渗压计在渗流监测中的误差分析及对策

《渗压计在渗流监测中的误差分析及对策》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第４１卷第１５期人民长江Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．１５２０１０年８月ＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＡｕｇ．，２０１０文章编号：１００１－４１７９（２０１０）１５－００５９－０４渗压计在渗流监测中的误差分析及对策李刚，宋先海（长江科学院工程安全所，湖北武汉４３００１０）摘要：为研究渗压计在渗流监测中的精度，并分析产生误差的原因，对某土石坝埋设于测压管中的３０余支渗压计进行了比测。比测方法为：分别采用平尺水位计和自动化采集装置同时进行人工直接测读和机器自动测读。结果表明，比测误差一般在－０．５～０．３ｍ之间，超过渗压计标称精度约１０倍之多，且误差分布呈随机跳动的特征。为进一步分析误差来源，

2、对部分测压管管口装置开孔后进行了比测，并实施了密封容器内的渗压计数据采集试验，结果证明，渗压计误差主要来源于环境大气压及管内局部气压的变化。在此基础上，提出了减小渗压计误差的技术措施，包括使用通气型渗压计、管口增设通气孔、进行气压改正等。关键词：安全监测；误差；大气压；渗压计中图法分类号：ＴＶ６９８．１２文献标志码：Ａ渗压计，又称孔隙压力计，是一种用于渗压水位监大超出了仪器标称的精度范围，且误差呈随机分布的测的仪器，广泛应用于大坝、堤防及各种岩土工程中。特性。本文根据理论分析及试验结果，指出了误差产其基本原理是利用静水压力作用于感应膜片上，将压生的原因，并提出消除或减小误差

3、的对策。力转换成（光）电信号，并利用室内率定获得的（光）电１渗压计误差分布规律信号与静水压力的关系，换算成相应的水位。根据输出信号的不同，渗压计可以分为振弦式、差动电阻式、某土石坝安装了３６支渗压计，仪器安装于测压管光纤式等不同种类。内，管口用保护盖密封。测压管为ＤＮ４０镀锌钢管，透理论上，在精度范围内，渗压计实测的水位应等同水段长１．５ｍ。加工透水段时，预先在距离管底０．５ｍ于真实水位。渗压计室内率定时，也表现出了很好的处设置铜滤网，渗压计直接放置于滤网上。渗压计采线性和重复性。这导致在实际工程应用中产生了一种用自动化数据采集设备进行数据采集，同时定期用平误解，利用渗压计

4、的标称精度取代渗压计的实际精度，尺水位计对测压管水位进行人工比测。一段时间后，而忽视了环境大气压对监测成果的影响。长期以来，统计两种测试结果的误差。误差分布如图１所示。对渗压计应用于工程实践中的精度问题，并未开展专门的研究，对环境大气压影响监测成果的程度和方式认识不足；目前已颁布施行的国家及行业规程规范中，对渗压计室内率定及现场监测过程中的环境大气压影响是否需要进行改正也未加以规定。为系统研究渗压计应用于实际工程中的精度问题，作者在某土石坝中，安装了３６支渗压计进行精度检验。渗压计安装在预先埋设的测压管中，通过自动采集系统，进行长期、连续的监测；同时定期利用平尺图１比测误差

5、分布水位计进行人工比测。结果发现，渗压计的误差均大收稿日期：２０１０－０５－１９作者简介：李刚，男，副总工程师，教授级高级工程师，硕士，主要从事岩土工程安全监测工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｂｂ９００１＠１６３．ｃｏｍ６０人民长江２０１０年误差主要集中在－０．３～－０．２ｍ之间，占总数的度各不相同，因此都会不同程度地受到局部气压及环５５％；其次为－０．４～－０．３ｍ和－０．２～－０．１ｍ区境大气压的共同作用，其影响因素复杂，使误差修正变间，分别占总数的１１％和２１％。该类型渗压计的量程得更加困难。为０．３５ＭＰａ，标称精度为０．１％Ｆ．Ｓ，约在０．０３５ｍ以２．１开放系统内渗压计误

6、差的影响因素内，因此，比测的最大误差超过渗压计标称精度的１０开放系统的渗压计主要是受环境大气压的影响。倍之多。环境大气压不是固定不变的，而是随季节和气候的变由于平尺水位计是采用人工直读，精度较高，其测化、地理位置的不同、海拔高度的差异而变化的。地理量结果基本不受外界因素影响，其误差可以控制在１位置及海拔高度对某一特定部位的渗压计而言，其误ｃｍ以内，可以认为所测结果接近真实水位。因此比测差是恒定的，可以修正，本文不予讨论。误差主要应该来自于渗压计的误差。（１）季节的影响。环境气压随季节的变化表现出该类型的渗压计是由国外某知名厂商生产的，在［１］明显的周期性，其变化最大范围为±

7、１０～１３．３ｈＰａ。世界范围内都有着广泛应用，性能可靠稳定，使用前也我国大陆上绝大部分地区，冬季气压最高，夏季气压最经过了严格的检验率定，各项指标均满足规范要求。低，年最大最小差值可达２６ｈＰａ。渗压计的安装及观测也都由经验丰富的技术人员按规（２）气候的影响。气候变化引起大气压的变化是范进行操作。由于所有渗压计均出现较大误差，因此由于高气压、低气压系统的移动和发展而引起的气压可以推断与仪器本身质量及安装、观测的质量无关。的非周期变化。气压的变化与大气运动密切相关。一年中，气压变化一般在９７０ｈＰａ到１０４０ｈＰａ