固結(jié)儀校準規(guī)范

JJF1311—201111范圍本校準規(guī)范適用于軸向力不大于12kN的杠桿式固結(jié)儀和氣壓式固結(jié)儀的校準。2引用文獻GB/T4935.1—2008土工試驗儀器固結(jié)儀第1部分:單杠桿固結(jié)儀GB/T4935.2—2009土工試驗儀器固結(jié)儀第2部分:氣壓式固結(jié)儀凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3概述固結(jié)儀是土壤壓縮性試驗儀器。固結(jié)儀按結(jié)構可分為杠桿式固結(jié)儀和氣壓式固結(jié)儀(見圖1、圖2)。杠桿式固結(jié)儀原理是用砝碼通過杠桿對土壤試樣施加軸向壓力;氣壓式固結(jié)儀原理是通過氣壓控制器對土壤試樣施加軸向壓力,來測定土壤試樣的軸向變形與壓力的關系和變形與時間的關系,以供計算土壤的單位沉降量、壓縮系數(shù)、回彈系數(shù)、壓縮模量及固結(jié)系數(shù)等。圖1杠桿式固結(jié)儀1—百分表;2—傳壓板;3—透水板;4—土壤試樣;5—環(huán)刀;6—加壓框架;7—杠桿;8—砝碼;9—平衡錘JJF1311—20112圖2氣壓式固結(jié)儀1—計算機;2—氣壓控制器;3—位移傳感器;4—容器;5—加荷裝置4計量特性4.1環(huán)刀環(huán)刀內(nèi)徑、外徑、高度允差見表1。表1環(huán)刀內(nèi)徑、外徑、高度允差項目名稱規(guī)格/mm最大允許誤差/mm環(huán)刀內(nèi)徑61.80±0.0579.80±0.06環(huán)刀外徑65.000.00-0.0783.000.00-0.08環(huán)刀高度20.00+0.050.004.2透水板透水板直徑允差見表2。表2透水板直徑允差環(huán)刀規(guī)格/cm2規(guī)格/mm最大允許誤差/mm30上透水板?61.300.00-0.50下透水板?61.8050上透水板?79.30下透水板?83.0034.3杠桿式固結(jié)儀鑒別力閾在平衡后不超過最大輸出力值的0.02%。4.4輸出力值相對誤差4.4.1杠桿式固結(jié)儀輸出力值為最大值的2.5%及其以上時,輸出力值相對誤差不超過±1.0%。4.4.2氣壓式固結(jié)儀輸出力值的最大允差如表3所示。表3氣壓式固結(jié)儀輸出力值誤差試樣面積/cm2試驗力/N最大允許誤差30≤300絕對誤差:±3N50≤500絕對誤差:±5N30>300相對誤差:±1%50>500相對誤差:±1%4.5測量裝置4.5.1百分表的量程(0~10)mm,分度值0.01mm,示值最大允許誤差0.02mm。4.5.2位移測量裝置示值最大允許誤差為±0.3%FS。5校準條件5.1環(huán)境條件5.1.1溫度:(20±10)℃。5.1.2相對濕度:不大于80%RH。5.2校準用標準器具和校準項目(表4)表4校準用標準器具和校準項目序號標準器具技術特性校準項目1標準測力儀①0.3級鑒別力閾輸出力值2百分表檢定儀(0~25)mm示值誤差0.004mm百分表位移測量裝置3孔徑千分尺(60~80)mm示值誤差±0.01mm環(huán)刀內(nèi)徑、外徑、高度透水板直徑4千分尺≥100mm示值誤差±0.01mm5游標卡尺≥150mm示值誤差±0.02mm①:標準測力儀重量不能超過容器重量。6校準方法6.1環(huán)刀內(nèi)徑、外徑、高度JJF1311—201146.1.1環(huán)刀內(nèi)徑用孔徑千分尺在環(huán)刀的內(nèi)壁上測量一次,結(jié)果應符合表1的要求。6.1.2環(huán)刀外徑用千分尺在環(huán)刀的外壁上相互垂直的兩個方向測量并取平均值,結(jié)果應符合表1的要求。6.1.3環(huán)刀高度用游標卡尺測量環(huán)刀高度,均勻分布選三個位置測量并取平均值,結(jié)果應符合表1的要求。6.2透水板直徑用游標卡尺在透水板的外徑上相互垂直的兩個方向測量,取平均值。6.3杠桿式固結(jié)儀鑒別力閾校準方法調(diào)平杠桿到水平位置,把標準測力儀放入加壓框架下,對正接觸后調(diào)至零位,按杠桿最大輸出力值的0.02%除以杠桿比后的砝碼值為負荷,施加在砝碼盤上,標準測力儀指示值應有力值反應,可認為鑒別力閾符合要求。