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振弦式和光纤光栅类传感器
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振弦式土体沉降计
    发布时间: 2019-03-04 21:59    

VWD-D型振弦式土体沉降计适用于测量土石坝、边坡、地基等构筑体或其它回填土体的沉降变形,并可同步测量埋设点的温度。

振弦式土体沉降计的传感器采用的是 VWJD 型振弦式位移计,由其加装配套附件而组成。

振弦式位移计有温度自动补偿功能,经试验温度修正系数甚小,使用中不需要温度修正。振弦式土体沉降计具有智能识别功能。

    本使用说明仅适用于本公司生产的 VWD-D型振弦式土体沉降计,其中包括有 VWD-100D、VWD-150D、VWD-200D、VWD-250D 等型号。
    1 用途 
    VWD-D型振弦式土体沉降计适用于测量土石坝、边坡、地基等构筑体或其它回填土体的沉降变形,并可同步测量埋设点的温度。
    振弦式土体沉降计的传感器采用的是 VWJD 型振弦式位移计,由其加装配套附件而组成。振弦式位移计有温度自动补偿功能,经试验温度修正系数甚小,使用中不需要温度修正。振弦式土体沉降计具有智能识别功能。
   2 规格及主要技术参数

规格代号

VWD-100D

VWD-150D

VWD-200D

VWD-250D

测量范围:

0mm100mm

0mm150mm m

0mm200mm

0mm250m

灵敏度k

0.04mmF

0.06mmF

0.08mmF

0.10mmF

测量精度:

±0.1% F.S

±0.1% F.S

±0.1% F.S

±0.1% F.S

温度测量范围:

-20℃~+120

-20℃~+120

-20℃~+120

-20℃~+120

灵敏度:

±0.5

±0.5

±0.5

±0.5

仪器标距:

1m50m可选

沉降盘尺寸:

150×150 mm~300×300 mm

耐水压:

1 MPa

1 MPa

1 MPa

1 MPa

绝缘电阻:

50 MΩ

50 MΩ

50 MΩ

50 MΩ

注:频率模数 F=Hz2×10-3

    3 结构及工作原理 
    3.1 结构 
   VWD-D型振弦式土体沉降计由沉降盘、位移计、位移计固定座、位移计定位杆、位移计护管、万向节、测杆、测杆接头、测杆护管、护管转接头、护管接头、护管封头、土体锚头、观测电缆等组成。
    3.2 工作原理 
    当被测土体发生沉降时沉降盘一起沉降并带动位移计滑动测杆,滑动测杆连接振弦,其移动使振弦的应力发生变化,从而改变振弦的振动频率,电磁线圈激振振弦并测量其振动频率,频率信号经电缆传输至读数装置,即可测出被测土体的沉降量。沉降计同时可同步测出埋设点的温度值。
    3.3 沉降计算方法 
    当外界土体发生沉降时沉降计受到轴向变形,其位移量 L 与输出的频率模数△F 具有如下线性关系:
     L= k△F=k(F–F0)
     式中: L — 沉降计的测量值,单位为 mm;
               k — 沉降计的测量灵敏度,单位为 mm/F;
            △F — 沉降计实时测量值相对于基准值的变化量,单位为 F;
               F — 沉降计的实时测量值,单位为 F;
              F0 — 沉降计的基准值,单位为 F。
     注:VWD-D型振弦式土体沉降计中的位移计具有温度自动补偿功能,经试验测得其温度修正系数小于最小读数,实际使用中不需要温度修正。其计算结果为负值时表示沉降(压缩) ,反之表示抬升。
    4 安装与埋设 
    4.1 现场检验 
    现场安装仪器前要先用 VW-102读数仪检查确认沉降计是否完好,将读数仪连接好沉降计后开机读数,沉降计的滑动测杆从零位拉出到不同的位置,其读数应在 1000F~8000F 之间,读数波动范围应稳定在±2F,
    4.2 安装与埋设 
    土体沉降计通常安装埋设在钻孔中,但也可以在填筑过程中逐节安装。为保证较高的安装质量,应优先采用钻孔安装埋设。
   4.2.1 钻孔 
    土体沉降计可安装在最小直径为 75mm 的钻孔中,为方便回填原土料,推荐的钻孔直径≥90mm。钻孔完成后,建议使用合适的工具或设备将孔底振捣密实(最低高程锚固点应是稳定参考点),以利于在孔底灌注水泥砂浆固结沉降计的锚头。
    4.2.2 仪器的组装 
    埋设前请熟悉土体沉降计的结构、各部件的功能及安装方法、确定组装和埋设步骤方案。首先应确定沉降计的安装深度(或高程),根据仪器标距配置测杆和测杆护管的数量和总长度,仪器的组装通常在现场进行。
    具体组装和埋设步骤如下:
    4.2.2.1 首先根据埋设深度的距离计算所配测杆和护管的长度和数量,配置时应根据使用传感器的长度和所配测杆的规格计算出所需全丝杆(调节测杆总长度用)的长度,然后根据测杆的长度配置测杆护管的长度和数量。测杆护管的连接长度≤测杆的长度。
    测杆分为 1.5 米、1 米、0.5 米三种规格,不能随意截断(截断后无法连接);全丝杆可随意截断,不影响连接;护管分为 1.5 米、1 米、0.5 米三种规格可随意截取,不影响连接。
    4.2.2.2 将底部的土体锚头与测杆接头连接后,安装第一根测杆和第一节测杆护管,然后将锚头底部的吊环栓上细尼龙绳(¢4mm 左右)以防滑落。
    4.2.2.3 使用配套的测杆接头和护管接头依次连接后面的测杆和护管直至预定的长度。测杆与测杆的连接使用测杆接头,护管与护管的连接使用护管接头。锚头、测杆连接均采用螺纹连接,连接时要拧紧,为了防止松动接头处可涂抹少量粘合剂(见下图 3)。     4.2.2.4 在安装过程中一直保持尼龙绳承重,以防土体沉降计不慎滑入孔中。
    4.2.2.5 当测杆和护管连接确认达到设定的长度后,连接全丝杆,将位移计用万向节与全丝杆连接;将位移计护管穿过位移计,一头利用护管转接头与测杆护管连接,连接后两护管之间应能相互滑动(见下图 5),另一头安装位移计固定座后与其连接(螺纹连接);再将位移计定位杆与位移计连接,最后安装沉降盘。
    4.2.3 钻孔回填 
    安装沉降盘时,应进行锚头的固定和钻孔回填,其推荐方法如下供参考,实际操作时以现场工程师指导的方法及回填料为准。
    方法 1:底部锚头固定可采用事先将孔底注入一定量较稀的水泥砂浆,当土体沉降计下放到此时直接将锚头推入砂浆锚固,该方法仅适合安装速度较快的操作或孔深小于 5m 的操作。钻孔回填使用水泥膨润土混合料进行回填,水泥膨润土的混合比为 2:1~1:2(仅供参考,请根据现场土质密实度确定)。使用水泥膨润土的好处是,回填料即有一定的强度,又能保持其揉性,通过试验取得适当的级配后,浆料的强度甚至可以接近或达到现场土体夯实后的强度。
    方法 2:土体沉降计下放入孔时,同时绑扎一根灌浆管直达钻孔底部,当全部组件就位后,使用灌浆设备对锚头处灌浆,灌浆量应保证在淹没整个锚头以上,锚头固结后对孔内用原土料回填。 









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