本使用說明僅適用于四川葛南儀器有限公司生產(chǎn)的VWS型振弦式應(yīng)變計(jì)，其中包括有VWS-10、VWS-15、VWS-10M、VWS-15M(大彈模)等系列型號(hào)。
1用途
VWS型振弦式應(yīng)變計(jì)適用于長(zhǎng)期埋設(shè)在水工結(jié)構(gòu)物或其它混凝土結(jié)構(gòu)物內(nèi)，測(cè)量結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的應(yīng)變量，并可同步測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)的溫度。加裝配套附件可組成多向應(yīng)變計(jì)組、無(wú)應(yīng)力計(jì)、巖石應(yīng)變計(jì)等測(cè)量應(yīng)變的儀器。大彈模應(yīng)變計(jì)主要用于高倉(cāng)位混凝土連續(xù)澆筑，如地下連續(xù)墻、防滲墻、灌注樁等工程場(chǎng)合。振弦式應(yīng)變計(jì)具有智能識(shí)別功能。
2規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)
| 規(guī)格代號(hào) | VWS-10 | VWS-15 | VWS-10M | VWS-15M | ||
| 尺寸參數(shù) | 標(biāo)距 L， mm | 100 | 150 | 100 | 150 | |
| 有效直徑d，mm | 22 | 22 | 22 | 22 | ||
| 端部直徑D，mm | 33 | 33 | 33 | 33 | ||
| 性能參數(shù) | 應(yīng)變測(cè) | 拉伸，10-6 | 1500 | 1500 | 1500 | 1500 |
| 量范圍 | 壓縮，10-6 | 1500 | 1500 | 1500 | 1500 | |
| 最小讀數(shù)k，10-6／F | ≤0.5 | ≤0.5 | ≤0.5 | ≤0.5 | ||
| 測(cè)量精度： F.S | ±0.1% | ±0.1% | ±0.1% | ±0.1% | ||
| 溫度測(cè)量范圍，℃ | -25～+80 | -25～+80 | -25～+80 | -25～+80 | ||
| 溫度測(cè)量精度，℃ | ±0.5 | ±0.5 | ±0.5 | ±0.5 | ||
| 溫度修正系數(shù)b，10-6／℃ | ≈13.5 | ≈13.5 | ≈13.5 | ≈13.5 | ||
| 彈性模量 Eg， MPa | 300～800 | 300～800 | 800～1500 | 800～1500 | ||
| 耐水壓， MPa | ≥1 | ≥1 | ≥2 | ≥2 | ||
| 絕緣電阻， MΩ | ≥50 | ≥50 | ≥50 | ≥50 | ||
3結(jié)構(gòu)及工作原理
3.1結(jié)構(gòu)
WS型振弦式應(yīng)變計(jì)由前后端座、不銹鋼護(hù)管、信號(hào)傳輸電纜、振弦及激振電磁線圈等組成。
3.2工作原理
當(dāng)被測(cè)結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的應(yīng)力發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)變計(jì)同步感受變形，變形通過前、后端座傳遞給振弦轉(zhuǎn)變成振弦應(yīng)力的變化，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，即可測(cè)出被測(cè)結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的應(yīng)變量。同時(shí)可同步測(cè)出埋設(shè)點(diǎn)的溫度值。
3.3計(jì)算方法
a) 當(dāng)外界溫度恒定應(yīng)變計(jì)僅受到軸向變形時(shí)，其應(yīng)變量ε與輸出的頻率模數(shù)△F具有如下線性關(guān)系：