6.4輸出力值相對誤差6.4.1杠桿式固結(jié)儀輸出力值取杠桿式固結(jié)儀最大輸出力值約2.5%、50%、100%三個校準點,施加相應的砝碼,每個校準點進行3次,3次讀數(shù)的算術平均值作為該點的輸出力值。校準方法:把標準測力儀放入加壓框架下,對正接觸后,施加1kPa預壓力,將標準測力儀上的指示值調(diào)至零位,按照校準點的負荷力值,依次施加相應的砝碼并調(diào)平衡,待指示值穩(wěn)定后讀數(shù)。重復此過程,每個校準點進行3次,3次讀數(shù)的算術平均值作為該點的輸出力值。(注:在土樣面積30cm2時,1kPa預壓力對應于3N;50cm2時,1kPa預壓力對應于5N。)6.4.2氣壓式固結(jié)儀輸出力值氣壓式固結(jié)儀從最大輸出力值約2.5%至最大輸出力值,取校準點不少于5點,盡可能均勻分布,施加相應的壓力負荷,每個校準點進行3次,3次讀數(shù)的算術平均值作為該點的輸出力值。校準方法:把標準測力儀放入加壓框架下,對正接觸后,進行平衡自重,將標準測力儀上的指示值調(diào)至零位,按照校準點的壓力負荷,依次施加相應的壓力,待指示值穩(wěn)定后讀數(shù)。重復此過程,每個校準點進行3次,3次讀數(shù)的算術平均值作為該點的輸出力值。(注:平衡自重—試驗前,用于抵消儀器活塞、容器及土樣等重量的過程。)6.4.3根據(jù)上述校準所得數(shù)值按公式(1)計算固結(jié)儀輸出力值相對誤差δ。δ=×100%(1)式中:F—固結(jié)儀輸出力值;Fi—在第i校準點上,標準測力儀3次測量的算術平均值。JJF1311—201156.5測量裝置的校準6.5.1百分表按照JJG34—2008《指示表(指針式、數(shù)顯式)》校準。6.5.2位移測量裝置參照JJG34—2008《指示表(指針式、數(shù)顯式)》校準。7校準結(jié)果表達儀器經(jīng)校準后,出具校準證書。校準證書內(nèi)頁格式見附錄A。8復校時間間隔由于復校時間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等因素所決定,因此,送校單位可根據(jù)實際使用情況自主決定復校時間間隔。建議不超過1年。JJF1311—20116附錄A校準證書內(nèi)頁格式測量范圍溫度℃濕度%RH儀器編號序號校準項目技術要求/mm校準結(jié)果/mm1環(huán)刀61.80±0.0579.80±0.06外徑65.000.0065.00-0.070.000.00-0.08高度0.0020.00+0.050.002透水板30cm2上透水板?61.300.00-0.50下透水板?61.8050cm2上透水板?79.30下透水板?83.003杠桿式固結(jié)儀鑒別力閾有力值反應4百分表位移測量裝置按照JJG34—2008《指示表(指針式、數(shù)顯式)》校準5杠桿式固結(jié)儀輸出力值±1.0%氣壓式固結(jié)儀輸出力值30cm2≤300N±3N>300N±1%50cm2≤500N±5N>500N±1%校準地點:測量不確定度:JJF1311—20117附錄B固結(jié)儀輸出力測量結(jié)果不確定度評定示例B.1概述B.1.1測量方法:依據(jù)JJF1311—2011《固結(jié)儀校準規(guī)范》。B.1.2環(huán)境條件:溫度為(20±10)℃,相對濕度不大于80%。B.1.3測量標準:0.3級標準測力儀,相對最大允許誤差為±0.3%。B.1.4被測對象:固結(jié)儀B.1.5測量過程在規(guī)定環(huán)境條件下,固結(jié)儀對標準測力儀施加負荷至控制測量點,可得到與控制壓力對應的標準測力儀示值,該過程連續(xù)進行3次,以固結(jié)儀標準力值減去標準測力儀3次示值的算術平均值,即得該測量點固結(jié)儀的輸出力值誤差。B.2數(shù)學模型B.2.1建模ΔF=F-Fi式中:ΔF—固結(jié)儀的輸出力值誤差,kN; Fi—在第i校準點上,標準測力儀3次測量的算術平均值,kN;F—固結(jié)儀輸出力值對應的標準力值,B.2.2靈敏系數(shù)?ΔF?Fic1?ΔF?FikN。=1c2==-1B.3不確定度來源分析B.3.1測量重復性誤差引起的標準不確定度為u1。B.3.2標準測力儀誤差引起的標準不確定度為u2。B.4輸入量的標準不確定度評定B.4.1輸入量Fi的標準不確定度u(Fi)的評定輸入量F的標準不確定度來源主要是固結(jié)儀的輸出力值重復性誤差。