CN109839317B - 一种微型室内静力触探测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微型室内静力触探测试系统及方法，属于土木工程领域。针对传统的电测静力触探试验装置的精度不足，抗干扰能力差，不适用于室内试验等问题，本发明提供一种利用光纤光栅传感器作为量测部件的微型静力触探探头，并改良静力触探的贯入装置，使其具有精度高、抗干扰能力强的特点。本发明主要包括探头部分、贯入装置以及环境温度箱三个部分，利用光纤光栅传感器作为探头内部的高精度量测部件，给出了光纤光栅应变值与不排水抗剪强度的关系式，并利用多个不同尺寸的探头同时贯入的试验，提出了得到室内海洋软土不排水抗剪强度的优选方法。

Description

一种微型室内静力触探测试系统及方法

技术领域

本发明属于土木工程领域，涉及一种静力触探测试装置及方法，尤其涉及一种利用光纤光栅传感器作为量测部件的海洋软土强度测试方法。

背景技术

静力触探作为一种测试和勘探手段，测试结果可获得试验土体的抗剪强度、灵敏度等，用来评价土体工程性质的试验参数，以此判断评估地基承载及稳定特性，目前静力触探测试技术在海洋软土的现场试验勘探已有着较为广泛的应用。

静力触探方法在试验中广泛应用的同时，也存在一些问题，例如由于触探锥尖面积小、测试量程大等问题对于海洋软土及超软土的测试结果误差较大，不能满足使用要求。另一方面现场测试受限于测试环境的影响贯入速率及垂直度很难得到保障，同时传统的电阻式传感器的测试精度易受水、温度、盐分、电磁等因素的干扰，这些问题成为影响静力触探方法测试准确度的主要影响因素。针对这些问题，提出一种测试精度高、抗干扰能力强的静力触探测试系统及方法就尤为重要。

本发明提供一种微型室内静力触探测试系统及方法，利用不同尺寸的探头进行静力触探试验，将最适用于室内海洋软土试验的探头尺寸作为优选，可减少现场试验各类不确定性因素的影响，同时利用耐腐蚀性好、抗干扰能力强，精度高、稳定性好的光纤光栅作为应变测试原件，对于提高测试精度，准确反映试验土样的物理力学特性具有重要意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种微型室内静力触探测试系统及方法，以克服现有手段的不足。利用精度高、抗干扰能力强、耐腐蚀性好的光纤光栅作为探头内部的应力测量手段，同时提出得到海洋软土的不排水抗剪强度的优选方法。

本发明的技术方案：

一种微型室内静力触探测试系统，该测试系统包括探头、中空探杆16、孔隙可调式移动滑块17、滑块定位螺栓18、光纤光栅波长解调仪19、试验土样20、直线模组21、步进式电机22、环境温度箱23和温度传感器24；所述的探头包括变形柱1、光纤光栅测斜传感器底座2、摩擦套筒3、锥尖4、光纤光栅应变片5、探杆接头6、光纤光栅测斜传感器7、孔隙水阀芯8、柔性滤网一9、密封头10、光缆11、密封圈一12、密封圈二13、密封圈三14和柔性滤网二15；

所述变形柱1中间开有通孔，便于光缆11穿过；变形柱1的上部直径小，中下部直径大；中部的柱身上设有两对凹槽，两对凹槽上下分布，每对凹槽对称设置于变形柱1的径向方向，变形柱1的下部轴向开设空腔，为光纤光栅测斜传感器7提供安放空间；

所述变形柱1的中下部外侧套设摩擦套筒3，摩擦套筒3上端延伸至变形柱1小直径部分，下端超过变形柱1下端；变形柱1与摩擦套筒3之间螺纹连接，且凹槽中设有光纤光栅应变片5，位于上方的一对光纤光栅应变片5能够得到锥尖阻力加侧壁摩阻力共同作用的应变值；位于下方的一对光纤光栅应变片5能够得到锥尖阻力作用的应变值；

所述变形柱1的上部套设探杆接头6，所述的探杆接头6为三级阶梯轴状，两端的阶梯轴直径小，中间阶梯轴的直径大，且外径与摩擦套筒3的外径一致；探杆接头6下端的阶梯轴插入变形柱1与摩擦套筒3上端之间的空隙中，实现固连，并且，探杆接头6轴肩与摩擦套筒3上端面之间设置柔性滤网二15，允许孔隙水进入，为变形柱1产生一定程度的变形提供空间；变形柱1上端与探杆接头6上端通过密封头10密封，用于防止水进入影响变形柱的性质；