ε= k△F
△F = F - F0
式中： k — 應(yīng)變計(jì)的測(cè)量靈敏度，單位為10-6/F；
△F — 應(yīng)變計(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；
F — 應(yīng)變計(jì)的實(shí)時(shí)測(cè)量值，單位為F；
F0 — 應(yīng)變計(jì)的基準(zhǔn)值，單位為F。
b) 當(dāng)應(yīng)變計(jì)不受外力作用時(shí)(儀器兩端標(biāo)距不變)，而溫度增加△T時(shí)，應(yīng)變計(jì)有一個(gè)輸出量△F′，這個(gè)輸出量?jī)H僅是由溫度變化而造成的，因此在計(jì)算時(shí)應(yīng)給以扣除。
實(shí)驗(yàn)可知△F′與△T具有下列線性關(guān)系：
ε′= K△F′+ b△T = 0
k△F′= -b△T
△T = T - T0
式中： b — 應(yīng)變計(jì)的溫度修正系數(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℃；
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℃。
c) 埋設(shè)在水工結(jié)構(gòu)物或其它混凝土結(jié)構(gòu)物中的應(yīng)變計(jì)，受到的是變形和溫度的雙重作用，此時(shí)的溫度修正系數(shù)應(yīng)為應(yīng)變計(jì)的溫度修正系數(shù)與被測(cè)結(jié)構(gòu)物的線膨脹系數(shù)之差，因此應(yīng)變計(jì)一般計(jì)算公式為：
εm = k△F + b′△T = k (F - F0)+ (b -α)(T - T0)
式中：εm — 被測(cè)結(jié)構(gòu)物的應(yīng)變量，單位為10-6；
α— 被測(cè)結(jié)構(gòu)物的線膨脹系數(shù)，單位為10-6／℃。
4 4 埋設(shè)與安裝
1 4.1 簡(jiǎn)述
應(yīng)變計(jì)使用場(chǎng)合很廣，儀器經(jīng)加裝一些附件可以組成多向應(yīng)變計(jì)組、無(wú)應(yīng)力計(jì)、巖石應(yīng)變計(jì)等測(cè)量應(yīng)變的儀器，這些儀器的工作情況及安裝條件各不相同，所以埋設(shè)安裝方法有所不同。下面主要對(duì)單向或雙向應(yīng)變計(jì)的埋設(shè)安裝方法作一些簡(jiǎn)述，其它類型應(yīng)變計(jì)的安裝埋
設(shè)方法可參照本說明。
2 4.2 儀器的準(zhǔn)備
儀器到工地后即刻拆包，檢查儀器在運(yùn)輸過程中是否有損壞或丟失，并用讀數(shù)儀測(cè)讀校驗(yàn)。儀器表面損壞影響使用的或測(cè)讀校驗(yàn)困難的儀器，將其單獨(dú)擺放，或退回廠家更換。仔細(xì)記錄每只應(yīng)變計(jì)的出廠編號(hào)，并檢查各電纜頭上是否有編號(hào)標(biāo)記(沒有的補(bǔ)作編號(hào)標(biāo)記)，以便于在電纜拉開后也能識(shí)別儀器。儀器電纜接長(zhǎng)時(shí)，電纜接頭應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程操作。
3 4.3 應(yīng)變計(jì)的埋設(shè)與安裝
1 4.3.1 一般規(guī)定
每支應(yīng)變計(jì)都應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定的埋設(shè)位置和方向準(zhǔn)確的定位，并要求埋設(shè)應(yīng)變計(jì)用的混凝土和被測(cè)結(jié)構(gòu)物所用的混凝土標(biāo)號(hào)相同。安裝埋設(shè)前必須對(duì)應(yīng)變計(jì)進(jìn)行一次檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題可及時(shí)處理和更換，杜絕有故障的應(yīng)變計(jì)被安裝埋設(shè)。