單次測量標準差s=式中: R1.69R—3次測量的極差值。實際以3次測量值的算術平均值為測量結(jié)果,可得到:u1(n為測量次數(shù))JJF1311—20118:杠桿式固結(jié)儀(30cm2)壓力u1(150N)時,輸入量的標準不確定度評定如下:序號123示值/N149.1149.6149.0單次試驗標準差s0.355(N)實際以該3次測量值的算術平均值為測量結(jié)果,可得到:u1=0.205(N)(n為測量次數(shù))則u(Fi)=0.205B.4.2輸入量F的標準不確定度u(F)的評定輸入量F的標準不確定度u2主要由標準測力儀的誤差引起。標準測力儀檢定證書給出的相對最大允許誤差為±a,假設服從均勻分布,取包含因子k=3,標準不確定度為:u(F)例:杠桿式固結(jié)儀(30cm2)壓力為50kPa(150N)時,輸入量F的標準不確定度評定如下:u(F)×150=0.260(N)B.5合成標準不確定度的評定B.5.1標準不確定度匯總表表B.1標準不確定度匯總表標準不確定度不確定度來源標準不確定度值cici·u(xi) u(Fi)測量重復性引起的標準不確定度=0.2051=0.205u(F)標準測力儀誤差引起的標準不確定度 =0.260-1 =0.260B.5.2合成標準不確定度的計算合成不確定度可按下式得到:u(ΔF)=·u(Fi)2+·u(F)2=[c1u(Fi)]2+[c2u(F)]2=0.2052+0.2602=0.110(N2)B.6擴展不確定度的評定取包含因子k=2,=2×0.331=0.662(N)9相對擴展不確定度為Urel=k×uc(ΔF)/F=0.662/150=0.004B.7其他不確定度評定同理,固結(jié)儀其他不確定度評定如表B.2~表B.5所示。表B.2杠桿式固結(jié)儀(30cm2)不確定度施加壓力u1u2ucUUrel50kPa(150N)0.2050.2600.3310.6620.004800kPa(2400N)0.1874.1524.1568.3120.0031600kPa(4800N)0.0918.3048.30416.6080.003表B.3杠桿式固結(jié)儀(50cm2)不確定度施加壓力u1u2ucUUrel25kPa(150N)0.1150.2160.2450.4900.004400kPa(2400N)0.2313.4603.4686.9350.003800kPa(4800N)0.4766.9206.93613.8720.003表B.4氣壓式固結(jié)儀(30cm2)不確定度施加壓力u1u2ucUUrel50kPa(150N)0.2520.2600.3620.7240.005100kPa(300N)0.1000.5190.5291.0580.004400kPa(1200N)0.9532.0762.2844.5680.004800kPa(2400N)1.2794.1524.3458.6900.0041600kPa(4800N)1.2538.3048.39816.7960.003表B.5氣壓式固結(jié)儀(50cm2)不確定度施加壓力u1u2ucUUrel50kPa(150N)0.2940.4330.5231.0460.004100kPa(300N)0.3210.8650.9231.8460.004400kPa(1200N)0.7193.4603.5347.0680.004800kPa(2400N)0.8096.9206.96713.9340.0031600kPa(4800N)0.84313.84013.86627.7320.00310附錄C固結(jié)儀校準記錄C.1杠桿/氣壓式固結(jié)儀校準記錄送檢單位:型號規(guī)格:生產(chǎn)廠家:儀器編號:溫度:℃濕度:%RH序號技術要求/mm校準結(jié)果/mm1環(huán)刀61.80±0.0579.80±0.06外徑65.000.0065.00-0.070.000.00-0.08高度0.000.00-0.082透水板30cm2上透水板?61.300.00-0.50下透水板?61.8050cm2上透水板?79.30下透水板?83.004鑒別力閾(杠桿式固結(jié)儀)有力值反應5百分表位移測量裝置按照JJG34—2008《指示表(指針式、數(shù)顯式)》檢定校準人:核驗人:年月日11C.2杠桿式固結(jié)儀輸出力值、鑒別力閾校準記錄送檢單位:生產(chǎn)廠家:型號規(guī)格:儀器編號: