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四川葛南仪器

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振弦式孔隙水压力计
    发布时间: 2017-11-18 18:38    

 
VWPK型振弦式孔隙水压力计适用于长期布设在水工建筑物的基础内亚博2021最新版-首页,测量孔隙水压力的变化量,并可同步测量埋设点的温度亚博2021最新版-首页。

  本使用说明仅适用于四川葛南仪器有限公司生产的VWPK型振弦式孔隙水压力计亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,其中包括有VWPK-1、VWPK-2亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页、VWPK-4亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页、VWPK-6、VWPK-10亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页、VWPK-16等系列型号亚博2021最新版-首页。

  1用途    

  VWPK型振弦式孔隙水压力计适用于长期埋设在水工结构物或其它混凝土结构物及地基土体孔洞内,测量结构物或土体孔洞内部的渗透(孔隙)水压力亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,并可同步测量埋设点的温度。

  2规格及主要技术参数

规格代号

VWPK-1

VWPK-2

VWPK-4

VWPK-6

VWPK-10

VWPK-16

尺寸

参数

最大外径D亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,   mm

30

长度L,       mm

115

性能

参数

测量范围,    KPa

0160

0250

0400

0600

01000

01600

最小读数k,  KPa/F

≤0.072

≤0.11

≤0.18

≤0.27

≤0.45

≤0.72

测量精度亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,  F.S

±0.1%

温度测量范围,

-25+80

温度测量精度亚博2021最新版-首页,

±0.5

温度修正系数b亚博2021最新版-首页,KPa/℃

≈0.12

耐水压:测量范围

1.2

绝缘电阻亚博2021最新版-首页,    MΩ

≥50

 注:F.S表示满量程输出亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页;超量程为允许额定测量范围的1.2倍内亚博2021最新版-首页。


    频率模数F=Hz2×10-3亚博2021最新版-首页;F为频率模数值(Hz^2/1000亚博2021最新版-首页;例:4593.7F=2143.3Hz^2/1000

    1米水柱 = 9.81 KPa亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页;例:监测库水位在30米范围,建议选择0~400kpa测量范围亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。

    1000Kpa=1Mkpa亚博2021最新版-首页;例:设计监测范围为1Mkpa,即为0~1000kpa亚博2021最新版-首页。

  3结构及工作原理

  3.1结构

  VWPK型振弦式孔隙水压力计由透水板、感应膜亚博2021最新版-首页、密封壳体,信号传输电缆亚博2021最新版-首页、振弦及激振电磁圈等组成亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。

  3.2工作原理

  当被测水压荷载作用在孔隙水压力计上,将引起弹性膜板的变形,其变形带动振弦转变成振弦应力的变化亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,从而改变振弦的振动频率。振动频率的平方(频率模数)正比于作用在膜片上的压力亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,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亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,即可测出水荷载的压力值亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。同时可同步测出埋设点的温度值亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。

  3.3计算方法:

  a)当外界温度恒定亚博2021最新版-首页,孔隙水压力计仅受到渗透(孔隙)水压力时亚博2021最新版-首页,其压力值P与输出的频率模数F具有如下线性关系:

              P = kF

            F = F0 - F

  式中:k — 孔隙水压力计的测量灵敏度(压力量的最小读数)亚博2021最新版-首页,单位为KPa/F 亚博2021最新版-首页;

    F — 孔隙水压力计基准值相对于实时测量值的变化量亚博2021最新版-首页,单位为F亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页;

      F — 孔隙水压力计的实时测量值亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,单位为F亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页;

     F0 — 孔隙水压力计的基准值,单位为F。

  b)当作用在孔隙水压力计上的渗透(孔隙)水压力恒定时亚博2021最新版-首页,而温度增加T,此时孔隙水压力计有一个输出量F′亚博2021最新版-首页,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亚博2021最新版-首页。

    实验可知F′T具有如下线性关系:

             P′= kF′+bT = 0

           kF′= -bT

            T = T - T0

  式中: b — 孔隙水压力计的温度修正系数亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,单位为KPa /亚博2021最新版-首页;

    T — 温度实时测量值相对于基准值的变化量亚博2021最新版-首页,单位为;

      T — 温度的实时测量值,单位为亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页;

      T0 — 温度的基准值亚博2021最新版-首页,单位为亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。

  c)当孔隙水压力计受到渗透(孔隙)水压力和温度的双重作用时亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,若大气压力有较大变化时,应予以修正?亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页?紫端沽频囊话慵扑愎轿?span>

       Pm = kF + bT = k (F0 - F) + b (T - T0)+ (Q0-Q)

  式中:Pm — 被测渗透(孔隙)水压力量,单位为KPa亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页;

       Q0— 大气压力测量基准值亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,单位为KPa亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页;

       Q — 大气压力实时测量值亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,单位为KPa亚博2021最新版-首页。

  注:a)压强与水压对比

     1米水柱 = 9.81 KPa = 0.00981 Mpa。

    b)基准值

  孔隙水压力计安装定位后应及时测量仪器的基准值亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,孔隙水压力计测量并计算出的水压力量是一个相对基准值的变化量亚博2021最新版-首页,所以基准值取的准确与否亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,将直接影响到测值的准确性亚博2021最新版-首页。

