液壓靜力壓樁機測量結果不確定度評定

吳銳蕓

摘 要：液壓靜力壓樁機廣泛應用在交通、建筑等工程領域中，工作原理是油泵對主、副油缸供油，不同的主、副壓樁油缸組合構成不同的壓樁狀態，通過自重反力，對壓樁箱或送樁器施加強大的壓力，將預制樁或鋼管壓入土（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，對液壓靜力壓樁機的檢定結果的不確定度進行評定分析。

關鍵詞：液壓靜力；壓樁機；不確定度

1 概述

1.1 測量方法

依據JJF（閩）1049-2012《液壓靜力壓樁機校準規范》。

1.2 環境條件

溫度：（5～35）℃。

1.3 測量標準

0.5級標準測力儀。

1.4 被測對象

液壓靜力壓樁機（以下簡稱壓樁機），示值重復性：≤3%；內插誤差：±3%。

1.5 測量過程

在規定條件下，用壓樁機對標準測力儀施加負荷至校準點，可得到與校準點相對應的標準測力儀示值。該過程連續進行3次，計算3次標準測力儀示值的算術平均值即為該校準點的壓樁力值。

1.6 評定結果的使用

在符合上述條件的壓樁機，一般可使用不確定度的評定結果。否則可參考本規范評定。

2 數字模型

式中：

Fi——對應于第i個校準點標準測力儀3次示值的算術平均值，kN；

Fi——對應于第i個校準點的壓樁機壓樁力值，kN。

3 標準不確定度分量的評定

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

3.1 測量重復性引入的不確定度u1（Fi）的評定

對一臺型號為WXZ808的液壓靜力壓樁機，選取主副油缸同時工作壓樁狀態下16MPa校準點，讀取標準測力儀相對應的示值，連續測量10次，可得到測量列見下表：

平均值F=5145.3kN

單次實驗標準差s=4.19kN

在實際測量中，在重復性條件下連續測量3次，以3次的測量值的算術平均值作為測量結果，因此測量的重復性引入的不確定度為：

3.2 標準測力儀的準確度引入的不確定度u2（Fi）的評定

標準測力儀的準確度等級為0.5級，則其引入的不確定度為：

4 合成標準不確定度的評定

4.1 靈敏系數

數學模型：Fi=Fi，則：

4.2 標準不確定度匯總表

4.3 合成標準不確定度的計算

u1、u2各不相關，則：

5 擴展不確定度的評定

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

6 擴展不確定度的報告與表示

當壓樁機在16MPa校準點時，壓樁機壓樁力值為5145.3kN，其擴展不確定度為Urel=0.6%。它是由合成標準不確定度ucr=0.29%和包含因子k=2之乘積得到。

7 對壓樁機力值測量結果的不確定度評估

該壓樁機常規應校準10%、20%、40%、60%、80%、100%共6個點，其測量不確定度見下表：

參考文獻：

[1] JJF（閩） 1049-2012.液壓靜力壓樁機校準規范.

[2] JJF 1059-1999.測量不確定度評定與表示.