1、用途

　　VWM型振弦式多點位移計適用于長期埋設(shè)在土壩、土堤、邊坡、隧道、地基等結(jié)構(gòu)物內(nèi)，測量結(jié)構(gòu)物內(nèi)深層多部位的位移、沉降、應(yīng)變、滑移等，并可同步測量埋設(shè)點的溫度。

　　振弦式多點位移計的傳感器采用的是VWD型振弦式位移計，由其加裝配套附件而組成,振弦式多點位移計具有智能識別功能。

　　2、規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)

　　注：頻率模數(shù)F=Hz²×10^-3

　　3、結(jié)構(gòu)及工作原理

　　3.1結(jié)構(gòu)

　　(圖3.1)VWM型多點位移計結(jié)構(gòu)示意圖

　　VWM型振弦式多點位移計由位移計、基座、護罩、接長測桿、測桿接頭、PVC護管、護管接頭、護管轉(zhuǎn)接頭、護管封頭、定位盤、錨頭、觀測電纜等組成(圖3.1)。

　　3.2工作原理

　　當(dāng)被測結(jié)構(gòu)物發(fā)生位移將通過多點位移計的錨頭帶動接長測桿位移，接長測桿拉動位移計的測桿，位移傳遞給振弦轉(zhuǎn)變成振弦應(yīng)力的變化，從而改變振弦的振動頻率。電磁線圈激振振弦并測量其振動頻率，頻率信號經(jīng)電纜傳輸至讀數(shù)裝置，即可測出被測結(jié)構(gòu)物的變形量。同步測量埋設(shè)點的溫度值。

　　3.3計算方法

　　a) 當(dāng)外界溫度恒定多點位移計僅受到軸向位移時，其位移量L與輸出的頻率模數(shù)△F具有如下線性關(guān)系：

　　L = K×△F

　　△F = F - F?

　　式中：L—多點位移計的測量值，單位為mm;

　　k—多點位移計的測量靈敏度，單位為mm/F;

　　△F—多點位移計實時測量值相對于基準(zhǔn)值的變化量，單位為F;

　　F—多點位移計的實時測量值，單位為F;

　　F?—多點位移計的基準(zhǔn)值，單位為F。

　　b)  當(dāng)多點位移計不受外力作用時(儀器兩端標(biāo)距不變)，而溫度增加△T時，多點位移計有輸出量△F′，這個輸出量是由溫度變化而造成的，因此在計算時應(yīng)給以扣除。實驗可知△F′與△T具有如下線性關(guān)系：

　　L′= k×△F′+(b – h×α)×△T = 0

　　K×△F′= -(b – h×α)×△T

　　△T = T - T?

　　式中：b—多點位移計的溫度修正系數(shù)，單位為mm/℃;

　　△T—溫度實時測量值相對于基準(zhǔn)值的變化量，單位為℃;

　　T—溫度的實時測量值，單位為℃;

　　T?—溫度的基準(zhǔn)值，單位為℃;

　　h—測桿長度，單位為mm;

　　α—測桿的線膨脹系數(shù)，單位為10^-6/℃。

　　注：測桿材料為不銹鋼，不銹鋼的線膨脹系數(shù)通常為:α=16.5×10^-6/℃。

　　c) 埋設(shè)在巖土結(jié)構(gòu)物或其它結(jié)構(gòu)物內(nèi)的多點位移計，受到的是變形和溫度的雙重作用，因此多點位移計的一般計算公式為：

　　Lm = k×△F+(b - h×α)×△T = k×(F - F?)+(b - h×α)×(T - T?)

　　式中：Lm—被測結(jié)構(gòu)物的位移量，單位為mm。

　　注：VWM型振弦式多點位移計有溫度自動補償功能，溫度修正系數(shù)小于最小讀數(shù)，使用中不需要溫度修正，計算用公式為：

　　Lm = k×△F – h×α×△T = k×(F - F?)–h×α×(T - T?)

　　4、安裝與埋設(shè)

　　多點位移計適用于安裝在壩體廊道內(nèi)、壩體壩肩處、隧道內(nèi)、山體邊坡、土壩內(nèi)、路堤內(nèi)、基坑邊墻等，多點位移計根據(jù)使用場合和環(huán)境的不同，其安裝方法也不相同，有向上、向下、水平、傾斜等安裝方式。

　　以下對安裝在巖體內(nèi)，測量巖體邊坡穩(wěn)定性的安裝方法作一些簡述，其它安裝方法可參照進行。

　　多點位移計中的位移計出廠時均已標(biāo)定檢驗合格，用戶未發(fā)現(xiàn)異常情況時，不需再標(biāo)定。如發(fā)現(xiàn)某一支位移計損壞或有異常情況，可在廠家專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)下進行檢查或更換。

　　4.1前期準(zhǔn)備

　　安裝前應(yīng)將所有位移計用讀數(shù)儀測讀，確認(rèn)正常后進行建檔。每套多點位移計出廠都有一個組號，每組中每支位移計都有一個點號，記錄組號、點號及位移計的出廠編號和各點將接長測桿的長度。

　　4.2多點位移計的組裝

　　4.2.1多點位移計的出廠狀態(tài)

