1、用途

　　磁致式沉降儀適用于自動化測量土石壩的分層沉降，及路堤、地基在開挖堆載過程中的沉降。

　　磁致式沉降儀所采用的磁致伸縮式傳感器具有分辨率高、穩(wěn)定性好、性能可靠、響應(yīng)速度快、工作壽命長、線性測量、絕對量輸出、非接觸測量、永不磨損、自標(biāo)定，輸出信號多種選擇：RS485、電壓、電流等標(biāo)準(zhǔn)量，安裝簡單方便等性能。

　　2、規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)

　　3、結(jié)構(gòu)及工作原理

　　3.1 結(jié)構(gòu)

　　沉降儀由電子倉、測桿、沉降磁環(huán)(磁環(huán)有板式或爪式)、觀測電纜等組成;附件有沉降儀固定盤、測桿聚中環(huán)等組成(見圖3.1)。

　　3.2 工作原理

　　沉降儀的不銹鋼測桿內(nèi)裝有磁致伸縮波導(dǎo)絲，測量時電子倉發(fā)出起始脈沖，起始脈沖沿波導(dǎo)絲傳輸，當(dāng)脈沖與沉降磁環(huán)相遇，產(chǎn)生磁致伸縮效應(yīng)電流脈沖，拾能機構(gòu)測量電流脈沖，并計算兩個脈沖之間的時間差，即為沉降磁環(huán)所在的絕對位置。

　　當(dāng)土體發(fā)生沉降，帶動套在沉降管外的沉降磁環(huán)移動，沉降磁環(huán)與測桿之間產(chǎn)生相對位移，沉降儀測出的位移量即為土體的沉降量，(圖3.1)沉降儀結(jié)構(gòu)圖。

　　3.3 計算方法

　　當(dāng)土體發(fā)生沉降時，其沉降量L與輸出的讀數(shù)F具有如下線性關(guān)系：

　　L = K△F =K(F-F?)

　　式中： L—沉降儀的沉降量，單位為mm;

　　△F—沉降儀實時測量值相對于基準(zhǔn)值的變化量，單位為F;

　　F—沉降儀的實時測量值，單位為F;

　　F?—沉降儀的基準(zhǔn)值，單位為F;

　　K—沉降儀的傳感器系數(shù)，單位為mm/F。

　　注：沉降儀計算結(jié)果為正值表示沉降，計算結(jié)果為負值表示抬升(隆起)，沉降儀具有智能識別功能，輸出信號為RS485數(shù)字量。

　　4、安裝與埋設(shè)

　　4.1 安裝前準(zhǔn)備

　　讀數(shù)儀測量沉降磁環(huán)在沉降儀測桿滑動的位置，以此檢查沉降儀、沉降磁環(huán)、附件進行等是否完好，方可安裝。

　　4.2 安裝與埋設(shè)

　　a) 沉降儀安裝在直徑≥60mm的沉降管中。

　　b) 沉降儀的安裝分為：管接固定法和吊裝固定法兩種。

　　c)  沉降磁環(huán)埋設(shè)分為：已建壩宜采用鉆孔中埋設(shè)沉降管和沉降磁環(huán)的方法，沉降磁環(huán)為爪式。在建壩宜采用在壩體填筑過程中逐節(jié)埋設(shè)沉降管并分層埋設(shè)沉降磁環(huán)的方法，沉降磁環(huán)為板式。

　　4.2.1 管接固定法

　　4.2.1.1 已建壩(圖4.2.1.1)

　　(圖4.2.1.1)已建壩鉆孔安裝埋設(shè)沉降儀示意圖

　　安裝埋設(shè)步驟：

　　a) 已建壩宜采用鉆孔埋設(shè)方法：鉆孔要求，孔徑≥Φ110mm左右，鉆孔深入基巖≥0.5米。

　　b) 將爪式沉降磁環(huán)套在沉降管外，套上管接，管接就位后用自攻螺絲固定,并用自粘膠帶封住接縫;

　　c)  將裝好固定盤和測桿聚中環(huán)的沉降儀插入沉降管中，如管中下層已裝有沉降儀應(yīng)將其觀測電纜穿過測桿聚中環(huán)和沉降儀固定盤，將沉降儀固定盤擔(dān)在管接內(nèi)管口斷面處;

　　d) 在管接中插入上節(jié)沉降管，壓緊沉降儀固定盤，用自攻螺釘固定上節(jié)沉降管;

　　e) 依次在各測點高程處完成以上步驟，直至所有測點的沉降儀安裝完成。

　　f) 沉降管和沉降儀就位后，向沉降管外徑四周灌注少量水泥砂漿(用于基礎(chǔ)段與基巖錨固)，隨后回填膨潤土或細砂，同時注水密實直至孔口。

　　4.2.1.2 在建壩(圖4.2.1.2)

