液壓靜力壓樁機(jī)測量結(jié)果不確定度評定

吳銳蕓

摘 要：液壓靜力壓樁機(jī)廣泛應(yīng)用在交通、建筑等工程領(lǐng)域中，工作原理是油泵對主、副油缸供油，不同的主、副壓樁油缸組合構(gòu)成不同的壓樁狀態(tài)，通過自重反力，對壓樁箱或送樁器施加強(qiáng)大的壓力，將預(yù)制樁或鋼管壓入土（巖）層，通過與液壓油缸連通的模擬指示器（壓力表）間接指示所施加的壓樁力值。本文基于采用測力儀檢定壓樁機(jī)，對液壓靜力壓樁機(jī)的檢定結(jié)果的不確定度進(jìn)行評定分析。

關(guān)鍵詞：液壓靜力；壓樁機(jī)；不確定度

1 概述

1.1 測量方法

依據(jù)JJF（閩）1049-2012《液壓靜力壓樁機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范》。

1.2 環(huán)境條件

溫度：（5～35）℃。

1.3 測量標(biāo)準(zhǔn)

0.5級標(biāo)準(zhǔn)測力儀。

1.4 被測對象

液壓靜力壓樁機(jī)（以下簡稱壓樁機(jī)），示值重復(fù)性：≤3%；內(nèi)插誤差：±3%。

1.5 測量過程

在規(guī)定條件下，用壓樁機(jī)對標(biāo)準(zhǔn)測力儀施加負(fù)荷至校準(zhǔn)點，可得到與校準(zhǔn)點相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)測力儀示值。該過程連續(xù)進(jìn)行3次，計算3次標(biāo)準(zhǔn)測力儀示值的算術(shù)平均值即為該校準(zhǔn)點的壓樁力值。

1.6 評定結(jié)果的使用

在符合上述條件的壓樁機(jī)，一般可使用不確定度的評定結(jié)果。否則可參考本規(guī)范評定。

2 數(shù)字模型

式中：

Fi——對應(yīng)于第i個校準(zhǔn)點標(biāo)準(zhǔn)測力儀3次示值的算術(shù)平均值，kN；

Fi——對應(yīng)于第i個校準(zhǔn)點的壓樁機(jī)壓樁力值，kN。

3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評定

輸入量Fi的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（Fi）的評定；其不確定度主要來源是壓樁機(jī)的測量重復(fù)性（已含壓力表本身引入的誤差）和標(biāo)準(zhǔn)測力儀的準(zhǔn)確度，壓樁機(jī)的測量重復(fù)性可以通過連續(xù)測量得到測量列，采用A類評定方法進(jìn)行評定，標(biāo)準(zhǔn)測力儀的準(zhǔn)確度是均勻分布，可以B類方法評定，且兩者彼此互相獨立，各不相關(guān)。

3.1 測量重復(fù)性引入的不確定度u1（Fi）的評定

對一臺型號為WXZ808的液壓靜力壓樁機(jī)，選取主副油缸同時工作壓樁狀態(tài)下16MPa校準(zhǔn)點，讀取標(biāo)準(zhǔn)測力儀相對應(yīng)的示值，連續(xù)測量10次，可得到測量列見下表：

平均值F=5145.3kN

單次實驗標(biāo)準(zhǔn)差s=4.19kN

在實際測量中，在重復(fù)性條件下連續(xù)測量3次，以3次的測量值的算術(shù)平均值作為測量結(jié)果，因此測量的重復(fù)性引入的不確定度為：

3.2 標(biāo)準(zhǔn)測力儀的準(zhǔn)確度引入的不確定度u2（Fi）的評定

標(biāo)準(zhǔn)測力儀的準(zhǔn)確度等級為0.5級，則其引入的不確定度為：

4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

4.1 靈敏系數(shù)

數(shù)學(xué)模型：Fi=Fi，則：

4.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表

4.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算

u1、u2各不相關(guān)，則：

5 擴(kuò)展不確定度的評定

取包含因子k=2，則擴(kuò)展不確定度為Urel=k·ucr=2×0.29%=0.6%。

6 擴(kuò)展不確定度的報告與表示

當(dāng)壓樁機(jī)在16MPa校準(zhǔn)點時，壓樁機(jī)壓樁力值為5145.3kN，其擴(kuò)展不確定度為Urel=0.6%。它是由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度ucr=0.29%和包含因子k=2之乘積得到。

7 對壓樁機(jī)力值測量結(jié)果的不確定度評估

該壓樁機(jī)常規(guī)應(yīng)校準(zhǔn)10%、20%、40%、60%、80%、100%共6個點，其測量不確定度見下表：

參考文獻(xiàn)：

[1] JJF（閩） 1049-2012.液壓靜力壓樁機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范.

[2] JJF 1059-1999.測量不確定度評定與表示.