十字型应变式动态土压力无线实时监测系统-浙江大学机械工程学院.PDF

十字型应变式动态土压力 无线实时监测系统 十字型应变式动态土压力无线实时监测系统 作品概述 作品概述 土体组成性质多样，差异性大，不均匀性和变异性显著，因此很多情况下土 压力值理论计算结果与实际结果有着较大的偏差，影响建筑设计与施工。相比较 而言，土压力传感器测得的土压力值更加直观可靠，因此如何提高土压力传感器 的精确度，降低误差率对实际工程的安全性有着至关重要的指导意义。 目前土压力检测装置主要使用钢弦式或应变膜式土压力盒，虽然能够准确检 测出柔性荷载下的土压力值，但是由于设计上的缺陷，无法准确检测刚性以及半 刚性荷载下的土压力值，更加无法测量快速变化的动荷载下的土压力值。而且， 现在很多土压力传感器无法实现实时监测的效果，对土体因瞬时荷载过大而导致 的失稳现象缺少指导意义。挡土墙后填土一般都具有很大的刚性，而且道路交通 工程中大部分为动态荷载，因此为了满足实际工程需求，十字型应变式动态土压 力无线实时监测系统应运而生。 十字型应变式动态土压力无线实时监测系统主要由应变轴式土压力传感器、 应变梁式土压力传感器、无线传输系统、实时检测系统四者组成。应变轴式土压 力传感器能同时测试竖向以及侧向的压力值，从而计算得出土体侧向系数 K ； 0 应变梁式土压力传感器主要采用传力轴、弹性梁、应变片等主要部件的有机组合， 受土体刚性影响较小，能够准确测量柔性、刚性以及半刚性荷载下土压力值，并 且能对快速变化的动态荷载作出及时响应；无线传输系统采用多对一模式，将多 个土压力盒的模拟电信号转换成数字信号发送到监控中心；监控中心的实时检测 系统将接收到的多组数字信号进行处理后以间谐波的形式进行显示，一旦土压力 值超过预先设定的临界值后将会发出警报，提醒工作人员做相应的措施，同时对 整个测试系统进行控制。 关键词：应变梁，应变轴，土压力，动态荷载，无线，监测，刚性，侧向系数 2 十字型应变式动态土压力无线实时监测系统 目录 目 录 作品概述 2 1 作品摘要 6 1.1 作品背景6 1.2 产品简介7 1.3 创新点、先进性与科学性8 1.4 同类产品对比 10 1.5 技术关键与指标 11 1.6 技术特点与优势 13 1.7 市场前景分析 13 1.8 工程使用说明 14 1.9 相关名词解释 15 2 作品原理与技术 17 2.1 应变轴式土压力传感器 18 2.2 应变梁式土压力传感器24 2.3 无线传输系统34 2.4 实时监测系统42 3 实验数据分析 47 3.1 实验型土压力盒静态标定实验47 3.2 实验型土压力盒动态荷载实验51 3.3 实验型土压力盒动态标定实验52 3.4 实用型土压力盒静态标定实验53 3.5 实验小结54 4 市场应用前景 56 4.1 产品销量预测（系统仿真） 56 4.2 产品目标市场分析59 5 工作回顾 64 5.1 团队成员分工64 5.2 照片展示65 5.3 致谢68 十字型应变式动态土压力无线实时监测系统 目录 附录一、专利 附录二、科技查新报告 附录三、所获荣誉 2013 年诺基亚 ·绿色设计大赛 金奖 浙江大学第十三届 “挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛 特等奖 附录四、论文 附录五、专家推荐意见 龚晓南 中国工程院院士、岩土工程专家 李 欣 天津市勘测院主任工程师、正高级工程师 徐世烺 长江学者、浙江大学建工学院院长、求是特聘教授 附录六、购销意向书 附录七、实地调研访谈 浙江大学建筑设计研究院 杭州紫金港隧道与道路工程 附录八、产品装配图 应变轴式土压力传感器 应变梁式土压