1、用途

　　VWD-C型振弦式土体位移计适用于长期测量土石坝、边坡、地基等构筑体或其它回填土体的位移，并可同步测量埋设点的温度。

　　土体位移计的位移传感器采用的是VWD型振弦式位移计，其由位移计加装配套附件而组成，振弦式土体位移计具有参数识别功能。

　　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) VWD-C型振弦式土体位移计结构示意图

　　VWD-C型振弦式土体位移计由拖板、A型万向节、B型万向节(带外螺纹)、位移传感器、位移伸缩管、测杆、测杆接头、测杆护管、护管接头、护管封头、锚头、观测电缆等组成(图3.1)。

　　3.2工作原理

　　当被测土体发生位移时将带动托板和位移计测杆同步位移，测杆将位移传递给振弦转变为应力变化，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，即测出被测土体的位移量。同步测量埋设点的温度值。

　　多支位移计串联起来使用可组成多点土体位移计组，可测量拖板和拖板之间的相对位移，同时每支位移计的位移量相加可计算出每组多点土位移计的总位移量。拖板和拖板之间的标距不受限制，由测杆的长度进行调节。

　　3.3计算方法

　　当被测土体发生位移，位移计同步感受轴向位移，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 + (b – h×α)×△T = k×(F - F₀)+(b – h×α)×(T - T₀)

　　式中： L—位移计的测量值，单位为mm；

　　k—位移计的测量灵敏度，单位为mm/F；

　　△F—位移计实时测量值相对于基准值的变化量，单位为F；

　　b—位移计的温度修正系数，单位为mm/℃；

　　h—测杆长度，单位为mm；

　　α—测杆的线膨胀系数，单位为10^-6/℃；

　　△T—温度实时测量值相对于基准值的变化量，单位为℃；

　　F—位移计的实时测量值，单位为F；

　　F₀—位移计的基准值，单位为F；

　　T—温度的实时测量值，单位为℃；

　　T₀—温度的基准值，单位为℃。

　　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/℃。

　　多点土体位移计的总位移变化量计算公式如下：

　　L总 = L₁+L₂+L₃……+L_i

　　式中：L总—多点土体位移计组的总位移变化量;

　　L_i—多点土体位移计组每支位移计的变化量。

　　4、安装与埋设

　　在安装土体位移计前要先用VW-102A读数仪检查确认仪器是否完好，将位移计的测杆从零位拉出其读数应在2000F～6000F之间变化。

　　4.1土体位移计的组装

　　4.1.1锚头、万向节、测杆、护管的连接

　　锚头经连接螺杆与B型万向节一头连接，B型万向节的另一头与测杆连接，B型万向节的外螺纹与护管封头连接，护管封头与护管连接(图4.1.1)。

(图4.1.1) 锚头与B型万向节、测杆、护管的连接示意图

　　4.1.2测杆与测杆的连接

　　土体位移计通常是多测点串连布设，根据两测点间的标距长度配置测杆。标准测杆的长度分为0.5米、1米、1.5米3种规格，另配有1米全丝杆1根(可任意截取用作长度调整)。

　　出厂时已根据客户提供的设计标距，配置相应的测杆和护管的长度和数量。(图4.1.2)。

(图4.1.2) 测杆连接方法示意图

　　4.1.3护管及伸缩管的连接

　　护管的接长是用护管接头连接，护管与伸缩管之间是用护管转接头连接。护管标准长度为1.5米/根，伸缩管标准长度0.8米/根，护管在使用中可任意截取，在护管及接头连接处应涂胶，防止脱落(图4.1.3)。

(图4.1.3)测杆护管的连接和与位移伸缩管的连接示意图

　　4.1.4位移计和测杆与拖板的连接

　　位移计和测杆与拖板的连接有两种形式，均为用M6内六角螺栓加弹簧垫圈穿过拖板紧固住万向节。

　　a) 中间测点：在拖板的两侧都连接仪器(图4.1.4);

　　b) 端部测点：在拖板单侧连接仪器(图3.1的左端)。

(图4.1.4) 位移计和测杆护管与拖板连接示意图

　　4.1.5全丝杆的应用、初始值设置、预留伸缩空间

　　全丝杆用于调节测杆的总长度，保证土体位移计安装完成后测点间距达到设计要求。按设计要求确定土体位移计的伸缩范围，在保证测点标距的前提下，调整位移计测杆的初始值位置，量出测杆接头到位移计A型万向节的距离，即是全丝杆的长度，按此长度裁断全丝杆连接测杆接头和A型万向节(图4.1.5)。

　　护管总长度的计算公式：测点标距≈护管根数×1.5米+伸缩管长度+预留伸缩空间。其中伸缩管标准长度为0.8米，预留伸缩空间(伸缩管端面到托板的距离) ≈位移计的测量范围+0.1米。

(图4.1.5) 全丝杆的应用、初始值的设置、预留伸缩空间示意图

　　4.2安装与埋设

　　4.2.1敷设埋设基床

　　VWD-C振弦式土体位移计埋设时需先开挖或敷设埋设基床(槽坑)，仪器安装完成后回填原位土压实(图4.2.1)。

(图4.2.1) VWD-C振弦式土体位移计敷设埋设基床示意图

　　4.2.2安装埋设

　　安装从坝肩开始，在要安装土体位移计的坝肩基岩处钻孔，孔内装人锚头后灌浆，待锚头灌浆固结后逐节进行土体位移计的安装。

　　土体位移计安装完成后应检查各部件是否连接牢靠，复核标距是否正确，观测电缆集中引出，即可回填，回填土料将土体位移计掩埋一定厚度后方可碾压(图4.2.2)。

(图4.2.2) VWD-C振弦式土体位移计安装埋设示意图

　　4.2.4 电缆的保护

　　观测电缆的保护至关重要，可使用沟槽埋设，也可采用PVC管或钢管进行保护。在有雷电的地区，优先推荐使用钢管保护。土体位移计的被测体变形较大，因此观测电缆如埋设不当就容易被拉断，所以在埋设时应注意紧靠位移计的引出电缆应放松或蛇形盘预留(位移量)，敷设土中的电缆要留有足够的伸缩余量，切不可将电缆拉紧。

　　4.3选取基准值

　　土体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。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。

　　土体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、土体位移计在坝肩处安装特例

　　土体位移计安装在坝肩处，用于测量坝体土体与坝肩的相对位移量。其安装方法相对简单，由位移计、护管、测杆、万向节、拖板、角铁架等部件组成(如下图所示)。

　　6、测量

　　现场测量位移计用VW-102A型读数仪，将测量线一头连接读数仪，将测量线另一头的各色夹子对应连接上位移计的输出电缆， 黑、红测频率，白、绿测温度。位移计内附有智能识别芯片，其内存贮有该位移计的编号、标定系数K、温度修正系数b等信息。用读数仪测量时会自动将识别信息读出，顺序存入读数仪内，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。

　　工程现场多支位移计电缆被意外挖断，仅用读数仪测量一遍，就可自动识别出每支位移计所对应的编号及身份信息。

　　7、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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