1、用途

　　VWE型振弦式土壓力計(jì)適用于長(zhǎng)期測(cè)量土石壩、土堤、邊坡、路基等結(jié)構(gòu)物內(nèi)部土體的壓應(yīng)力，是了解被測(cè)結(jié)構(gòu)物內(nèi)部土壓力變化的有效監(jiān)測(cè)設(shè)備，并可同步測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)的溫度。

　　振弦式土壓力計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)值穩(wěn)定,方便安裝在需要長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)土類物質(zhì)壓應(yīng)力的任何場(chǎng)合。振弦式土壓力計(jì)具有參數(shù)識(shí)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)

　　VWE型振弦式土壓力計(jì)由背板、感應(yīng)板、觀測(cè)電纜、振弦及激振電磁線圈等組成。

　　3.2工作原理

　　當(dāng)被測(cè)結(jié)構(gòu)物內(nèi)土應(yīng)力發(fā)生變化時(shí)，土壓力計(jì)感應(yīng)板同步感受應(yīng)力的變化，感應(yīng)板將會(huì)產(chǎn)生變形，變形傳遞給振弦轉(zhuǎn)變成振弦應(yīng)力的變化，從而改變振弦的振動(dòng)頻率。電磁線圈激振振弦并測(cè)量其振動(dòng)頻率，頻率信號(hào)經(jīng)電纜傳輸至讀數(shù)裝置，即可測(cè)出被測(cè)結(jié)構(gòu)物的壓應(yīng)力值。同步測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)的溫度值。

　　3.3計(jì)算方法

　　a) 當(dāng)外界溫度恒定，土壓力計(jì)僅受到壓應(yīng)力，其壓應(yīng)力值P與輸出的頻率模數(shù)△F具有如下線性關(guān)系：

　　P = k×△F

　　△F = F -F?

　　式中：P—土壓力計(jì)的測(cè)量值，單位為KPa;

　　k—土壓力計(jì)的測(cè)量靈敏度，單位為KPa/F;

　　△F—土壓力計(jì)實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值相的變化量，單位為F;

　　F—土壓力計(jì)的實(shí)時(shí)測(cè)量值，單位為F;

　　F?—土壓力計(jì)的基準(zhǔn)值，單位為F。

　　b) 當(dāng)作用在土壓力計(jì)上的壓應(yīng)力恒定，而溫度增加△T，此時(shí)土壓力計(jì)有輸出量

　　△F′，這個(gè)輸出量是由溫度變化而造成的，因此在計(jì)算時(shí)應(yīng)給以扣除。實(shí)驗(yàn)可知△F′與△T具有如下線性關(guān)系：

　　P′= k×△F′+ b×△T = 0

　　K×△F′= -b×△T

　　△T = T - T?

　　式中：b—土壓力計(jì)的溫度修正系數(shù)，單位為KPa /℃;

　　△T—溫度實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量，單位為℃;

　　T—溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量值，單位為℃;

　　T?—溫度的基準(zhǔn)值，單位為℃。

　　c) 當(dāng)土壓力計(jì)受到壓應(yīng)力和溫度的雙重作用，土壓力計(jì)的一般計(jì)算公式為：

　　Pm = k×△F + b×△T = k×(F - F?) + b×(T - T?)

　　式中：Pm—被測(cè)結(jié)構(gòu)物的壓應(yīng)力值，單位為KPa。

　　4、埋設(shè)與安裝

　　4.1概述

　　振弦式土壓力計(jì)是用于測(cè)量被測(cè)物與土體接觸面(界面)的壓應(yīng)力，如混凝土建筑物基礎(chǔ)與土基接觸面的壓應(yīng)力;地下遂洞、隧道混凝土護(hù)壁與土體的壓應(yīng)力;人工護(hù)坡、護(hù)壁、抗滑樁與土體的壓應(yīng)力;土石壩、路基等內(nèi)部土體的壓應(yīng)力。

　　土壓力計(jì)測(cè)量的是被測(cè)體與土體接觸面的壓應(yīng)力，安裝埋設(shè)方法不正確極易會(huì)導(dǎo)致土壓力計(jì)與被測(cè)物體脫空卸載，影響測(cè)值的準(zhǔn)確性。

　　4.2埋設(shè)方法

　　4.2.1測(cè)量混凝土建筑物基礎(chǔ)與土基接觸面的壓應(yīng)力，在建筑物底板還沒有澆筑，先在基礎(chǔ)土基面安放土壓力計(jì)并使其壓實(shí)受力，土基面須平整、均勻、密實(shí)，可在土基面均勻敷設(shè)一層細(xì)砂以使兩者接觸并受力(圖4.2.1)。做好觀測(cè)電纜的接長(zhǎng)和敷設(shè)引出，澆筑混凝土基礎(chǔ)底板。