　　多點位移計出廠時位移計及護管及轉(zhuǎn)接頭均與基座組裝在一起，觀測電纜已接好(標(biāo)配5米)，安裝埋設(shè)時只需連接接長測桿、護管、錨頭等附件即可(圖4.2.1)。

　　(圖4.2.1) 多點位移計的出廠狀態(tài)示意圖

　　4.2.2接長測桿、護管、錨頭等附件

　　安裝前應(yīng)先核對測量點數(shù)及各點深度，根據(jù)各測點的測量深度配備不銹鋼接長測桿(￠6)和PVC護管(￠16)的長度。

　　接長測桿分為：0.5米、1米、1.5米三種標(biāo)配長度，1.5米的接長測桿為主桿，0.5米和1米的接長測桿用于調(diào)配測桿總長度。1.5米的護管為標(biāo)配長度，用戶安裝時可自由裁成需要的長度進行調(diào)節(jié)。

　　(圖4.2.2-1)接長測桿、護管與多點位移計連接示意圖

　　多點位移計組裝先將各點的第一節(jié)接長測桿和多點位移計測桿用六方接頭連接，第二節(jié)接長測桿與第一節(jié)接長測桿也用六方接頭連接，穿入第一節(jié)護管，護管的一頭插入護管轉(zhuǎn)接頭，另一頭用護管接頭與下一節(jié)護管連接，套上分配盤。依次連接各點的接長測桿和護管到設(shè)定的長度(接長測桿比護管長一點)。

　　接長測桿與接長測桿用不銹鋼六方接頭連接，要用扳手或鉗子擰緊;護管和護管的接長用護管接頭連接，涂PVC膠直接插入連接(圖4.2.2-1)。

　　當(dāng)各點接長測桿與護管接長到設(shè)定長度后，安裝護管封頭和錨頭。護管封頭穿在測桿上，外圓處涂PVC膠插入護管尾部固定。錨頭旋在測桿尾部(圖4.2.2-2)。

　　(圖4.2.2-2) 錨頭和護管封頭與測桿和護管連接示意圖

　　4.2.3分配盤和自鎖扎帶

　　分配盤應(yīng)安裝在距安裝基座0.5米左右處，其作用是將接長測桿和護管分配在固定的位置上，以便使各點位移計及測桿與安裝基座分配就位。

　　自鎖扎帶的作用是集垅護管和測桿，使其不扭曲或交錯，入孔時減少與孔壁間的摩擦方便入孔。安裝時可每隔約1～2米將測桿及護管(包括排氣管、灌漿管)等排列整齊，用自鎖扎帶捆扎在一起。

　　4.2.4觀測電纜

　　多點位移計出廠時按工程需要配備相應(yīng)長度的電纜(標(biāo)配5米)，電纜與每支位移計的連接采用接線端子，工地現(xiàn)場如需檢查線路或更換位移計打開安裝基座保護罩即可操作。

　　多點位移計在現(xiàn)場組裝完成后，要用讀數(shù)儀測讀各支位移計的讀數(shù)，確認(rèn)組裝無誤及每支位移計工作正常，方可將多點位移計入孔。

　　4.2.5多點位移計安裝適用孔徑

　　多點位移計測量點數(shù)的多少訣定埋設(shè)所需鉆孔孔徑的大小，多點位移計埋設(shè)適用的最小孔徑如下表所示(僅供參考，單位mm)：

　　4.3多點位移計的埋設(shè)

　　4.3.1多點位移計出廠裝配狀態(tài)

　　多點位移計的埋設(shè)分為向下埋設(shè)(含向下傾斜)、向上埋設(shè)(含向上傾斜)、水平埋設(shè)三種方式。埋設(shè)時根據(jù)埋設(shè)的方向及孔深，需在現(xiàn)場對多點位移計的進行裝配和調(diào)整。

　　多點位移計出廠時位移計固定在基座上的狀態(tài)是按向下埋設(shè)方式裝配的(埋設(shè)時無需調(diào)整)，其位移計在基座上面部分(X)≥量程，位移計測桿(Y)收于最小位置，見(圖4.3.1)所示。

　　(圖4.3.1) 位移計出廠裝配狀態(tài)示意圖

　　4.3.2整體向下埋設(shè)

　　向下埋設(shè)(右邊圖4.3.2)：多點位移計整體組裝好后，放入測孔內(nèi)位移計測桿處于懸掛狀態(tài)，接長測桿的自重將會使位移計測桿(Y)拉出在滿量程的位置(測桿拉出最大)。

　　多點位移計入孔，確認(rèn)就位正?？晒酀{(一般巖體結(jié)構(gòu)用混凝土砂漿，土體結(jié)構(gòu)用膨潤土)，固結(jié)后，及時調(diào)整位移計的拉壓范圍。方法：取下安裝基座保護罩，將固定每支位移計的契塊螺栓(基座面上位移計旁)松開，推動位移計到設(shè)定的位置(調(diào)整位移計的拉壓范圍)，此時X和Y同步變化，調(diào)整完畢后擰緊契塊螺栓固定位移計，完成位移計測量范圍的調(diào)整。