  仪器安装完成后亚博2021最新版-首页,在无外荷载及混凝土水化热结束的情况下亚博2021最新版-首页,可进行基准值的测试(测试基准值应在无压和恒温的状态下亚博2021最新版-首页,如早晨测值比较稳定)亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。记录孔隙水压力计不同日三次以上的测值(频率和温度)亚博2021最新版-首页,如果多次测值基本相同(误差≤0.5F.S),此测值可作为基准值亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。

  基准值是作为一个归0的读数值亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,这个数据用于后期数据处理(除非监测相对压力)??紫端沽朴糜诩嗖馑皇?,应将孔隙水压力计在空气中获取的读数作为0读数(基准值)亚博2021最新版-首页,但要注意温度平衡过程亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。

    c)温度修正

  为消除温度变化对仪器测量精度的影响,在仪器内部设置了一个3KΩ的热敏电阻亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,通过温度修正亚博2021最新版-首页,提高测量仪器精度。

    d)大气压力修正

  每次孔隙水压力计读数时亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,应同时读取记录气压亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页;用气压传感器实时测量气压亚博2021最新版-首页,进行修正亚博2021最新版-首页。

  如测压管或井、孔等已密封情况下亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,大气压对孔隙水压力计的影响可能很少亚博2021最新版-首页,建议此类情况下不用大气压修正。

  大气压修正亚博2021最新版-首页,一般情况下在大气压变化较大的区域亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,应予以修正。

4.1.2.4在坝基深孔内埋设(附图1)
在坝基深孔内埋设孔隙水压力计时亚博2021最新版-首页,深孔直径不小于100mm亚博2021最新版-首页,埋设前测量好孔深亚博2021最新版-首页,并清理钻孔亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,清理深度至少比要求的孔隙水压力计埋设高程深0.4米。安装埋设前亚博2021最新版-首页,先将仪器装入能放入钻孔内的沙包中亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,包中装粗砂亚博2021最新版-首页?;蛘哂猛凉げ及】紫端沽?。
向孔底倒入40cm厚的级配砂,然后将装有孔隙水压力计的砂包吊入孔底。如孔太深亚博2021最新版-首页,砂包及电缆自重超过电缆强度时亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,可用钢丝吊住孔隙水压力计的尾部横孔,并把电缆绑在钢丝上进行吊装亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,这样可以避免电缆损坏。
仪器吊装好后对仪器进行读数以确定孔隙水压力计是否完好的亚博2021最新版-首页,此后填入40cm厚的中粗砂亚博2021最新版-首页,然后向孔内灌水亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,使观测段饱和亚博2021最新版-首页,再填入20cm厚细砂亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,余下孔段灌注水泥沙浆亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。
如果需要分层观测渗透水压力时亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,可在一个孔内埋设多支孔隙水压力计,埋设方法则是逐级重复上述整个过程亚博2021最新版-首页,只要注意做好相邻孔隙水压力计之间的封闭隔离既可亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。
如观测某一点的渗透水压力时亚博2021最新版-首页,应将孔隙水压力计封闭在不大于0.5m的钻孔渗水段内。
如钻孔岩体渗透系数很小时亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,孔隙水压力计应埋在体积较小的集水孔段内亚博2021最新版-首页。
4.2孔隙水压力计在土石坝中的安装埋设


4.2.1已建工程的安装埋设
在坝基深部亚博2021最新版-首页、边坡、运行期建筑物等已建工程渗压力计的埋设(渗透水压力监测),应采用钻孔埋设法。钻孔孔径,依该孔中埋设的仪器数量而定亚博2021最新版-首页,仪器越多孔径越大亚博2021最新版-首页,一般采用¢100~150mm的孔径亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。钻孔孔深要比孔隙水压力计设计埋设高程深40cm以上。
岩体钻孔应做压水试验亚博2021最新版-首页,钻孔位置应根据地质条件和压水试验结果确定亚博2021最新版-首页。
成孔后测量好孔深,在孔底铺设20cm~40cm厚的中粗砂至仪器埋设高程亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,砾石直径一般在10mm~20mm亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。
如孔太深,为防止沙包及电缆线自身过重受损亚博2021最新版-首页,可用钢丝吊住沙包亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,并把电缆线用塑料扎带扎在钢丝上亚博2021最新版-首页。
经检验合格后亚博2021最新版-首页,在其上填20~40cm中粗砂亚博2021最新版-首页,并使之饱和亚博2021最新版-首页,再填入10~20cm细砂亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,最后在余孔段灌入水泥膨润土球或预缩水泥砂浆亚博2021最新版-首页。
在钻孔内埋设多个孔隙水压力计,实现渗透压力的分层监测,方法同上亚博2021最新版-首页,但要做好相邻孔隙水压力计之间的封闭隔离亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。
当设计为监测建筑物或基础深层的渗透点压力时亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,应将孔隙水压力计封闭在不大于50cm的钻孔渗水段内亚博2021最新版-首页。
当钻孔岩体的渗透系数很小时亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页,孔隙水压力计应埋设在体积较大的集水孔段内亚博2021最新版-首页。
孔隙水压力计埋设与封孔过程中亚博2021最新版-首页,应随时进行检测,严禁施工中损坏传感器和观测电缆,一旦发现异常现象亚博2021最新版-首页,必须及时处理或重新埋设亚博2021最新版-首页亚博2021最新版-首页。













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