岩土工程测试技术.doc

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1、应力应变检测应力应变测试技术包括测量技术和试验技术两方面。测试技术是通过测试系统来实现的，按照信号传递方式来分通常的测试系统可分为模拟式和数字式两种。一种测试系统可以由一个或若干个功能单元组成。通常，测试系统应具有以下几个功能：被测对象至于预定状态下，被测对象所输出的信息进行采集、变换、传输、分析、处理、判断和显示记录，最终获得测试所需的信息。一个完善的力学测试系统由载荷系统、测量系统、信号处理系统和显示记录系统四大部分另外由于计算机技术的发展测试中也应用到了计算机辅助测试：（1）载荷系统载荷系统是是被测对象处于一定的受力状态下，使被测对象有关的力学

2、量之间的联系充分显露出来，以便进行有效测量的一种专门系统。岩土工程测试采用的载荷系统除液压式外，还有重力式、杠杆式、气压式等。（2）测量系统测量系统是由传感器、信号变换和测量电路组成，它将被测量通过传感器变成电信号，经过变换、放大、运算，变成易于处理和记录的信号。传感器是整个测试系统中采集信息首要的关键环节，它的作用是将被测量转换成便于放大、记录的电量。测试系统中主要用到的传感器一般有：电阻式传感器：电阻式传感器的基本原理是将被测的非电量转变成电阻值，通过测量电阻值达到测量非电量的目的。这类传感器的种类很多，大致可以分为电阻应变式传感器、压阻式传感器

3、和热电阻式传感器。利用电阻式传感器可以测量变形、压力、位移、加速度和温度等非电量参数。电阻式传感器分为：应变式传感器和压阻式传感器。应变式传感器具有悠久的历史，它结构简单、体积小、使用方便、性能稳定、可靠、灵敏度高、动态响应快、适合静态及动态测量、测量精度高等优点。压阻式传感器其工作原理是基于半导体材料的压阻效应，主要缺点是应变灵敏系数较小。电感式传感器：电感式传感器是根据电磁感应原理制成的，它是将被测非电量转换为线圈的自感系数L或互感系数M变化的装置，由于电感式传感器是将被测量的变化转化成电感量的变化，所以根据电感的类型不同，电感传感器可分成自感式

4、和互感式两类。电容式传感器：电容式传感器是以各种类型的电容器作为传感元件，将被测物理量后机械量转换成为电容量变化的一种转换装置，实际上就是一个具有可变参数的电容器。电容式传感器广泛用于位移、角度、振动、速度、压力、成分分析、介质特性等方面的测量。压电式传感器：压感式传感器的工作原理是基于某些介质材料的压电效应，利用压电效应制成了电势型传感器。当材料受力作用而变形时其表面会有电荷产生，从而实现非电量测量。压电式传感器具有体积小、质量轻、结构简单、工作可靠、动态特性好、静态特性差的特点。压磁式传感器：压磁式传感器是测力传感器的一种，它利用铁磁材料的压磁效

5、应，如果在铁磁材料上有线圈，由于磁导率的变化，将引起铁磁材料中的磁通量变化，磁通量得变化则会导致线圈上自感电势的变化，从而把力转换成电信号。光纤传感器：光纤传感器是基于光导纤维的新型传感器，在光通信利用中发现当温度、应力等环境变化时，引起光纤传输的光波强度、相位、频率、偏振态等变化。钢弦传感器：钢弦式传感器主要有应力计、压力盒、表面应变计、孔隙压力计等，其主要优点是构造简单，受温度影响小，易于防潮，在岩土工程、地下工程监测中得到广泛应用。（3）信号处理系统信号处理系统是将测量系统的输出信号作进一步处理以便排除干扰。如智能测试系统中需要设置智能滤波软件

6、，以便排除测量系统中的干扰和偶然波动，提高所获得信号的置信度。对模拟电路，则要用专门的仪器或电路来达到目的。（4）显示和记录系统显示和记录系统是测试系统的输出环节，它是将被测对象所测得的有用信号及其变化过程显示或记录下来。数据显示可以用各种表盘、电阻示波器和显示屏来实现，数据记录可以采用记录仪、光式示波器等设备来实现，智能测试系统中以微机、打印机和绘图仪等作为显示记录设备。（5）计算机辅助测试系统它由计算机和若干测量仪器组成自动测试系统，可对生产过程中的参数进行在线自动测量。它集数据采集、数据处理和测试控制于一体，可充分发挥计算机和各种设备独立使用中

7、不可能发挥的潜力，有自动、快速、高效方便、灵活、测试精度高、测试费用少等优点，因而稳定可靠、监测精确、功能丰富。在测试系统中最重要的部分可以说是传感器了，在岩土中测量的物理量大多数为非电量。为使非电量用点测方法来测定和记录，必须设法将它们转换为与之有确定关系、便于应用的某种物理量，这种将物理量直接转换成相应的容易检测、传输或处理的信号的元件称为传感器，一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。传感器是测试系统中最为关键的部分，根据测试的目的和具体条件正确合理的选择传感器并遵循其相应的原则才能才测量中解决问题。工程监测中又各种不同类型的监测，在现场

8、监测中包含：边坡工程监测、软土地基监测、桩基监测、城市地铁区间隧道盾构施工监测、基坑工程监测、地下隧洞矿山巷