1、用途

　　VWM型振弦式多点位移计适用于长期埋设在土坝、土堤、边坡、隧道、地基等结构物内，测量结构物内深层多部位的位移、沉降、应变、滑移等，并可同步测量埋设点的温度。

　　振弦式多点位移计的传感器采用的是VWD型振弦式位移计，由其加装配套附件而组成,振弦式多点位移计具有智能识别功能。

　　2、规格及主要技术参数

　　注：频率模数F=Hz²×10^-3

　　3、结构及工作原理

　　3.1结构

　　(图3.1)VWM型多点位移计结构示意图

　　VWM型振弦式多点位移计由位移计、基座、护罩、接长测杆、测杆接头、PVC护管、护管接头、护管转接头、护管封头、定位盘、锚头、观测电缆等组成(图3.1)。

　　3.2工作原理

　　当被测结构物发生位移将通过多点位移计的锚头带动接长测杆位移，接长测杆拉动位移计的测杆，位移传递给振弦转变成振弦应力的变化，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，即可测出被测结构物的变形量。同步测量埋设点的温度值。

　　3.3计算方法

　　a) 当外界温度恒定多点位移计仅受到轴向位移时，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

　　△F = F - F₀

　　式中：L—多点位移计的测量值，单位为mm;

　　k—多点位移计的测量灵敏度，单位为mm/F;

　　△F—多点位移计实时测量值相对于基准值的变化量，单位为F;

　　F—多点位移计的实时测量值，单位为F;

　　F₀—多点位移计的基准值，单位为F。

　　b)  当多点位移计不受外力作用时(仪器两端标距不变)，而温度增加△T时，多点位移计有输出量△F´，这个输出量是由温度变化而造成的，因此在计算时应给以扣除。实验可知△F´与△T具有如下线性关系：

　　L´= k×△F´+(b – h×α)×△T = 0

　　K×△F´= -(b – h×α)×△T

　　△T = T - T₀

　　式中：b—多点位移计的温度修正系数，单位为mm/℃;

　　△T—温度实时测量值相对于基准值的变化量，单位为℃;

　　T—温度的实时测量值，单位为℃;

　　T₀—温度的基准值，单位为℃;

　　h—测杆长度，单位为mm;

　　α—测杆的线膨胀系数，单位为10^-6/℃。

　　注：测杆材料为不锈钢，不锈钢的线膨胀系数通常为:α=16.5×10^-6/℃。

　　c) 埋设在岩土结构物或其它结构物内的多点位移计，受到的是变形和温度的双重作用，因此多点位移计的一般计算公式为：

　　Lm = k×△F+(b - h×α)×△T = k×(F - F₀)+(b - h×α)×(T - T₀)

　　式中：Lm—被测结构物的位移量，单位为mm。

　　注：VWM型振弦式多点位移计有温度自动补偿功能，温度修正系数小于最小读数，使用中不需要温度修正，计算用公式为：

　　Lm = k×△F – h×α×△T = k×(F - F₀)–h×α×(T - T₀)

　　4、安装与埋设

　　多点位移计适用于安装在坝体廊道内、坝体坝肩处、隧道内、山体边坡、土坝内、路堤内、基坑边墙等，多点位移计根据使用场合和环境的不同，其安装方法也不相同，有向上、向下、水平、倾斜等安装方式。

　　以下对安装在岩体内，测量岩体边坡稳定性的安装方法作一些简述，其它安装方法可参照进行。

　　多点位移计中的位移计出厂时均已标定检验合格，用户未发现异常情况时，不需再标定。如发现某一支位移计损坏或有异常情况，可在厂家专业技术人员的指导下进行检查或更换。

　　4.1前期准备

　　安装前应将所有位移计用读数仪测读，确认正常后进行建档。每套多点位移计出厂都有一个组号，每组中每支位移计都有一个点号，记录组号、点号及位移计的出厂编号和各点将接长测杆的长度。

　　4.2多点位移计的组装

　　4.2.1多点位移计的出厂状态

　　多点位移计出厂时位移计及护管及转接头均与基座组装在一起，观测电缆已接好(标配5米)，安装埋设时只需连接接长测杆、护管、锚头等附件即可(图4.2.1)。

　　(图4.2.1) 多点位移计的出厂状态示意图

　　4.2.2接长测杆、护管、锚头等附件

　　安装前应先核对测量点数及各点深度，根据各测点的测量深度配备不锈钢接长测杆(￠6)和PVC护管(￠16)的长度。

　　接长测杆分为：0.5米、1米、1.5米三种标配长度，1.5米的接长测杆为主杆，0.5米和1米的接长测杆用于调配测杆总长度。1.5米的护管为标配长度，用户安装时可自由裁成需要的长度进行调节。