　　(圖4.2.1.2)在建壩填筑安裝埋設(shè)沉降儀示意圖

　　a) 當(dāng)沉降管埋設(shè)達到測點高程時，截斷沉降管;

　　b) 將板式沉降磁環(huán)套在沉降管外，放平在坑底;

　　c) 安裝管接，用自攻螺絲固定，并用自粘膠帶封住接縫，原土料回填，人工搗實;

　　d)  組裝好的沉降儀(裝配好沉降儀固定盤和測桿聚中環(huán))插入沉降管中，如管中下層已裝有沉降儀應(yīng)將其觀測電纜穿過測桿聚中環(huán)和沉降儀固定盤，將沉降儀固定盤擔(dān)在管接內(nèi)管口斷面處;

　　e) 在管接中插入上節(jié)沉降管，壓緊沉降儀固定盤后用自攻螺釘固定，依次在各測點高程完成以上步驟直至所有測點的沉降儀安裝完成。

　　4.2.2連接桿吊裝固定法

　　沉降儀吊裝固定方法：沉降管及沉降磁環(huán)埋設(shè)完成后，將各分層沉降儀用連接桿串接起來，吊裝在沉降管內(nèi)。所有沉降儀通過管口裝置和連接桿吊裝在沉降管內(nèi)(如圖4.2.2所示)。

　　安裝埋設(shè)步驟：

　　a) 各測點的沉降磁環(huán)埋設(shè)高程要準(zhǔn)確，根據(jù)各測點沉降磁環(huán)到管口的高程，作為配置串接各沉降儀連接桿的長度依據(jù)。

　　b)  串接沉降儀的連接桿長度分為0.8米、1米、0.5米和全絲桿三種規(guī)格。0.8米連接桿一頭為正牙螺紋另一頭為反牙螺紋，反牙螺紋必須用正反牙接頭連接。其余連接桿均為正牙螺紋，連接用標(biāo)準(zhǔn)連接頭連接。

　　c)沉降儀安裝埋設(shè)完成后，沉降磁環(huán)初始位置應(yīng)在沉降儀測桿的上部，留出沉降量程。如有偏差，可用全絲桿(可任意長度截斷)調(diào)節(jié)連接桿長度。

　　d)現(xiàn)場條件允許應(yīng)在地面事先將整孔的全部沉降儀分層連接組裝好，然后分層下孔連接，最后用孔口裝置將沉降儀固定在沉降管內(nèi)?？卓谛枳龊帽Ｗo措施。

　　c) 沉降管內(nèi)要保持清潔無雜物，便于順利的放入，每個孔內(nèi)最多只能分層投放連接8套沉降儀。

　　(圖4.2.2)沉降儀鋼纜吊裝安裝固定示意圖

　　4.3 布線方法

　　沉降儀的觀測電纜為四芯屏蔽電纜，電纜布線應(yīng)避開大功率電源、射頻信號源和其它有干擾的場合。接入讀數(shù)儀或自動測量單元電纜芯線應(yīng)無斷線，注意防雷接地。

　　a) 沉降儀的觀測電纜芯線為紅色、黑色、綠色、白色、屏蔽(裸線);

　　b) 供電電源為+12VDC±10%，紅色芯線為電源正極，黑色芯線為電源負級;

　　c) 輸出信號為RS485，白色芯線(A)、綠色芯線(B);

　　d) 屏蔽線(裸線)地線。

　　4.4 選取基準(zhǔn)值

　　沉降儀的測量值為實時測量值相對于基準(zhǔn)值的變化量，所以基準(zhǔn)值選取的準(zhǔn)確與否，將直接影響到測值的準(zhǔn)確性。

　　在外荷載變動不大選取相同時間、穩(wěn)定氣溫的3次相近的讀數(shù)，經(jīng)平均后做為基準(zhǔn)值?；鶞?zhǔn)值選定后應(yīng)做好記錄，作為計算的基準(zhǔn)值。

　　為使基準(zhǔn)值取的更準(zhǔn)確，可將以上操作重復(fù)進行兩次，如果兩次測值基本相同(誤差≤0.5%F.S)，則證明基準(zhǔn)值取值正確。

　　沉降儀的測量值出現(xiàn)偏差時，可用以上方法重新校準(zhǔn)基準(zhǔn)值。

　　5、測量與通訊

　　5.1讀數(shù)儀測量

　　使用VM-103型讀數(shù)儀測量，將測量線快速插頭插入讀數(shù)儀的左邊插座，將測量線的各色夾子對應(yīng)連接上沉降儀的輸出電纜芯線，紅為電源+，黑為電源-，白為信號A，綠為信號B。

　　5.2自動化測量

　　a) 當(dāng)測點布設(shè)較為分散可選用： MCU-8型智能采集模塊，MCU-8可接入8套沉降儀，通訊為RS485有線和GPRS無線可選。

　　b) 當(dāng)測點布設(shè)較多>8點可選用：  MCU-16或MCU-32型分布式模塊化自動測量單元，自動測量單元可接入32套沉降儀，與計算機通信方式：有線通訊、無線通訊、光纖通訊等，其中無線通訊方式有：GPRS/CDMA/Zigbee、數(shù)傳電臺、433電臺、無線網(wǎng)橋等。

　　6、故障檢查

　　如果測量不正常說明傳感器或接頭待檢查，請與我司技術(shù)人員聯(lián)系

　　配套選購

　　·YSPT-4P 雙護套四芯屏蔽電纜

　　·VM-103 全功能讀數(shù)儀、MCU 系列自動化采集模塊

　　·峟思單機版軟件、峟思云平臺

　　遵循標(biāo)準(zhǔn)

　　·GB/T 21440.3-2008 《大壩監(jiān)測儀器.沉降儀.第2部分:電磁式沉降儀》

　　·JJG 149-2020《電磁式分層沉降儀》

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