calibration is essential to  evaluate the soil pressure values ​​for construction purposes. The research focuses on sensor calibration. It uses a 30mm diameter rigid diaphragm type of earth pressure cell (EPC) from the Kyowa company to compare its sensitivity in experiments under different loading conditions in two different environments. The results show that the sensor provides higher sensitivitythan when calibrated in sand with a sand layer thickness of 6.5 times the D_EPC. The calibration equation achieved is linear, with a calibration coefficient of 0.9999 and an adjusted R² value of 1.0 for the fluid environment. The corresponding coefficients are 0.40411 and 0.99609 for the sand environment. This could be fundamental research applied for measuring soil stress in practice.

Tóm tắt

Cảm biến áp suất đất được sử dụng để ước lượng giá trị ứng suất đất tại điểm lắp đặt trong khối đất hoặc ở vị trí giao diện đất-kết cấu công trình. Việc hiệu chuẩn cảm biến áp suất đất nhằm xác định mối quan hệ giữa áp suất đặt vào và đáp ứng của cảm biến trong các điều kiện tải khác nhau. Điều này là rất cần thiết để thu được kết quả đo chính xác hơn. Nghiên cứu này triển khai hai hoạt động cơ bản, gồm: i)phát triển thiết bị hiệu chuẩn cảm biến áp suất trong hai môi trường khác nhau: chất lỏng và đất cát bão hòa nước; ii)khảo sát ảnh hưởng của độ dày lớp cát đến tín hiệu đầu ra của pin áp suất đất (earth pressure cell - EPC). Kết quả thu được của nghiên cứu cho thấy độ tin cậy cao của thiết bị hiệu chuẩn được phát triển và sự ảnh hưởng của độ dày lớp cát đến kết quả hiệu chuẩn. Độ dày lớp cát tối ưu đạt được bằng 6,5 lần đường kính của EPC.