　　(图4.2.2-1)接长测杆、护管与多点位移计连接示意图

　　多点位移计组装先将各点的第一节接长测杆和多点位移计测杆用六方接头连接，第二节接长测杆与第一节接长测杆也用六方接头连接，穿入第一节护管，护管的一头插入护管转接头，另一头用护管接头与下一节护管连接，套上分配盘。依次连接各点的接长测杆和护管到设定的长度(接长测杆比护管长一点)。

　　接长测杆与接长测杆用不锈钢六方接头连接，要用扳手或钳子拧紧;护管和护管的接长用护管接头连接，涂PVC胶直接插入连接(图4.2.2-1)。

　　当各点接长测杆与护管接长到设定长度后，安装护管封头和锚头。护管封头穿在测杆上，外圆处涂PVC胶插入护管尾部固定。锚头旋在测杆尾部(图4.2.2-2)。

　　(图4.2.2-2) 锚头和护管封头与测杆和护管连接示意图

　　4.2.3分配盘和自锁扎带

　　分配盘应安装在距安装基座0.5米左右处，其作用是将接长测杆和护管分配在固定的位置上，以便使各点位移计及测杆与安装基座分配就位。

　　自锁扎带的作用是集垅护管和测杆，使其不扭曲或交错，入孔时减少与孔壁间的摩擦方便入孔。安装时可每隔约1～2米将测杆及护管(包括排气管、灌浆管)等排列整齐，用自锁扎带捆扎在一起。

　　4.2.4观测电缆

　　多点位移计出厂时按工程需要配备相应长度的电缆(标配5米)，电缆与每支位移计的连接采用接线端子，工地现场如需检查线路或更换位移计打开安装基座保护罩即可操作。

　　多点位移计在现场组装完成后，要用读数仪测读各支位移计的读数，确认组装无误及每支位移计工作正常，方可将多点位移计入孔。

　　4.2.5多点位移计安装适用孔径

　　多点位移计测量点数的多少诀定埋设所需钻孔孔径的大小，多点位移计埋设适用的最小孔径如下表所示(仅供参考，单位mm)：

　　4.3多点位移计的埋设

　　4.3.1多点位移计出厂装配状态

　　多点位移计的埋设分为向下埋设(含向下倾斜)、向上埋设(含向上倾斜)、水平埋设三种方式。埋设时根据埋设的方向及孔深，需在现场对多点位移计的进行装配和调整。

　　多点位移计出厂时位移计固定在基座上的状态是按向下埋设方式装配的(埋设时无需调整)，其位移计在基座上面部分(X)≥量程，位移计测杆(Y)收于最小位置，见(图4.3.1)所示。

　　(图4.3.1) 位移计出厂装配状态示意图

　　4.3.2整体向下埋设

　　向下埋设(右边图4.3.2)：多点位移计整体组装好后，放入测孔内位移计测杆处于悬挂状态，接长测杆的自重将会使位移计测杆(Y)拉出在满量程的位置(测杆拉出最大)。

　　多点位移计入孔，确认就位正常可灌浆(一般岩体结构用混凝土砂浆，土体结构用膨润土)，固结后，及时调整位移计的拉压范围。方法：取下安装基座保护罩，将固定每支位移计的契块螺栓(基座面上位移计旁)松开，推动位移计到设定的位置(调整位移计的拉压范围)，此时X和Y同步变化，调整完毕后拧紧契块螺栓固定位移计，完成位移计测量范围的调整。

　　4.3.3整体向上埋设

　　向上埋设(左边图4.3.3)：多点位移计整体组装好后，推入测孔内位移计测杆处于受压状态，接长测杆的自重将会使位移计测杆(Y)收于在最小量程的位置。

　　向上推入前首先将位移计在基座面上的部分推到底位(X=0)，位移计测杆也收到最小量程的位置(Y=0)，调整后拧紧契块螺栓固定位移计即可推入。

　　多点位移计入孔，确认就位正常可灌浆(一般岩体结构用混凝土砂浆，土体结构用膨润土)，固结后，及时调整位移计的拉压范围，松开契块螺栓向后拉动位移计调整到合适的位置(调整位移计的拉压范围)，此时X和Y同步变化，调整完毕后再拧紧契块螺栓固定位移计，完成位移计测量范围的调整。