回填混凝土?xí)r在應(yīng)變計(jì)附件應(yīng)剔除大于 8cm 的骨料，人工分層振搗密實(shí)。混凝土下料時(shí)應(yīng)距儀器 1.5cm 以上，振搗器距儀器應(yīng)大于半徑 0.5m。
當(dāng)施工機(jī)械化程度高，澆筑強(qiáng)度大時(shí)，可采用預(yù)置埋設(shè)槽的方法。該法是預(yù)先在儀器埋設(shè)部位設(shè)置槽模板，待混凝土凝固前拆除埋設(shè)槽模板，將儀器安裝在槽內(nèi)，然后人工回填混凝土。
埋設(shè)完成后應(yīng)做好標(biāo)記，以防施工中人為損壞儀器，儀器頂部已終凝的混凝土厚達(dá) 60c以上時(shí)，上部可正常施工。
2 4.3.2 單向或雙向應(yīng)變計(jì)（圖 1 ）
單向應(yīng)變計(jì)埋設(shè)時(shí)應(yīng)首先根據(jù)力的方向在壩體或其它結(jié)構(gòu)物上定位，在混凝土澆筑到埋設(shè)高程時(shí)，在該部位挖尺寸在 20、15×20×20Cｍ左右的坑(儀器測(cè)量標(biāo)距不同)，清除混凝土中直徑大于 8cm 的骨料，回填混凝土人工搗密實(shí)。
當(dāng)埋設(shè)部位有鋼筋時(shí)可以將應(yīng)變計(jì)(包括電纜)綁扎在鋼筋上, 固定儀器可采用膠帶、自鎖扎帶、細(xì)鐵絲捆扎，捆扎要保證應(yīng)變計(jì)位置不易移動(dòng)，但捆扎不能過緊，阻礙應(yīng)變計(jì)變形。
觀測(cè)電纜同樣捆扎在鋼筋上，但捆扎時(shí)也要松弛，靠近儀器的地方要打回環(huán)。
埋設(shè)多向應(yīng)變計(jì)時(shí)要用多向應(yīng)變計(jì)安裝支座，以固定每個(gè)應(yīng)變計(jì)的受力方向。
應(yīng)變計(jì)埋設(shè)要求嚴(yán)格可使用量角器和水平準(zhǔn)，校對(duì)儀器的埋設(shè)角度、方向、部位。規(guī)范要求：埋設(shè)儀器的角度誤差應(yīng)不超過 1°，位置誤差應(yīng)不超過 2cm。
應(yīng)變計(jì)就位后用人工搗實(shí)應(yīng)變計(jì)周圍的混凝土，避免有過大的振動(dòng)，以免擾動(dòng)應(yīng)變計(jì)的放置的方位或損傷電纜。
埋設(shè)完成后及時(shí)測(cè)量應(yīng)變計(jì)，如有損壞及時(shí)更換。電纜按規(guī)定的走向埋設(shè)，并作好電纜的保護(hù)。
儀器埋設(shè)位置、設(shè)計(jì)編號(hào)、儀器編號(hào)、電纜長(zhǎng)度、埋設(shè)前讀數(shù)、埋設(shè)后讀數(shù)等填表記錄，并作好存檔。
3 4.3.3 基巖應(yīng)變計(jì)( 圖 2 )
基巖應(yīng)變計(jì)用以測(cè)量巖體內(nèi)部的變形，應(yīng)變計(jì)在巖體內(nèi)不應(yīng)跨越結(jié)構(gòu)斷面，安裝在節(jié)理發(fā)育的巖體內(nèi)，應(yīng)變計(jì)標(biāo)距可加長(zhǎng)，使被測(cè)標(biāo)距擴(kuò)大。
在埋設(shè)位置造孔(槽)，埋設(shè)孔(槽)徑應(yīng)大于儀器的直徑 4cm～5cm，以便留出回填固結(jié)料的空隙，儀器應(yīng)位于埋設(shè)孔中心,孔(槽)內(nèi)雜質(zhì)要沖洗干凈，排除積水。
埋設(shè)時(shí)應(yīng)用膨脹水泥填孔，為了防止膨脹水泥固結(jié)時(shí)對(duì)應(yīng)變計(jì)的影響，可在應(yīng)變計(jì)中間嵌一層 2mm 厚的隔離材料(如橡皮和油毛氈)。應(yīng)變計(jì)受力方向的誤差按規(guī)范要求應(yīng)不超過±1°，埋設(shè)前后應(yīng)及時(shí)檢測(cè)。