所述变形柱1的下端与光纤光栅测斜传感器底座2相连；光纤光栅测斜传感器底座2为凸形圆柱，下半部圆柱直径小，上半部圆柱直径大，且与变形柱1中下部直径一致；光纤光栅测斜传感器底座2的上端固定光纤光栅测斜传感器7，光纤光栅测斜传感器7位于变形柱1下部的空腔中，用于测量探头的倾斜角度；光纤光栅测斜传感器底座2的下端与孔隙水阀芯8相连，用于阻挡外界孔隙水进入，并将锥尖阻力传递给变形柱1；

所述摩擦套筒3的下端设置锥尖4，锥尖4包覆于光纤光栅测斜传感器底座2下半部圆柱的外侧，且与孔隙水阀芯8螺纹连接，能确保锥尖阻力最终传递到变形柱1上；锥尖4与摩擦套筒3之间设置柔性滤网一9，允许孔隙水进入，为变形柱1产生一定程度的变形提供空间；

所述光纤光栅测斜传感器底座2的上半部圆柱上套有密封圈一12，用于防止柔性滤网一9处的水继续进入影响变形柱1的性质；变形柱1、摩擦套筒3和探杆接头6的交接处设置密封圈二13，用于防止水进入影响变形柱1的性质；变形柱1、探杆接头6和密封头10交界处设置密封圈三14；

所述光缆11中包含传递光纤光栅测斜传感器7倾斜角度信息的光纤，以及传递光纤光栅应变片5变形信息的光纤，用于将探头所测得的信息传递到光纤光栅波长解调仪19；

所述中空探杆16下端与探头的探杆接头6上端螺纹连接，中空探杆16上端与孔隙可调式移动滑块17螺纹连接，用于带动中空探杆16沿横杆移动，以实现不同点的静力触探；

所述孔隙可调式移动滑块17内设有孔，可用于通过孔将光缆11引出至光纤光栅波长解调仪19，孔隙可调式移动滑块17上部通过滑块定位螺栓18固定于直线模组21的横杆上；

所述步进式电机22与直线模组21相连，能带动直线模组21在竖直方向运动；进而使探头进入顶端有一开口的环境温度箱23中，并最终贯入试验土样20中；

所述环境温度箱23中的温度可调，内设温度传感器24，用于测量土样20内的温度。通过改变温度条件，模拟海底软土的温度环境变化，不仅可用于探究温度对静力触探试验的影响，还增加了试验的可靠度。

所述的探头按尺寸大小顺序以螺旋线分布于圆盘上。

探头向下贯入时，利用下端光纤光栅应变片5的应变和变形柱截面积与锥尖4底面积求得锥尖阻力，利用上端光纤光栅应变片5的应变和摩擦套筒3的侧面积求得侧壁摩阻力，即变形柱1下端的应变值为锥尖阻力产生的应变，上端的应变值为锥尖阻力和侧壁摩阻力共同作用产生的应变；利用静力触探试验已知的相关经验公式可对该土体进行分类并得到它的不排水抗剪强度，基于此不排水抗剪强度，可得到该海洋软土的灵敏度、软化指数及触变性等性质；通过多个尺寸，不同精度与量程的探头的静力触探试验，将最满足海洋软土静力触探试验精度和量程的探头尺寸作为优选。

一种微型室内静力触探测试方法，步骤如下：

(1)在探头向下贯入时，通过下端的光纤光栅应变片5的应变读数计算锥尖阻力，并由锥尖阻力值求得不排水抗剪强度：

式中：q_c为锥尖阻力；A为变形柱1下端的截面积；E为变形柱1的弹性模量；ε₁为下端光纤光栅应变片5的读数；A₁为锥尖4的底面积；k_q为锥尖阻力标定系数。

进而计算不排水抗剪强度S_u。

式中：S_u为海洋软土的不排水抗剪强度；σ_vo为总的上覆应力；N_k为经验系数，其取值在11～20之间，平均取16。

(2)建立光纤光栅应变值和软土不排水抗剪强度算法公式：

通过上式还可根据光纤光栅应变片5的精度和量程，以及探头参数，代入此式初步确定所求软土不排水抗剪强度的精度和量程。

(3)在探头向下贯入时，通过上端光纤光栅应变片5的应变读数计算侧壁摩阻力并由此确定土的类型：

式中：f_s为侧壁摩阻力标准值；A′为变形柱1上端的截面积；E为变形柱1弹性模量；ε₂为上端光纤光栅应变片5的读数；A₂为摩擦套筒3的侧壁面积；kx为侧壁摩阻力标定系数。