　　4.3.4拼接安装埋设

　　在空间狭小的高边坡，或多点位移计无法事先整体组装的施工现场，入孔必须从锚头开始，1件件向孔中传递，安装时需要附加拼接附件：

　　1)100mm长不锈钢正反牙测杆，用于接长测杆与正反牙接头的连接;

　　2)不锈钢正反牙六方接头，用于接长测杆与位移计测杆的连接;

　　3) 0.5米内径18mm PVC护管，用于最后护管封口，在连接最后1节接长测杆时，将18mm  PVC护管先套在护管上，在接长测杆与位移计测杆用反牙六方接头连接上后，套上18mm PVC护管封口，两头用胶密封。

　　4.3.4通气管和灌浆管

　　多点位移计向下埋设：排气管从多点位移计安装基座旁边插入，排气管伸进孔内0.5～1米处。灌浆管也在多点位移计安装基座的旁边插入，深达测杆锚头的下部(孔底灌浆)。

　　多点位移计向上埋设：排气管与接长测杆绑扎在一起，其长度应比最长的测杆锚头长出20cm以上，以保证注浆时空气能全部排出。灌浆管在多点位移计安装基座旁边插入，深度伸进孔内0.5～1米处(孔口灌浆)。

　　排气管采用小口径无接头能承受一定压力的长塑料硬管为宜。

　　(图4.3.5) 向下埋设和向上埋设布设通气管和灌浆管区别示意图

　　4.4选取基准值

　　多点位移计的测量值为实时测量值相对于基准值的变化量，所以基准值选取的准确与否，将直接影响到测值的准确性。

　　在外荷载变动不大选取相同时间、稳定气温的3次相近的读数，经平均后做为基准值，多点位移计安装在混凝土中应选取水化热过后的测值。基准值选定后应做好记录，作为计算的基准值。

　　为使基准值取的更准确，可将以上操作重复进行两次，如果两次测值基本相同(误差≤0.5%F.S)，则证明基准值取值正确。

　　多点位移计的测量值出现偏差时，可用以上方法重新校准基准值。

　　5、测量

　　测量多点位移计用VW-102A型读数仪，用测量线一头连接读数，测量线另一头多点线共有6个红色夹子，将其中某1个连接上测力计观测电缆两两同色中的一根，两两同色中另一根连黑色共用线，即此测量频率。白、绿线测温度。

　　多点位移计标准配置的接线表(4点)：

　　如用单点测量线测量：快速插头插入VW-102A型读数仪的左边插座，将测量线的黑、红连接两两同色线测频率，白、绿测温度。

　　VWM型振弦式多点位移计可同步测量埋设点的温度值，其中1支位移计具有智能识别和测温功能，内存信息为该组多点位移计的组号。现场用读数仪测量时会自动将识别信息读出，顺序存入读数仪，通讯给计算机，方便快速统计计算及查询，使测量工作实现人工智能无纸化操作。

　　工程现场电缆被意外挖断，仅用读数仪测读一遍，就可自动识别出这组多点位移计所对应的编号及身份信息。

　　6、故障检查

　　红/黑之间正常300多欧姆

　　绿/白之间测出阻值查表可以得出温度

　　红或黑或绿或白对地之间正常绝缘20兆欧姆以上

　　红或黑对绿或白之间正常绝缘20兆欧姆以上

　　如果以上测量不正常说明传感器或接头待检查，请与我司技术人员联系

　　配套选购

　　·YSPT-4P 双护套四芯屏蔽电缆

　　·VM-103 全功能读数仪、MCU 系列自动化采集模块

　　·峟思单机版软件、峟思云平台

　　遵循标准

　　·SL361-2006《大坝观测仪器位移计》

　　·GB/T 24105-2009 《岩土工程仪器基本环境试验条件及方法》

　　·GB/T 13606-2007 《岩土工程仪器 振弦式传感器通用技术条件》

　　·SL 530-2012 《大坝安全检测仪器检验测试规程》

　　·DL/T 1271-2013 《钢弦式监测仪器鉴定技术规程》

　　·GB/T21029-2007《岩土工程仪器系列型谱》

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