　　4.3.3整體向上埋設(shè)

　　向上埋設(shè)(左邊圖4.3.3)：多點位移計整體組裝好后，推入測孔內(nèi)位移計測桿處于受壓狀態(tài)，接長測桿的自重將會使位移計測桿(Y)收于在最小量程的位置。

　　向上推入前首先將位移計在基座面上的部分推到底位(X=0)，位移計測桿也收到最小量程的位置(Y=0)，調(diào)整后擰緊契塊螺栓固定位移計即可推入。

　　多點位移計入孔，確認(rèn)就位正?？晒酀{(一般巖體結(jié)構(gòu)用混凝土砂漿，土體結(jié)構(gòu)用膨潤土)，固結(jié)后，及時調(diào)整位移計的拉壓范圍，松開契塊螺栓向后拉動位移計調(diào)整到合適的位置(調(diào)整位移計的拉壓范圍)，此時X和Y同步變化，調(diào)整完畢后再擰緊契塊螺栓固定位移計，完成位移計測量范圍的調(diào)整。

　　4.3.4拼接安裝埋設(shè)

　　在空間狹小的高邊坡，或多點位移計無法事先整體組裝的施工現(xiàn)場，入孔必須從錨頭開始，1件件向孔中傳遞，安裝時需要附加拼接附件：

　　1)100mm長不銹鋼正反牙測桿，用于接長測桿與正反牙接頭的連接;

　　2)不銹鋼正反牙六方接頭，用于接長測桿與位移計測桿的連接;

　　3) 0.5米內(nèi)徑18mm PVC護管，用于最后護管封口，在連接最后1節(jié)接長測桿時，將18mm  PVC護管先套在護管上，在接長測桿與位移計測桿用反牙六方接頭連接上后，套上18mm PVC護管封口，兩頭用膠密封。

　　4.3.4通氣管和灌漿管

　　多點位移計向下埋設(shè)：排氣管從多點位移計安裝基座旁邊插入，排氣管伸進孔內(nèi)0.5～1米處。灌漿管也在多點位移計安裝基座的旁邊插入，深達測桿錨頭的下部(孔底灌漿)。

　　多點位移計向上埋設(shè)：排氣管與接長測桿綁扎在一起，其長度應(yīng)比最長的測桿錨頭長出20cm以上，以保證注漿時空氣能全部排出。灌漿管在多點位移計安裝基座旁邊插入，深度伸進孔內(nèi)0.5～1米處(孔口灌漿)。

　　排氣管采用小口徑無接頭能承受一定壓力的長塑料硬管為宜。

　　(圖4.3.5) 向下埋設(shè)和向上埋設(shè)布設(shè)通氣管和灌漿管區(qū)別示意圖

　　4.4選取基準(zhǔn)值

　　多點位移計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，多點位移計安裝在混凝土中應(yīng)選取水化熱過后的測值。基準(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。

　　多點位移計的測量值出現(xiàn)偏差時，可用以上方法重新校準(zhǔn)基準(zhǔn)值。

　　5、測量

　　測量多點位移計用VW-102A型讀數(shù)儀，用測量線一頭連接讀數(shù)，測量線另一頭多點線共有6個紅色夾子，將其中某1個連接上測力計觀測電纜兩兩同色中的一根，兩兩同色中另一根連黑色共用線，即此測量頻率。白、綠線測溫度。

　　多點位移計標(biāo)準(zhǔn)配置的接線表(4點)：

　　如用單點測量線測量：快速插頭插入VW-102A型讀數(shù)儀的左邊插座，將測量線的黑、紅連接兩兩同色線測頻率，白、綠測溫度。

　　VWM型振弦式多點位移計可同步測量埋設(shè)點的溫度值，其中1支位移計具有智能識別和測溫功能，內(nèi)存信息為該組多點位移計的組號。現(xiàn)場用讀數(shù)儀測量時會自動將識別信息讀出，順序存入讀數(shù)儀，通訊給計算機，方便快速統(tǒng)計計算及查詢，使測量工作實現(xiàn)人工智能無紙化操作。

　　工程現(xiàn)場電纜被意外挖斷，僅用讀數(shù)儀測讀一遍，就可自動識別出這組多點位移計所對應(yīng)的編號及身份信息。

　　6、故障檢查

　　紅/黑之間正常300多歐姆

　　綠/白之間測出阻值查表可以得出溫度

　　紅或黑或綠或白對地之間正常絕緣20兆歐姆以上

　　紅或黑對綠或白之間正常絕緣20兆歐姆以上

　　如果以上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)

　　·SL361-2006《大壩觀測儀器位移計》

　　·GB/T 24105-2009 《巖土工程儀器基本環(huán)境試驗條件及方法》

　　·GB/T 13606-2007 《巖土工程儀器 振弦式傳感器通用技術(shù)條件》

　　·SL 530-2012 《大壩安全檢測儀器檢驗測試規(guī)程》

　　·DL/T 1271-2013 《鋼弦式監(jiān)測儀器鑒定技術(shù)規(guī)程》

　　·GB/T21029-2007《巖土工程儀器系列型譜》

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