1、用途

　　VWD-C型振弦式土體位移計(jì)適用于長(zhǎng)期測(cè)量土石壩、邊坡、地基等構(gòu)筑體或其它回填土體的位移，并可同步測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)的溫度。

　　土體位移計(jì)的位移傳感器采用的是VWD型振弦式位移計(jì)，其由位移計(jì)加裝配套附件而組成，振弦式土體位移計(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)

　　(圖3.1) VWD-C型振弦式土體位移計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖

　　VWD-C型振弦式土體位移計(jì)由拖板、A型萬(wàn)向節(jié)、B型萬(wàn)向節(jié)(帶外螺紋)、位移傳感器、位移伸縮管、測(cè)桿、測(cè)桿接頭、測(cè)桿護(hù)管、護(hù)管接頭、護(hù)管封頭、錨頭、觀測(cè)電纜等組成(圖3.1)。

　　3.2工作原理

　　當(dāng)被測(cè)土體發(fā)生位移時(shí)將帶動(dòng)托板和位移計(jì)測(cè)桿同步位移，測(cè)桿將位移傳遞給振弦轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)力變化，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，即測(cè)出被測(cè)土體的位移量。同步測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)的溫度值。

　　多支位移計(jì)串聯(lián)起來(lái)使用可組成多點(diǎn)土體位移計(jì)組，可測(cè)量拖板和拖板之間的相對(duì)位移，同時(shí)每支位移計(jì)的位移量相加可計(jì)算出每組多點(diǎn)土位移計(jì)的總位移量。拖板和拖板之間的標(biāo)距不受限制，由測(cè)桿的長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

　　3.3計(jì)算方法

　　當(dāng)被測(cè)土體發(fā)生位移，位移計(jì)同步感受軸向位移，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 + (b – h×α)×△T = k×(F - F₀)+(b – h×α)×(T - T₀)

　　式中： L—位移計(jì)的測(cè)量值，單位為mm；

　　k—位移計(jì)的測(cè)量靈敏度，單位為mm/F；

　　△F—位移計(jì)實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)于基準(zhǔn)值的變化量，單位為F；

　　b—位移計(jì)的溫度修正系數(shù)，單位為mm/℃；

　　h—測(cè)桿長(zhǎng)度，單位為mm；

　　α—測(cè)桿的線膨脹系數(shù)，單位為10^-6/℃；

　　△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℃；

　　F—位移計(jì)的實(shí)時(shí)測(cè)量值，單位為F；

　　F₀—位移計(jì)的基準(zhǔn)值，單位為F；

　　T—溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量值，單位為℃；

　　T₀—溫度的基準(zhǔn)值，單位為℃。

　　注：測(cè)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/℃。

　　多點(diǎn)土體位移計(jì)的總位移變化量計(jì)算公式如下：

　　L總 = L₁+L₂+L₃……+L_i

　　式中：L總—多點(diǎn)土體位移計(jì)組的總位移變化量;

　　L_i—多點(diǎn)土體位移計(jì)組每支位移計(jì)的變化量。

　　4、安裝與埋設(shè)

　　在安裝土體位移計(jì)前要先用VW-102A讀數(shù)儀檢查確認(rèn)儀器是否完好，將位移計(jì)的測(cè)桿從零位拉出其讀數(shù)應(yīng)在2000F～6000F之間變化。

　　4.1土體位移計(jì)的組裝

　　4.1.1錨頭、萬(wàn)向節(jié)、測(cè)桿、護(hù)管的連接

　　錨頭經(jīng)連接螺桿與B型萬(wàn)向節(jié)一頭連接，B型萬(wàn)向節(jié)的另一頭與測(cè)桿連接，B型萬(wàn)向節(jié)的外螺紋與護(hù)管封頭連接，護(hù)管封頭與護(hù)管連接(圖4.1.1)。

(圖4.1.1) 錨頭與B型萬(wàn)向節(jié)、測(cè)桿、護(hù)管的連接示意圖

　　4.1.2測(cè)桿與測(cè)桿的連接

　　土體位移計(jì)通常是多測(cè)點(diǎn)串連布設(shè)，根據(jù)兩測(cè)點(diǎn)間的標(biāo)距長(zhǎng)度配置測(cè)桿。標(biāo)準(zhǔn)測(cè)桿的長(zhǎng)度分為0.5米、1米、1.5米3種規(guī)格，另配有1米全絲桿1根(可任意截取用作長(zhǎng)度調(diào)整)。

　　出廠時(shí)已根據(jù)客戶提供的設(shè)計(jì)標(biāo)距，配置相應(yīng)的測(cè)桿和護(hù)管的長(zhǎng)度和數(shù)量。(圖4.1.2)。

(圖4.1.2) 測(cè)桿連接方法示意圖

　　4.1.3護(hù)管及伸縮管的連接

　　護(hù)管的接長(zhǎng)是用護(hù)管接頭連接，護(hù)管與伸縮管之間是用護(hù)管轉(zhuǎn)接頭連接。護(hù)管標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為1.5米/根，伸縮管標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度0.8米/根，護(hù)管在使用中可任意截取，在護(hù)管及接頭連接處應(yīng)涂膠，防止脫落(圖4.1.3)。