由侧壁摩阻力f_s和锥尖阻力q_c，求得摩阻比

依据规范内摩阻比的值，对土的类型进行确定。

(4)探头内部的光纤光栅测斜传感器7量测触探杆的偏斜角(相对铅垂线)用于修正贯入量，以此得到真实深度处土的性质。当每贯入1m测了1次偏斜角时，则该段的贯入修正量为：

式中：Δh_i为第i段贯入深度修正量，θ_i、θ_i-1为第i次和第i-1次实测的偏斜角。通过该公式可修正每一段的贯入深度，得到贯入深度的真实值。

(5)需要考虑光栅光纤传感器7的特有误差，即由于光纤光栅应变片5和变形柱1之间粘结层和保护层中的应变传递损失所造成的误差，如图5为所建立的模型。应用材料力学方法推导出变形柱1的真实应变值和光纤光栅应变片5所产生的应变误差之间的关系式：

式中：Δε为光纤光栅的应变误差，ε为变形柱1的真实应变，h为应变传递层厚度，d为光纤与应变传递层的接触宽度，l为光纤粘结段初始长度，G为应变传递层的剪切模量，E′为光纤的弹性模量，A₀为光纤的横截面积。

利用此关系式绘制光纤光栅的应变误差Δε与应变传递层厚度h以及光纤粘结段长度l的关系曲线，如图6所示。由图可知，为减小光纤光栅的应变误差，应减小粘贴胶层厚度并增大光纤粘结段长度。

(5)由于探头的尺寸将影响它的精度和量程，因此需要对探头尺寸进行优选试验：将多个尺寸、不同精度和量程的探头，按尺寸从大到小的顺序，以螺旋线从内向外固定于圆盘上同时贯入，求得每个探头所测得的不排水抗剪强度，将精度和量程最适用于海洋软土试验的探头尺寸作为优选，进而得到海洋软土的不排水抗剪强度的优选方法，如图7。

为避免室内试验时的模型箱边界效应(探头中心距离模型箱壁大于10倍探头直径)，将探头按尺寸大小顺序以螺旋线分布于圆盘上。根据所使用的光纤光栅应变片精度和量程可估计探头的精度和量程，比如设置不排水抗剪强度精度为0.01kpa、0.025kpa、0.05kpa、0.1kpa、0.15kpa、0.2kpa的不同尺寸探头，他们的理论量程分别为2kpa、5kpa、10kpa、20kpa、30kpa、40kpa,经过试验优选量程和精度最适合海洋软土的探头。同理，也可设置不同侧壁面积的探头进行试验。通过以上步骤可将量程和精度均满足室内海洋软土试验的探头尺寸作为优选，并最终使用优选尺寸的探头进行静力触探试验。

本发明的有益效果为：

本发明采用高精度、耐腐蚀、抗干扰的光纤光栅应变片和光纤光栅测斜传感器作为探头内部的测量部件来代替电测技术，以此避免复杂环境下对试验结果产生的不良影响和增加对海洋软土测量的结果可靠度；采用一个变形柱上的光纤光栅应变片下端测锥尖阻力和上端测锥尖阻力和侧壁摩阻力的方法，解决测量多个量的问题，同时还应用测斜传感器来加大数据的可靠度和精确度，使得本发明功能具有多样化；提出了获得海洋软土不排水抗剪强度的优选方法，即通过优选得到最适宜的探头尺寸，使最终所求不排水抗剪强度的值十分精确。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的一种微型室内静力触探测试装置。

