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振弦式基岩应力计
    发布时间: 2017-12-04 22:09    

VWRD型振弦式基岩应力计适用于长期埋设在水工结构物及其它混凝土结构物、岩石、基岩部位,直接基岩部位钢筋应力的变化,并可同步测量埋设点的温度。振弦式基岩应力计具有智能识别功能。

本使用说明仅适用于本公司生产的VWRD型振弦式基岩应力计,其中包括有VWRD-20、VWRD-25、VWRD-28、VWRD-32、VWRD-36、VWRD-40六种型号。

1用途

VWRD型振弦式基岩应力计适用于长期埋设在水工结构物及其它混凝土结构物、岩石、基岩部位,直接基岩部位钢筋应力的变化,并可同步测量埋设点的温度。振弦式基岩应力计具有智能识别功能。

2规格及主要技术参数

规格代号

RD-16

RD-18

RD-20

RD-22

RD-25

RD-28

RD-32

RD-36

RD-40

尺寸参数

连接杆直径d,  mm

16

18

20

22

25

28

32

36

40

钢套截面积A,  cm2

2.01

2.55

3.14

3.80

4.91

6.16

8.04

10.2

12.6

钢套长度L,    mm

120

性能参数

应力测

拉伸, MPa

350

量范围

压缩, MPa

200

最小读数k,    MPa/F

0.10

测量精度: F.S

±0.1%

温度测量范围, ℃

-25+60

温度测量精度, ℃

±0.5

温度修正系数b,MPa/

0.10

耐水压: MPa

1

绝缘电阻,     MΩ

50


注:频率模数F=Hz2×10-3

3结构及工作原理

3.1结构

VWRD型振弦式基岩应力计由应力传感器、前后连接钢套(标准件)、信号传输电缆等组成。

3.2工作原理

当被测结构物内部的钢筋发生应力变化时,基岩应力计将受到拉伸或压缩,钢套同步产生变形,变形使基岩应力计感受拉伸或压缩的变形,变形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内钢筋所受的应力。同时可同步测量埋设点的温度值。

3.3计算方法

a) 当外界温度恒定基岩应力计仅受到轴向应力时,其应力σ与输出的频率模数△F具有如下线性关系:

σ= kF

F = F - F0

式中: k — 基岩应力计的测量灵敏度,单位为MPa/F;

F — 基岩应力计实时测量值相对于基准值的变化量,单位为F;

F — 基岩应力计的实时测量值,单位为F;

F0 — 基岩应力计的基准值,单位为F。

b) 当基岩应力计不受外力作用时,而温度增加△T时,基岩应力计有一个输出量△F′,这个输出量仅仅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:

σ′= kF+ bT = 0

kF= -bT

T = T - T0

式中: b — 基岩应力计的温度修正系数,单位为MPa /℃;

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℃。

c) 埋设在水工结构物或其它混凝土结构物内的基岩应力计,受到的是应力和温度的双重作用,因此基岩应力计一般计算公式为:

σm = kF + bT = k (F - F0) + b (T - T0)

式中:σm — 被测结构物钢筋所受的应力值,单位为MPa 。

注:VWRD型振弦式基岩应力计的敏感测量元件,其与测力钢套的材料线膨胀系数极为接近,试验所得其温度修正系数小于最小读数,一般计算时可用公式a。

4 基岩应力计安装
  4.1 按照设计施工要求,基岩应力计安装埋没时须要先在基岩部位钻孔,钻孔可采用钻机造孔,孔径约估¢90~120㎜,最大孔斜不得超过1%??自旌冕?,检查钻孔直径和孔深,须采用高压水冲孔,直至孔內水变清。
  4.2 基岩应力计是在孔内安装,钢筋杆做传递杆,传递杆长度是取决于设计图中孔内测点的位置,传递杆始终是一头接锚头,另一头接传感器(基岩应力计),接头处是采用电焊连接或螺纹连接(螺纹拧紧时要用厌氧胶粘结)。
  4.3 采用电焊连接时,应将基岩应力计与钢筋杆的连接杆对中之后采用对接法焊接在一起。为了保证焊接强度,在焊接处需加焊条,并涂沥青,包上麻布,以便与混凝土脱开。为了避免焊接时仪器温度过高而损坏仪器,焊接时仪器要包上湿麻布并不断在棉纱上浇冷水,直到焊接完毕后钢筋冷却到一定温度为止。焊接过程中仪器的温度要保持低于60oC 。
  4.4 将接好锚头和仪器的钢筋传递杆、灌浆管一起插入钻孔中,锚杆一头固定在锚固板上,一头灌浆(40~50㎝)固定住锚头,经测量確认仪器工作是正常,理顺电缆,用特制的带活塞送浆管,将砂浆推送到孔底,直至孔口灌满。









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