　　4.2.2  土壓力計(jì)安裝在已建好的建筑物底板處，可采用挖洞坑的方法安放。這種方法又分為預(yù)埋模盒法：模盒尺寸應(yīng)為土壓力計(jì)直徑尺寸的1.1倍;開鑿坑槽埋設(shè)法：洞坑的大小應(yīng)略大于土壓力計(jì)，深為以看到土體為準(zhǔn)。

　　在洞坑內(nèi)的土基面的要求同上，所有方法安裝后的土壓力計(jì)其上應(yīng)施加壓力或重物固定，接長(zhǎng)觀測(cè)電纜并敷設(shè)引出。最后回填混凝土(圖4.2.2)。

　　(圖4.2.2)界面土壓力計(jì)埋設(shè)方法

　　4.2.3  土壓力計(jì)在混凝土防滲墻中埋設(shè)，應(yīng)先把土壓力計(jì)固定在推頂汽缸上，并固定在鋼筋籠上。鋼筋籠順槽下到位后，給汽缸通氣加壓，將土壓力計(jì)頂出的使其受壓膜面與槽壁的土體充分接觸受力，然后灌注混凝土把土壓力計(jì)固定在防滲墻與土體接觸的界面上(圖4.2.3)。

　　4.2.4土壓力計(jì)在混凝土結(jié)構(gòu)物的表面安裝需借助安裝支架將其固定在監(jiān)測(cè)面上。安裝時(shí)土壓力計(jì)的感應(yīng)膜面朝向土體，背面靠緊混凝土結(jié)構(gòu)物，用膨脹螺栓固定;也可預(yù)埋在混凝土中(圖4.2.4-1)。

　　(圖4.2.4-1)土壓力計(jì)表面埋設(shè)固定方法

　　在各種混凝土結(jié)構(gòu)管道、管廊、隧道管片和輸氣管道與土體接觸的外表面安裝土壓力計(jì)，可在觀測(cè)斷面設(shè)計(jì)位置預(yù)埋土壓力計(jì)，觀測(cè)電纜需要預(yù)埋收納保護(hù)  (圖4.2.4-2)。

　　(圖4.2.4-2)土壓力計(jì)管道外表面埋設(shè)示意圖

　　在混凝土結(jié)構(gòu)物與土體接觸界面埋設(shè)土壓力計(jì)，可利用澆筑模板固定土壓力計(jì)。澆筑前利用安裝支架將土壓力計(jì)固定在澆筑模板上，拆除模板后，需清除土壓力計(jì)感應(yīng)膜上的殘留混凝土。為方便清除膜面上的殘留混凝土，澆筑前可在感應(yīng)膜面上涂抹一層油。埋設(shè)時(shí)土壓力計(jì)的感應(yīng)膜面與模板接觸，用三顆雙頭釘將土壓力計(jì)固定在模板上。富余電纜收放在保護(hù)箱內(nèi)(圖4.2.4-3)。

　　(圖4.2.4-3)土壓力計(jì)模板埋設(shè)示意圖

　　在混凝土結(jié)構(gòu)物與土體接觸界面埋設(shè)土壓力計(jì)，可利用鋼筋籠固定土壓力計(jì)。澆筑前利用土壓力計(jì)安裝支架和固定鋼筋捆扎固定好，將固定鋼筋捆扎或焊接在鋼筋籠上，拆除模板后，需清除土壓力計(jì)感應(yīng)膜面上的殘留混凝土。埋設(shè)時(shí)土壓力計(jì)的感應(yīng)膜面緊靠模板，不能弄反了。為了方便清除土壓力計(jì)感應(yīng)膜面上的殘留混凝土，可事先在膜面上涂抹一層油。要做好觀測(cè)電纜的走向和保護(hù)(圖4.2.4-4)。

　　(圖4.2.4-4)土壓力計(jì)鋼筋籠埋設(shè)示意圖

　　鋼結(jié)構(gòu)物與土體接觸界面埋設(shè)土壓力計(jì),需先將固定螺栓焊接在鋼結(jié)構(gòu)物上,焊接螺栓可使用安裝支架確定焊接位置。

　　4.3電纜的敷設(shè)

　　觀測(cè)電纜的埋設(shè)采用挖溝埋設(shè)，溝深不小于0.3m，堆石壩內(nèi)埋設(shè)觀測(cè)電纜應(yīng)加保護(hù)管。

　　觀測(cè)電纜在敷設(shè)引長(zhǎng)時(shí)要留有余量，不要拉直和交繞，土壓力計(jì)在出線口處電纜應(yīng)打回環(huán),避免出線口處電纜受力過大。

　　4.4測(cè)讀基準(zhǔn)值

　　土壓力計(jì)安裝埋設(shè)完成后應(yīng)及時(shí)測(cè)讀土壓力計(jì)的讀數(shù)(此時(shí)的讀數(shù)應(yīng)比埋設(shè)前大)，選取穩(wěn)定的測(cè)值作為基準(zhǔn)值。土壓力計(jì)上澆注混凝土應(yīng)選取水化熱過后的測(cè)值，分時(shí)連續(xù)測(cè)讀3次，其讀數(shù)基本相同經(jīng)平均后的測(cè)值做為基準(zhǔn)值?；鶞?zhǔn)值選定后應(yīng)做好記錄，作為計(jì)算的基準(zhǔn)值。

　　4.5注意事項(xiàng)

　　埋設(shè)前應(yīng)首先檢查土壓力計(jì)確保儀器完好，按設(shè)計(jì)要求接長(zhǎng)電纜，做好編號(hào)。

　　埋設(shè)土壓力計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意：水泥沙漿不能包裹住土壓力計(jì)的受力感應(yīng)板，土壓力計(jì)的受壓面要與土體充分接觸，土壓力計(jì)的背板四周縫隙用水泥沙漿填充搗實(shí)。

　　埋設(shè)安裝后的土壓力計(jì)初測(cè)值應(yīng)大于埋設(shè)前自由狀態(tài)，安裝后的土壓力計(jì)應(yīng)在受壓狀態(tài)。

　　土壓力計(jì)安裝就位后應(yīng)及時(shí)測(cè)量?jī)x器初值，根據(jù)儀器編號(hào)和設(shè)計(jì)編號(hào)作好記錄并存檔，嚴(yán)格保護(hù)好儀器的引出電纜。

　　5、測(cè)量

　　現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量土壓力計(jì)用VW-102A型讀數(shù)儀，將測(cè)量線一頭連接讀數(shù)儀，測(cè)量線另一頭的各色夾子對(duì)應(yīng)連接土壓力計(jì)的輸出電纜，  黑、紅測(cè)頻率，白、綠測(cè)溫度。土壓力計(jì)內(nèi)附有智能識(shí)別芯片，其內(nèi)存貯有該土壓力計(jì)的編號(hào)、標(biāo)定系數(shù)K、溫度修正系數(shù)b等信息。用讀數(shù)儀測(cè)量時(shí)會(huì)自動(dòng)將識(shí)別信息讀出，順序存入讀數(shù)儀內(nèi)，通訊給計(jì)算機(jī)，方便快速統(tǒng)計(jì)計(jì)算及查詢，使測(cè)量工作實(shí)現(xiàn)人工智能無紙化操作。

　　工程現(xiàn)場(chǎng)多支土壓力計(jì)電纜被意外挖斷，僅用讀數(shù)儀測(cè)量一遍，就可自動(dòng)識(shí)別出每支土壓力計(jì)所對(duì)應(yīng)的編號(hào)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(cè)出阻值查表可以得出溫度

　　紅或黑或綠或白對(duì)地之間正常絕緣20兆歐姆以上

　　紅或黑對(duì)綠或白之間正常絕緣20兆歐姆以上

　　如果以上測(cè)量不正常說明傳感器或接頭待檢查，請(qǐng)與我司技術(shù)人員聯(lián)系

　　配套選購(gòu)

　　·YSPT-4P 雙護(hù)套四芯屏蔽電纜

　　·VM-103 全功能讀數(shù)儀、MCU 系列自動(dòng)化采集模塊

　　·峟思單機(jī)版軟件、峟思云平臺(tái)

　　遵循標(biāo)準(zhǔn)

　　·Dl/T 1137-2009 《鋼弦式土壓力計(jì)》

　　·GB/T 15406-2007 《巖土工程儀器基本參數(shù)及通用技術(shù)條件》

　　·GB/T 24105-2009 《巖土工程儀器基本環(huán)境試驗(yàn)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(cè)儀器檢驗(yàn)測(cè)試規(guī)程》

　　·DL/T 1271-2013 《鋼弦式監(jiān)測(cè)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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