图2是本发明实施例所提供装置内的静力触探探头的纵向剖视图。

图3是本发明实施例所提供装置内的静力触探探头A-A处剖视图。

图4是本发明实施例所提供装置内的静力触探探头的俯视图。

图5是探头内部应变传递模型图。

图6(a)是光纤光栅的应变误差与应变传递层厚度的关系图。

图6(b)是光纤光栅的应变误差与光纤粘结段长度的关系图。

图7是优选最适宜探头尺寸的装置示意图。

图8是圆盘俯视图。

图中：1变形柱；2光纤光栅测斜传感器底座；3摩擦套筒；4锥尖；5光纤光栅应变片；6探杆接头；7光纤光栅测斜传感器；8孔隙水阀芯；9柔性滤网一；10密封头；11光缆；12密封圈一；13密封圈二；14密封圈三；15柔性滤网；16中空探杆；17孔隙可调式移动滑块；18滑块定位螺栓；19光纤光栅波长解调仪；20试验土样；21直线模组；22步进式电机；23环境温度箱；24温度传感器。

具体实施方式

为更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明做详细说明。

实施例一：

一种微型室内静力触探测试系统及试验方法。包括变形柱1、光纤光栅测斜传感器底座2、摩擦套筒3、锥尖4、光纤光栅应变片5、探杆接头6、光纤光栅测斜传感器7、孔隙水阀芯8、柔性滤网一9、密封头10、光缆11、密封圈一12、密封圈二13、密封圈三14、柔性滤网二15、中空探杆16、孔隙可调式移动滑块17、滑块定位螺栓18、光纤光栅波长解调仪19、试验土样20、直线模组21、步进式电机22、环境温度箱23、温度传感器24。

变形柱1，贯入时产生形变；光纤光栅测斜传感器底座2，用于稳定光纤光栅测斜传感器；摩擦套筒3，用于传递侧壁摩阻力；锥尖4，用于传递锥尖阻力；光纤光栅应变片5，用于测量变形柱应变大小；探杆接头6，用于连接探杆和探头；光纤光栅测斜传感器7，用于测量探头倾斜角度；孔隙水阀芯8，用于阻挡外界孔隙水进入；柔性滤网一9，用于使锥尖与套筒间留有缝隙，为变形柱变形提供空间；密封头10，防水的水密接插件；光缆11，用于传输探头获得的静力触探信息；密封圈一12、密封圈二13、密封圈三14，为O型密封圈；柔性滤网二15，用于使接头与套筒间留有缝隙，为变形柱变形提供空间；中空探杆16，用于连接探头和贯入装置；孔隙可调式移动滑块17，用于沿横杆移动以实现不同点的静力触探；滑块定位螺栓18，用于固定滑块；光纤光栅波长解调仪19，用于解调探头传来的波长信息；试验土样20，用于室内试验的土样；直线模组21，用于使相连的横杆上下移动以实现贯入和返回；步进式电机22，提供贯入和返回的动力；环境温度箱23，用于改变试样土样的温度，以模拟不同温度环境；温度传感器24，用于测量试验土样温度；

变形柱1的一端与探杆接头6螺纹连接，中部与摩擦套筒3螺纹连接，另一端与光纤光栅测斜传感器底座2紧密连接，光纤光栅测斜传感器底座2下固定孔隙水阀芯8，孔隙水阀芯8与锥尖4螺纹连接，以上结构构成该探头的主要结构。

光纤光栅应变片5分别贴于变形柱1和摩擦套筒3螺纹连接处的上下端，当探头向下以准静力的形式向下贯入试验土样20时，柔性滤网一9和柔性滤网二15的宽度由于压缩而减小，下端变形柱由于锥尖阻力产生变形，用下端应变片可分析这个力的大小。上端应变片的变形是由于锥尖阻力和侧壁摩阻力共同作用所致，所以用上端应变片的变形减去下端应变片变形，得到侧壁摩阻力引起的应变片变形。

光纤光栅测斜传感器7与光纤光栅测斜传感器底座2紧密连接可保证稳定性，光纤光栅测斜传感器7通过实时监测探头的倾斜角度，可用于贯入深度的修正。

光纤光栅测斜传感器底座2上套有密封圈一12，用于防止柔性滤网一9处的水继续进入影响变形柱1的性质；变形柱1、摩擦套筒3和探杆接头6的交接处设置密封圈二13，用于防止水进入影响变形柱1的性质；变形柱1、探杆接头6和密封头10交界处设置密封圈三14，用于防止水进入影响变形柱1的性质。

光缆11内部为连接着光纤光栅应变片5和光纤光栅测斜传感器7的光纤，光纤所携带的信息通过光缆11传递至光纤光栅波长解调仪19，达到实时记录静力触探全过程数据的目的。

