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孔压静力触探系统(piezocone penetration test,CPTU)是岩土工程领域一种重要的原位测试技术,通过探头在土壤中的连续贯入,获取土体的各项物理参数,并基于土力学模型划分土层。探头各项参数的测量精度决定了土层分层的准确性。因此,研究提高多功能孔压静力触探探头测量精度的方法具有重要的理论意义和工程应用价值。论文的主要研究内容如下:(1)研究了多年来国内外CPT/CPTU技术的发展,总结了发展过程中CPTU传感器静态标定方法和动态标定方法。(2)研究了 CPTU传感器的静态标定方法,用整体最小二乘法对预处理后的标定数据进行分析得到CPTU传感器的静态性能指标,建立CPTU传感器各个测量通道的输出电压与实际受力之间的数学关系,使用线性解耦方法对试验结果进行分析与处理,降低了 CPTU传感器测量通道之间的耦合程度。(3)研究了 CPTU传感器动态标定方法,建立了 CPTU传感器动态参数模型,在对动态标定数据进行小波阈值法去噪后,通过系统辨识法,得到CPTU传感器动态特性参数和传递函数模型。(4)由于探头工作过程中会产生倾斜角度,倾斜角度测量的精确程度会直接影响标定的结果,分析了倾斜角度测量的各种方法,为了提高测量的精度,使用卡尔曼滤波方法来降低振动噪声带来的测量误差。(5)设计了 CPTU传感器静态标定平台,包括测力传感器标定平台,孔压传感器标定平台,标定平台硬件电路设计和标定平台软件设计。(6)介绍了基于本文标定系统的多功能数字式CPTU测试系统的集成,并介绍了美国Verter-Hogentolger多功能车载式CPTU测试系统,使用两种测试系统进行现场试验和数据对比,分析误差来源,验证了本文标定系统的有效性。