WLD-1型鋼絲水平位移計適用于長期觀測土石壩、面板堆石壩中、土堤、邊坡等土體內部的位移,是了解被測物體穩定性的有效監測設備。
埋設于堆石體中的錨固點在水平方向上發生位移,則通過一端固定在錨固板上的銦鋼絲(或鋼纜)傳遞給位移傳感器,從而得到測處的水平位移。在同一高程同一斷面處布置多個相同的測點,即可得到多個點的水平位移。
本使用說明僅適用于本公司生產的WLD-1型鋼絲水平位移計(引張線式水平位移計)。
一、用途
WLD-1型鋼絲水平位移計(引張線式水平位移計)用于長期觀測土石壩、混凝土面板壩、土堤、邊坡等壩體內部土體的位移,是了解被測物體穩定性的有效監測設備。
WLD-1型鋼絲水平位移計(引張線式水平位移計)可單獨安裝,亦可與WLS-1型水管式沉降儀聯合安裝進行觀測。WLD-1型鋼絲水平位移計(引張線式水平位移計)采用人工觀測和自動化監測兩種方式,具有結構簡單、性能穩定、工作可靠、經久耐用等優點,有效地反映土石壩壩體內部垂直變形情況。
二、規格及主要技術參數
規 格 代 號
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WLD-1
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WLD-2
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測點數量
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1~5點(根據設計要求測點數量確定)
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管線長度,m
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10~200
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10~200
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測量范圍,mm
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300~1000
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300~1000
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最小讀數,mm
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≤0.05
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0.05%FS
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測量精度,mm/m
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±2/100
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0.2%FS
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鋼絲直徑,mm
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2
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2
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工作環境,℃
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-10℃~80℃
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三、結構及工作原理
1.結構
WLD-1型鋼絲水平位移計(引張線式水平位移計)由錨固板,銦合金鋼絲、分線盤、保護鋼管、伸縮接頭、測量架、配重機構、升降部件、讀數游標卡尺、位移計及自動化控制設備等組成。
2.工作原理
當被測結構物發生變形時將會帶動錨固板移動,通過固定在錨固板上的鋼絲卡頭傳遞給鋼絲,鋼絲再帶動讀數游標卡尺上的游標,用目測方式很方便地將位移數據讀出。測點的位移量等于實時測量值與初始值之差,再加上觀測房內固定標點的相對位移量。觀測房內固定標點的位移量由視準線測出。
3.計算方法:
a.當外界溫度恒定、觀測房內固定標點沒有位移時,位移計與被測結構物的變形具有如下線性關系:
L= △d
△d=d-d0
式中: L—位移計的相對位移量,單位為mm;
△d-位移計的位移相對于基準值的變化量,單位為mm;
d—位移計的實時測量值,單位為mm;
d0—位移計的基準值(初始測量值),單位為mm。
b.當被測結構物沒有發生變形時,而溫度增加△T,將會引起鋼絲的變形并產生測值的變化,這個測值僅僅是由溫度變化而造成的,因此在計算時應給以扣除。
實驗可知△d′與△T具有如下線性關系:
L′=△d′- bh△T=0
△d′= bh△T
△T = T-To
式中: b—位移計銦合金鋼絲的線膨脹系數≈0.8~1.35×10-6,單位為10-6/℃;
△T—溫度相對于基準值的變化量,單位為℃;