步进式电机22带动直线模组21运动，进而带动静力触探探头在竖直方向上运动，即探头以外的部分相当于贯入装置和传动装置，使探头能完成贯入试验土样20和返回这两类动作。

利用探头内部光纤光栅传感器的应变读数以及优选得到的探头相关参数，可代入下式求得该试验土样的不排水抗剪强度。贯入过程中探头下端应变值传入解调器得到ε，变形柱的截面积和杨氏模量分别为A和E，锥尖底面积为A′。贯入的深度可通过测斜传感器修正得到，据此求得总的上覆应力σ_vo。利用规范可得到经验系数N_k，利用标定试验可求得标定系数k_q。则试验土样的不排水抗剪强度S_u为：

Claims (3)

1.一种微型室内静力触探测试系统，其特征在于，该测试系统包括探头、中空探杆(16)、孔隙可调式移动滑块(17)、滑块定位螺栓(18)、光纤光栅波长解调仪(19)、试验土样(20)、直线模组(21)、步进式电机(22)、环境温度箱(23)和温度传感器(24)；所述的探头包括变形柱(1)、光纤光栅测斜传感器底座(2)、摩擦套筒(3)、锥尖(4)、光纤光栅应变片(5)、探杆接头(6)、光纤光栅测斜传感器(7)、孔隙水阀芯(8)、柔性滤网一(9)、密封头(10)、光缆(11)、密封圈一(12)、密封圈二(13)、密封圈三(14)和柔性滤网二(15)；

所述变形柱(1)中间开有通孔，便于光缆(11)穿过；变形柱(1)的上部直径小，中下部直径大；中部的柱身上设有两对凹槽，两对凹槽上下分布，每对凹槽对称设置于变形柱(1)的径向方向，变形柱(1)的下部轴向开设空腔，为光纤光栅测斜传感器(7)提供安放空间；

所述变形柱(1)的中下部外侧套设摩擦套筒(3)，摩擦套筒(3)上端延伸至变形柱(1)小直径部分，下端超过变形柱(1)下端；变形柱(1)与摩擦套筒(3)之间螺纹连接，且凹槽中设有光纤光栅应变片(5)，位于上方的一对光纤光栅应变片(5)能够得到锥尖阻力加侧壁摩阻力共同作用的应变值；位于下方的一对光纤光栅应变片(5)能够得到锥尖阻力作用的应变值；

所述变形柱(1)的上部套设探杆接头(6)，所述的探杆接头(6)为三级阶梯轴状，两端的阶梯轴直径小，中间阶梯轴的直径大，且外径与摩擦套筒(3)的外径一致；探杆接头(6)下端的阶梯轴插入变形柱(1)与摩擦套筒(3)上端之间的空隙中，实现固连，并且，探杆接头(6)轴肩与摩擦套筒(3)上端面之间设置柔性滤网二(15)，允许孔隙水进入，为变形柱(1)产生一定程度的变形提供空间；变形柱(1)上端与探杆接头(6)上端通过密封头(10)密封，用于防止水进入影响变形柱的性质；

所述变形柱(1)的下端与光纤光栅测斜传感器底座(2)相连；光纤光栅测斜传感器底座(2)为凸形圆柱，下半部圆柱直径小，上半部圆柱直径大，且与变形柱(1)中下部直径一致；光纤光栅测斜传感器底座(2)的上端固定光纤光栅测斜传感器(7)，光纤光栅测斜传感器(7)位于变形柱(1)下部的空腔中，用于测量探头的倾斜角度；光纤光栅测斜传感器底座(2)的下端与孔隙水阀芯(8)相连，用于阻挡外界孔隙水进入，并将锥尖阻力传递给变形柱(1)；

所述摩擦套筒(3)的下端设置锥尖(4)，锥尖(4)包覆于光纤光栅测斜传感器底座(2)下半部圆柱的外侧，且与孔隙水阀芯(8)螺纹连接，能确保锥尖阻力最终传递到变形柱(1)上；锥尖(4)与摩擦套筒(3)之间设置柔性滤网一(9)，允许孔隙水进入，为变形柱(1)产生一定程度的变形提供空间；

所述光纤光栅测斜传感器底座(2)的上半部圆柱上套有密封圈一(12)，用于防止柔性滤网一(9)处的水继续进入影响变形柱(1)的性质；变形柱(1)、摩擦套筒(3)和探杆接头(6)的交接处设置密封圈二(13)，用于防止水进入影响变形柱(1)的性质；变形柱(1)、探杆接头(6)和密封头(10)交界处设置密封圈三(14)；