(圖4.1.3)測(cè)桿護(hù)管的連接和與位移伸縮管的連接示意圖

　　4.1.4位移計(jì)和測(cè)桿與拖板的連接

　　位移計(jì)和測(cè)桿與拖板的連接有兩種形式，均為用M6內(nèi)六角螺栓加彈簧墊圈穿過(guò)拖板緊固住萬(wàn)向節(jié)。

　　a) 中間測(cè)點(diǎn)：在拖板的兩側(cè)都連接儀器(圖4.1.4);

　　b) 端部測(cè)點(diǎn)：在拖板單側(cè)連接儀器(圖3.1的左端)。

(圖4.1.4) 位移計(jì)和測(cè)桿護(hù)管與拖板連接示意圖

　　4.1.5全絲桿的應(yīng)用、初始值設(shè)置、預(yù)留伸縮空間

　　全絲桿用于調(diào)節(jié)測(cè)桿的總長(zhǎng)度，保證土體位移計(jì)安裝完成后測(cè)點(diǎn)間距達(dá)到設(shè)計(jì)要求。按設(shè)計(jì)要求確定土體位移計(jì)的伸縮范圍，在保證測(cè)點(diǎn)標(biāo)距的前提下，調(diào)整位移計(jì)測(cè)桿的初始值位置，量出測(cè)桿接頭到位移計(jì)A型萬(wàn)向節(jié)的距離，即是全絲桿的長(zhǎng)度，按此長(zhǎng)度裁斷全絲桿連接測(cè)桿接頭和A型萬(wàn)向節(jié)(圖4.1.5)。

　　護(hù)管總長(zhǎng)度的計(jì)算公式：測(cè)點(diǎn)標(biāo)距≈護(hù)管根數(shù)×1.5米+伸縮管長(zhǎng)度+預(yù)留伸縮空間。其中伸縮管標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為0.8米，預(yù)留伸縮空間(伸縮管端面到托板的距離) ≈位移計(jì)的測(cè)量范圍+0.1米。

(圖4.1.5) 全絲桿的應(yīng)用、初始值的設(shè)置、預(yù)留伸縮空間示意圖

　　4.2安裝與埋設(shè)

　　4.2.1敷設(shè)埋設(shè)基床

　　VWD-C振弦式土體位移計(jì)埋設(shè)時(shí)需先開挖或敷設(shè)埋設(shè)基床(槽坑)，儀器安裝完成后回填原位土壓實(shí)(圖4.2.1)。

(圖4.2.1) VWD-C振弦式土體位移計(jì)敷設(shè)埋設(shè)基床示意圖

　　4.2.2安裝埋設(shè)

　　安裝從壩肩開始，在要安裝土體位移計(jì)的壩肩基巖處鉆孔，孔內(nèi)裝人錨頭后灌漿，待錨頭灌漿固結(jié)后逐節(jié)進(jìn)行土體位移計(jì)的安裝。

　　土體位移計(jì)安裝完成后應(yīng)檢查各部件是否連接牢靠，復(fù)核標(biāo)距是否正確，觀測(cè)電纜集中引出，即可回填，回填土料將土體位移計(jì)掩埋一定厚度后方可碾壓(圖4.2.2)。

(圖4.2.2) VWD-C振弦式土體位移計(jì)安裝埋設(shè)示意圖

　　4.2.4 電纜的保護(hù)

　　觀測(cè)電纜的保護(hù)至關(guān)重要，可使用溝槽埋設(shè)，也可采用PVC管或鋼管進(jìn)行保護(hù)。在有雷電的地區(qū)，優(yōu)先推薦使用鋼管保護(hù)。土體位移計(jì)的被測(cè)體變形較大，因此觀測(cè)電纜如埋設(shè)不當(dāng)就容易被拉斷，所以在埋設(shè)時(shí)應(yīng)注意緊靠位移計(jì)的引出電纜應(yīng)放松或蛇形盤預(yù)留(位移量)，敷設(shè)土中的電纜要留有足夠的伸縮余量，切不可將電纜拉緊。

　　4.3選取基準(zhǔn)值

　　土體位移計(jì)的測(cè)量值為實(shí)時(shí)測(cè)量值相對(duì)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(cè)值的準(zhǔn)確性。

　　在外荷載變動(dòng)不大選取相同時(shí)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(jì)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(jìn)行兩次，如果兩次測(cè)值基本相同(誤差≤0.5%F.S)，則證明基準(zhǔn)值取值正確。

　　土體位移計(jì)的測(cè)量值出現(xiàn)偏差時(shí)，可用以上方法重新校準(zhǔn)基準(zhǔn)值。

　　5、土體位移計(jì)在壩肩處安裝特例

　　土體位移計(jì)安裝在壩肩處，用于測(cè)量壩體土體與壩肩的相對(duì)位移量。其安裝方法相對(duì)簡(jiǎn)單，由位移計(jì)、護(hù)管、測(cè)桿、萬(wàn)向節(jié)、拖板、角鐵架等部件組成(如下圖所示)。

　　6、測(cè)量

　　現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量位移計(jì)用VW-102A型讀數(shù)儀，將測(cè)量線一頭連接讀數(shù)儀，將測(cè)量線另一頭的各色夾子對(duì)應(yīng)連接上位移計(jì)的輸出電纜， 黑、紅測(cè)頻率，白、綠測(cè)溫度。位移計(jì)內(nèi)附有智能識(shí)別芯片，其內(nèi)存貯有該位移計(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(wú)紙化操作。

　　工程現(xiàn)場(chǎng)多支位移計(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)別出每支位移計(jì)所對(duì)應(yīng)的編號(hào)及身份信息。

　　7、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(shuō)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)

　　·SL361-2006《大壩觀測(cè)儀器位移計(jì)》

　　·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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