T—溫度的實時測量值,單位為℃;
To—溫度的基準值(初始測量值),單位為℃;
?。琛灰朴嬩摻z的有效安裝長度,單位為mm。
c.埋設在壩體內的位移計,受到的是位移和溫度的雙重作用,同時要累加上觀測房內固定標點的相對位移量。因此,位移計的一般計算公式為:
?。?sub>m=△d- bh△T+△D
△D=D-Do
式中:Lm—被測結構物的位移量,單位為mm;
△D-觀測房內固定標點相對于基準值的變化量,單位為mm;
D—觀測房內固定標點的實時測量值,單位為mm;
Do—觀測房內固定標點的基準值(初始測量值),單位為mm。
4埋設與安裝
鋼絲水平位移計(張線式水平位移計)埋設是與壩體填筑同時進行的,如何做到互不干擾,既不影響大壩填筑進度、質量,又確保埋設安裝質量,選擇合理的施工方法,精心組織施工是十分重要的。
建議采用分段埋設施工方法:先埋設壩軸線下游側的點,大壩施工機械則從壩軸線上游側通過,埋設剖面兩邊的壩體仍可正常施工。
壩軸線下游側張線式埋設設安裝后,即對壩軸線上側的張線式進行埋設。
在現場安裝張線式過程中,應日夜有人保管設備防止丟失;對已埋設備沿未埋筑到正常施工的埋設部分,應設立警戒線,禁止施工機械通過。
WLD-1型鋼絲水平位移計的埋設方法有三種:一種為挖溝槽埋設方法(壩體內);另一種為不挖溝槽埋設方法(壩體表面);前兩種方式綜合的溝槽混合法。
4 .1埋設方法
4.1.1 溝式法
當壩面填筑到埋設高程以上0.8-1.2m 時,在粗粒料壩體中挖深到埋設高程以下30cm,用碎石料填平補齊壓實到埋設高程以下10-15cm;在細粒料壩體中挖深到埋設高程以下的10-15cm 時,應仔細操作,避免超挖,整平壓實基床,壓實密度應與周圍填筑的壩體相同。溝的底寬應大于壓實機具的寬度。

4.1.2.定位與基床平整
WLD-1型鋼絲水平位移計采用溝槽埋設方法為(壩體內):在壩面填筑到測點設計高程以上約80Cm時,開挖至埋設高程以下30 Cm,開始平整基床做埋設前準備。不挖溝槽埋設方法為(壩體表面):在壩面填筑到測點設計高程以下30 Cm時,開始平整基床做埋設準備。
當按設計要求選擇好埋設管線位置后,應精心平整基床,在細粒料壩體中,整平壓實達埋設高程;在粗粒料壩體中,應以反濾層做基礎填平,人工壓實到埋設高程,壓實度應與周圍的壩體相同。整平后的基床不平整度應不大于±5mm。
4.1.3.位移計的安裝
a.定位
將測量架安置在觀測房內的設計位置上,使測量標尺方向對準埋設管路的預留孔。從觀測房的預留孔開始排列保護鋼管,并使保護鋼管伸進房內距離測量標尺前端約20 Cm。
b.排列保護鋼管
排列保護鋼管時,二段鋼管在伸縮接頭中應相隔約30 Cm,在伸縮接頭中安裝分線盤及相應的配套零件。當排列到設計測點時,應增加安裝錨固板及對應編號的分線盤和鋼絲夾頭。以此法安裝至最后一個測點。
c.排放鋼絲
鋼絲排放時應先檢查鋼絲質量,鋼絲外表不應有傷痕、折彎、縮徑及其它缺陷。在鋼絲排放過程中不得使其扭轉和受傷,在施放時應用專用的引線器牽引。
將鋼絲固定于引線器上,利用引線器使鋼絲穿過保護鋼管、擋泥圈、伸縮接頭(甲)、錨固板、伸縮接頭(乙)…,當鋼絲到達測點位置時在分線盤(測點)上安裝鋼絲夾頭,將鋼絲夾死并使余頭再用壓板固定在分線盤上。
b.伸縮接頭安裝
伸縮接頭中要安裝分線盤及軸承,在測點位置兩伸縮接頭之間安裝錨固板。伸縮接頭上的紅線標記應向上,以保證鋼絲在伸縮接頭中處于水平位置。
d.管線調整
管線定位后要調整其水平度和直線度,可用拉緊的鋼絲作準線將管線理直。水平度和直線度均應在±5mm范圍內。管線調整完成后即將所有螺釘緊定死,不得有絲毫的松動。
e.測量架安裝
管線調整完成后即可以進行測量架安裝。先將測量架固定在已澆注好并已凝固的混凝土臺上,用膨脹螺釘固定測量架。測量架底框下的混凝土臺座可低于底框,為擴大位移范圍預留。然后將鋼絲經尺架繞在砝碼盤的小盤上,并用壓線板將鋼絲固定在砝碼盤的小盤上。吊重鋼絲繩繞在砝碼盤的大盤上,并用壓線板將鋼絲繩固定在砝碼盤的大盤上。鋼絲和鋼絲繩在大、小盤上應各繞三圈。測尺安裝好后,即可檢查鋼絲的聯動是否正常,并可進行初步的測試。
f.澆筑與回填
首先對各個安裝環節進行全面檢查,再進行一次初步的測試,確認合格后可進行回填?;靥畹牟襟E是:首先在錨固板埋設處也就是測點處,立模澆一個能全包住錨固板的鋼筋混凝土的塊體。塊體尺寸應能將錨固板及兩端法蘭盤全部包進塊體內,并搗實。施工中應防止混凝土沙漿進入伸縮接頭與保護鋼管之間的縫隙,否則將會影響伸縮接頭的滑動?;炷翂K體拆模后,即可進行管線四周回填。管線四周回填應十分仔細,必須壓實到與四周壩體相同的密度,在壓實中要防止沖擊保護鋼管?;靥顟捎迷瓑瘟?,靠近儀器周圍應用細粒料填充密實。當回填超過儀器頂面1.8m,即可進行大壩的正常施工的填筑。
g.試測
一切安裝正常后,即可進行試測。試測先在砝碼盤的大盤上吊重60Kg的砝碼,對鋼絲進行預拉直(此工作亦可在回填前進行),24小時后改為正常測試的吊重45Kg的砝碼。反復多次的加卸荷測試讀數值,其重復讀數小于2mm,即可認為安裝完成
4.1.4. 測量
鋼絲位移計的鋼絲不應長期承受荷載,否則鋼絲會產生疲勞變形。每次測量完成后,即應取下部分砝碼,留10~20Kg砝碼在砝碼盤上,正常測試的吊重砝碼應為45Kg。增減砝碼應輕拿輕放,不得沖擊鋼絲。
4.1.5. 其他注意事項
應定期用視準線測量鋼絲位移計測架所在標點的位移量。測量時給每個測點加砝碼至45Kg,加砝碼30分鐘后(測值穩定)方可開始讀數。每隔15分鐘讀數一次,最后二次讀數一致即為測量的真值。讀數可精確到0.05mm。



