土壤滲透儀的量值傳遞及影響量的分析與研究

馬興 郭貴勇

【摘 要】介紹了土壤滲透儀的工作原理和用途，并建立了土壤滲透儀校準(zhǔn)結(jié)果的數(shù)據(jù)模型，分析各不確定度分量主要來(lái)源，結(jié)合測(cè)量實(shí)例具體數(shù)據(jù)，對(duì)其合成不確定度進(jìn)行分析評(píng)定，對(duì)各不確定度分量進(jìn)行計(jì)算并得出合成不確定度和擴(kuò)展不確定度，最終可得出該項(xiàng)目的校準(zhǔn)測(cè)量能力，為我國(guó)公路工程質(zhì)量的安全提供的技術(shù)支撐。

【關(guān)鍵字】土壤滲透儀;測(cè)量能力;測(cè)量;不確定度評(píng)定

中圖分類(lèi)號(hào)： TH871 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）34-0106-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.34.047

The Analysis and Research on Performance Impact of Valve Transfer for Soil Permeameter

MA Xing1，2 GUO Gui-yong1，2

（1.Fujian Metrology Institute， Fujian Fuzhou 350003， China;

2.Fujian Provincial Key Laboratory of Force Measurement， Fujian Fuzhou 350100， China）

【Abstract】This paper introduces the working principle and application of soil permeameter， establishes the measurement model of the calibration results of soil permeameter， analyzes the main sources of each uncertainty component， analyzes and evaluates the synthetic uncertainty combined with the concrete data of the measurement example， calculates each uncertainty component， obtains the synthetic uncertainty and extended uncertainty. Finally， the calibration and measurement ability of the project can be obtained. Overall， this paper can provide strong technical support for steel and metallurgy of other industries in our country.

【Key words】Soil Permeameter; Valve Transfer; Performance Impact; Evaluation of Uncertainty

0 引言

土壤滲透儀可供測(cè)定粘質(zhì)土在變水頭下滲透的試驗(yàn)，主要由上蓋，底座，套座，環(huán)刀，透水石，螺桿等組成。把滲水石，密封圈放入底座中，將套筒內(nèi)壁涂一層凡士林，放入土樣環(huán)刀，刮凈多余凡士林置于底座上。放上密封圈，透水石，上蓋，旋緊螺桿，不得漏水漏氣。把進(jìn)水管口與供水裝置聯(lián)通，并通水排氣放平儀器，在不大于200cm水頭作用下，靜置某一時(shí)間，待出水管口有水逸出后即可開(kāi)始測(cè)定。試驗(yàn)時(shí)，將水頭管沖水至需要高度后關(guān)管夾開(kāi)動(dòng)秒表，同時(shí)測(cè)記起始水頭h1，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，再測(cè)記終止，同是測(cè)記試驗(yàn)時(shí)與終止時(shí)的水溫，最后計(jì)算滲透系數(shù)。

1 土壤滲透儀的校準(zhǔn)

土壤滲透儀是用于測(cè)定砂質(zhì)土及含少量礫石的無(wú)凝聚性土在常水頭下進(jìn)行滲透試驗(yàn)的滲透系數(shù)的設(shè)備。土壤滲透儀滲水桶及測(cè)壓管內(nèi)壁應(yīng)光潔，軟管與測(cè)壓管等部件連接處應(yīng)緊密不滲漏。對(duì)土壤滲透儀校準(zhǔn)我院使用鋼直尺（測(cè)量范圍：（0～500）mm，MPE：±0.15mm）分別測(cè)量土壤滲透儀滲水桶內(nèi)徑及測(cè)壓管間距、土壤滲透儀滲水桶高度，測(cè)量三次取測(cè)量值的平均值。

2 土壤滲透儀的測(cè)量值不確定評(píng)定

土壤滲透儀滲水桶內(nèi)徑測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定：

2.1 測(cè)量模型：D=D

2.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評(píng)定

2.2.1 輸入量D的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（D）的評(píng)定：其不確定度來(lái)源主要是測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度u1（D），可以A類(lèi)方法評(píng)定u1（D）;鋼直尺準(zhǔn)確度引入的不確定度u2（D），可以B類(lèi)方法評(píng)定u2（D）。

（1）選取一土壤滲透儀，以鋼直尺對(duì)土壤滲透儀滲水桶內(nèi)徑連續(xù)進(jìn)行3次測(cè)量，得到測(cè)量列如表1所示：

（2）鋼直尺的最大允許誤差為±0.15mm，估計(jì)為均勻分布，其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

（3）把u1（D）與u2（D）兩項(xiàng)合成，則u（D）==0.09mm

2.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

2.3.1靈敏系數(shù)：由得D=D

2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表

2.3.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算：

uc（D）=uc（D）=0.09mm

uc=0.2mm

2.5 擴(kuò)展不確定度的報(bào)告與表示

土壤滲透儀滲水桶內(nèi)徑在100mm測(cè)量點(diǎn)時(shí)，其標(biāo)準(zhǔn)值測(cè)量結(jié)果擴(kuò)展不確定度為U=0.2mm。它是由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc=0.09mm和包含因子k=2之乘積得到。

3 土壤滲透儀測(cè)量結(jié)果的測(cè)量不確定度評(píng)估

土壤滲透儀的滲水桶內(nèi)徑為100mm，高度為400mm，測(cè)壓管間距為100mm，測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定可按照上述方法評(píng)定，其不確定度評(píng)估見(jiàn)表3。

4 結(jié)語(yǔ)

保證土壤滲透儀的準(zhǔn)確性，通過(guò)校準(zhǔn)等方法實(shí)現(xiàn)量值的溯源性，在公路交通的質(zhì)量控制中起到重要作用;土壤滲透儀使用要注意：每次用完應(yīng)擦凈晾干，密封圈宜抹以滑石粉保存。切土環(huán)刀應(yīng)妥善保管，防止刃口碰損。上蓋出水管處橡膠管不易套至根部，須留出6mm以上，以防與套筒受壓。本文介紹我院對(duì)土壤滲透儀進(jìn)行校準(zhǔn)方法和不確定度評(píng)定方法。

【參考文獻(xiàn)】

[1]南京水利科學(xué)研究院.中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：土工試驗(yàn)規(guī)程SL237-1999[M].中國(guó)水利水電出版社，1999.