本使用說(shuō)明僅適用于本公司生產(chǎn)的VWRD型振弦式基巖應(yīng)力計(jì)，其中包括有VWRD-20、VWRD-25、VWRD-28、VWRD-32、VWRD-36、VWRD-40六種型號(hào)。
1用途
VWRD型振弦式基巖應(yīng)力計(jì)適用于長(zhǎng)期埋設(shè)在水工結(jié)構(gòu)物及其它混凝土結(jié)構(gòu)物、巖石、基巖部位，直接基巖部位鋼筋應(yīng)力的變化，并可同步測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)的溫度。振弦式基巖應(yīng)力計(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) | RD-16 | RD-18 | RD-20 | RD-22 | RD-25 | RD-28 | RD-32 | RD-36 | RD-40 | ||
| 尺寸參數(shù) | 連接桿直徑d， mm | 16 | 18 | 20 | 22 | 25 | 28 | 32 | 36 | 40 | |
| 鋼套截面積A， cm2 | 2.01 | 2.55 | 3.14 | 3.80 | 4.91 | 6.16 | 8.04 | 10.2 | 12.6 | ||
| 鋼套長(zhǎng)度L， mm | 120 | ||||||||||
| 性能參數(shù) | 應(yīng)力測(cè) | 拉伸， MPa | 350 | ||||||||
| 量范圍 | 壓縮， MPa | 200 | |||||||||
| 最小讀數(shù)k， MPa/F | ≤0.10 | ||||||||||
| 測(cè)量精度： F.S | ±0.1% | ||||||||||
| 溫度測(cè)量范圍， ℃ | -25～+60 | ||||||||||
| 溫度測(cè)量精度， ℃ | ±0.5 | ||||||||||
| 溫度修正系數(shù)b，MPa/℃ | ≤0.10 | ||||||||||
| 耐水壓： MPa | ≥1 | ||||||||||
| 絕緣電阻， MΩ | ≥50 | ||||||||||
注：頻率模數(shù)F=Hz2×10-3
3結(jié)構(gòu)及工作原理
3.1結(jié)構(gòu)
VWRD型振弦式基巖應(yīng)力計(jì)由應(yīng)力傳感器、前后連接鋼套(標(biāo)準(zhǔn)件）、信號(hào)傳輸電纜等組成。
3.2工作原理
當(dāng)被測(cè)結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的鋼筋發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，基巖應(yīng)力計(jì)將受到拉伸或壓縮，鋼套同步產(chǎn)生變形，變形使基巖應(yīng)力計(jì)感受拉伸或壓縮的變形，變形傳遞給振弦轉(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)鋼筋所受的應(yīng)力。同時(shí)可同步測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)的溫度值。
3.3計(jì)算方法
a) 當(dāng)外界溫度恒定基巖應(yīng)力計(jì)僅受到軸向應(yīng)力時(shí)，其應(yīng)力σ與輸出的頻率模數(shù)△F具有如下線性關(guān)系：
σ= k△F
△F = F - F0
式中： k — 基巖應(yīng)力計(jì)的測(cè)量靈敏度，單位為MPa/F；
△F — 基巖應(yīng)力計(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 — 基巖應(yīng)力計(jì)的實(shí)時(shí)測(cè)量值，單位為F；
F0 — 基巖應(yīng)力計(jì)的基準(zhǔn)值，單位為F。
b) 當(dāng)基巖應(yīng)力計(jì)不受外力作用時(shí)，而溫度增加△T時(shí)，基巖應(yīng)力計(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具有如下線性關(guān)系：
σ′= k△F′+ b△T = 0
k△F′= -b△T
△T = T - T0
式中： b — 基巖應(yīng)力計(jì)的溫度修正系數(shù)，單位為MPa /℃；
△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)物內(nèi)的基巖應(yīng)力計(jì)，受到的是應(yīng)力和溫度的雙重作用，因此基巖應(yīng)力計(jì)一般計(jì)算公式為：
σm = k△F + b△T = k (F - F0) + b (T - T0)
式中：σm — 被測(cè)結(jié)構(gòu)物鋼筋所受的應(yīng)力值，單位為MPa 。
注：VWRD型振弦式基巖應(yīng)力計(jì)的敏感測(cè)量元件，其與測(cè)力鋼套的材料線膨脹系數(shù)極為接近，試驗(yàn)所得其溫度修正系數(shù)小于最小讀數(shù)，一般計(jì)算時(shí)可用公式a。
4 基巖應(yīng)力計(jì)安裝
4.1 按照設(shè)計(jì)施工要求，基巖應(yīng)力計(jì)安裝埋沒(méi)時(shí)須要先在基巖部位鉆孔，鉆孔可采用鉆機(jī)造孔，孔徑約估￠90～120㎜，孔斜不得超過(guò)1％。孔造好後，檢查鉆孔直徑和孔深，須采用高壓水沖孔，直至孔內(nèi)水變清。
4.2 基巖應(yīng)力計(jì)是在孔內(nèi)安裝，鋼筋桿做傳遞桿，傳遞桿長(zhǎng)度是取決于設(shè)計(jì)圖中孔內(nèi)測(cè)點(diǎn)的位置，傳遞桿始終是一頭接錨頭，另一頭接傳感器（基巖應(yīng)力計(jì)），接頭處是采用電焊連接或螺紋連接(螺紋擰緊時(shí)要用厭氧膠粘結(jié))。
4.3 采用電焊連接時(shí)，應(yīng)將基巖應(yīng)力計(jì)與鋼筋桿的連接桿對(duì)中之后采用對(duì)接法焊接在一起。為了保證焊接強(qiáng)度,在焊接處需加焊條,并涂瀝青,包上麻布,以便與混凝土脫開(kāi)。為了避免焊接時(shí)儀器溫度過(guò)高而損壞儀器,焊接時(shí)儀器要包上濕麻布并不斷在棉紗上澆冷水,直到焊接完畢后鋼筋冷卻到一定溫度為止。焊接過(guò)程中儀器的溫度要保持低于60oC 。
4.4 將接好錨頭和儀器的鋼筋傳遞桿、灌漿管一起插入鉆孔中，錨桿一頭固定在錨固板上，一頭灌漿(40～50㎝)固定住錨頭，經(jīng)測(cè)量確認(rèn)儀器工作是正常，理順電纜，用特制的帶活塞送漿管，將砂漿推送到孔底，直至孔口灌滿。
