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用于土-結構相互作用評估的觸覺壓力傳感器
邁克爾C。帕爾默，P.E.，M.1；托馬斯D。奧洛克，碩士2；納撒尼爾A。奧爾森，S.M.3；Tarek Abdoun，碩士4；大哈，M.5；邁克爾J。奧洛克，P.E.，M.6；
¹ 康奈爾大學土木與環境工程學院助理研究員，紐約州伊薩卡市，郵編：14853（通訊作者）。
² 紐約州伊薩卡市康奈爾大學土木與環境工程學院教授，郵編：14853。
³ 紐約州伊薩卡市康奈爾大學土木與環境工程學院研究生助理，郵編：14853。
紐約州特洛伊市倫斯勒理工學院土木與環境工程系副教授，郵編：12180。
5項目巖土工程師，Geocomp Corporation，1145 Massa-chusetts Ave.，Boxborough，MA 01719。
紐約州特洛伊市倫斯勒理工學院土木與環境工程系教授，郵編：12180。
注意。本稿于2008年4月7日提交；2008年5月7日批準；2009年10月15日在線發布。討論期至2010年4月1日；個別論文必須單獨提交討論。本文是《巖土工程與地質環境工程學報》第135卷第11期2009年11月1日的一部分。
文摘：本文對觸覺式壓力傳感器在巖土工程中的應用進行了評價。觸覺壓力傳感器是一個小型傳感單元陣列，稱為傳感器，嵌入在聚合物板或襯墊中，用于測量垂直于板表面的應力大小和分布。討論了減小剪切對傳感器測量影響的方法，并通過實驗驗證了這些方法的有效性。對傳感器的時變特性進行了評估，并為考慮時變效應的測量提供了建議。觸覺壓力傳感器測量響應垂直加載和卸載和橫向荷載的全尺寸管道上受大水平地面運動的影響，并與獨立的荷載測量進行了比較。傳感器測量用于顯示受大側向土壤移動影響的管道上的正應力分布。
DOI:10.1061/（ASCE）GT.1943-5606.0000143
CE數據庫主題詞：土壤-結構相互作用；管道；地震；評估。
介紹
觸覺壓力傳感器是一組小型傳感器，稱為傳感器，嵌入在聚合物板或襯墊中，用于測量與外部施加載荷相關的法向應力分布。它們最初是為支持人工智能而開發的，但后來被用于工業和人體工程學應用，包括汽車座椅和剎車片的設計（例如，Paikowsky和Hajduk 1997；Tekscan公司，2003年）。
Paikowsky及其同事對觸覺壓力傳感器進行了重要的研究（Paikowsky和Hajduk 1997；Paikowsky等人（2000年、2003年、2006年），他們是第一個研究其在巖土工程中的應用的人。Paikowsky和Hajduk（1997）報告了顆粒介質中的一系列傳感器試驗。他們得出結論，觸覺壓力傳感器系統提供了正常的應力測量在粒狀土壤的精度很好的程度。他們還表明，傳感器測量是敏感的負荷率，蠕變和滯后卸載時，并提供實驗數據，幫助量化這些影響。觸覺壓力傳感器已應用于測量模型條形基腳下的垂直應力（Paikowsky等人，2000年）、顆粒材料中活板門試驗期間拱起產生的垂直應力分布（Paikowsky等人，2003年）、圓錐形沙堆下的垂直應力分布（Paikowsky等人，2006年），以及鐵路軌道傳遞的垂直壓力（Stith 2005）。Paikowsky及其同事開發了一種校準裝置，用于將受控顆粒材料壓力應用于觸覺壓力傳感器（Paikowsky和Hajduk，1997年），并研究了土壤粒度相對于傳感器尺寸對傳感器測量的影響（Paikowsky等人，2006年）。
傳統的土壤應力單元通常記錄相對于實際土壤應力低或高的應力，作為應力單元剛度、尺寸和長寬比（厚長比）、單元放置程序和其他因素的函數（例如，Kohl等人1989；鄧尼克利夫1988；Weiler和Kulhawy 1982年；塞利格1964）。由于觸覺壓力傳感器薄，寬，靈活，他們擁有良好的特性方面的縱橫比和剛度。傳感器可適用于土壤應力傳感器無法實現的各種表面幾何形狀，并符合樁、鉆孔豎井、管道和涵洞的曲面。但是，它們也受到與結構和材料特性有關的限制的影響。剪切應力可能會導致聚合物板之間的相對滑動，從而產生孔隙率 |