所述光缆(11)中包含传递光纤光栅测斜传感器(7)倾斜角度信息的光纤，以及传递光纤光栅应变片(5)变形信息的光纤，用于将探头所测得的信息传递到光纤光栅波长解调仪(19)；

所述中空探杆(16)下端与探头的探杆接头(6)上端螺纹连接，中空探杆(16)上端与孔隙可调式移动滑块(17)螺纹连接，用于带动中空探杆(16)沿横杆移动，以实现不同点的静力触探；

所述孔隙可调式移动滑块(17)内设有孔，可用于通过孔将光缆(11)引出至光纤光栅波长解调仪(19)，孔隙可调式移动滑块(17)上部通过滑块定位螺栓(18)固定于直线模组(21)的横杆上；

所述步进式电机(22)与直线模组(21)相连，能带动直线模组(21)在竖直方向运动；进而使探头进入顶端有一开口的环境温度箱(23)中，并最终贯入试验土样(20)中；

所述环境温度箱(23)中的温度可调，内设温度传感器(24)，用于测量试验土样(20)内的温度。

2.根据权利要求1所述的一种微型室内静力触探测试系统，其特征在于，所述的探头按尺寸大小顺序以螺旋线分布于圆盘上。

3.采用权利要求1或2任一所述系统的微型室内静力触探测试方法，其特征在于，步骤如下：

(1)在探头向下贯入时，通过下端的光纤光栅应变片(5)的应变读数计算锥尖阻力，并由锥尖阻力值求得不排水抗剪强度：

式中：q_c为锥尖阻力；A为变形柱(1)下端的截面积；E为变形柱(1)的弹性模量；ε₁为下端光纤光栅应变片(5)的读数；A₁为锥尖(4)的底面积；k_q为锥尖阻力标定系数；

进而计算不排水抗剪强度S_u；

式中：S_u为海洋软土的不排水抗剪强度；σ_vo为总的上覆应力；N_k为经验系数，其取值在11～20之间，平均取16；

(2)建立光纤光栅应变值和软土不排水抗剪强度算法公式：

(3)在探头向下贯入时，通过上端光纤光栅应变片(5)的应变读数计算侧壁摩阻力并由此确定土的类型：

式中：f_s为侧壁摩阻力标准值；A′为变形柱(1)上端的截面积；E为变形柱(1)弹性模量；ε₂为上端光纤光栅应变片(5)的读数；A₂为摩擦套筒(3)的侧壁面积；k_f为侧壁摩阻力标定系数；

由侧壁摩阻力f_s和锥尖阻力q_c，求得摩阻比

依据规范内摩阻比的值，对土的类型进行确定；

(4)探头内部的光纤光栅测斜传感器(7)量测中空探杆相对铅垂线的偏斜角，用于修正贯入量，以此得到真实深度处土的性质；修正贯入量的公式为：

式中：Δh_i为第i段贯入深度修正量，θ_i、θ_i-1为第i次和第i-1次实测的偏斜角；通过该公式修正每一段的贯入深度，得到贯入深度的真实值；

(5)需要考虑光纤光栅测斜传感器(7)的特有误差，即由于光纤光栅应变片(5)和变形柱(1)之间粘结层和保护层中的应变传递损失所造成的误差；应用材料力学方法推导出变形柱(1)的真实应变值和光纤光栅应变片(5)所产生的应变误差之间的关系式：

式中：Δε为光纤光栅的应变误差，ε为变形柱(1)的真实应变，h为应变传递层厚度，d为光纤与应变传递层的接触宽度，l为光纤粘结段初始长度，G为应变传递层的剪切模量，E′为光纤的弹性模量，A₀为光纤的横截面积；

利用此关系式绘制光纤光栅的应变误差Δε与应变传递层厚度h以及光纤粘结段长度l的关系曲线；

(5)由于探头的尺寸将影响它的精度和量程，因此需要对探头尺寸进行优选试验：将多个尺寸、不同精度和量程的探头，按尺寸从大到小的顺序，以螺旋线从内向外固定于圆盘上同时贯入，求得每个探头所测得的不排水抗剪强度，将精度和量程最适用于海洋软土试验的探头尺寸作为优选，进而得到海洋软土的不排水抗剪强度的优选方法。

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