1 用途
VWD-D型振弦式土體沉降計(jì)適用于測(cè)量土石壩、邊坡、地基等構(gòu)筑體或其它回填土體的沉降變形，并可同步測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)的溫度。
振弦式土體沉降計(jì)的傳感器采用的是 VWJD 型振弦式位移計(jì)，由其加裝配套附件而組成。振弦式位移計(jì)有溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能，經(jīng)試驗(yàn)溫度修正系數(shù)甚小，使用中不需要溫度修正。振弦式土體沉降計(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) | VWD-100D | VWD-150D | VWD-200D | VWD-250D |
| 測(cè)量范圍： | 0mm～100mm | 0mm～150mm m | 0mm～200mm | 0mm～250m |
| 靈敏度k： | ≤0.04mm／F | ≤0.06mm／F | ≤0.08mm／F | ≤0.10mm／F |
| 測(cè)量精度： | ±0.1% F.S | ±0.1% F.S | ±0.1% F.S | ±0.1% F.S |
| 溫度測(cè)量范圍： | -20℃～+120℃ | -20℃～+120℃ | -20℃～+120℃ | -20℃～+120℃ |
| 靈敏度： | ±0.5 ℃ | ±0.5 ℃ | ±0.5 ℃ | ±0.5 ℃ |
| 儀器標(biāo)距： | 1m～50m可選 | |||
| 沉降盤(pán)尺寸： | 150×150 mm~300×300 mm | |||
| 耐水壓： | ≥1 MPa | ≥1 MPa | ≥1 MPa | ≥1 MPa |
| 絕緣電阻： | ≥50 MΩ | ≥50 MΩ | ≥50 MΩ | ≥50 MΩ |
3 結(jié)構(gòu)及工作原理
3.1 結(jié)構(gòu)
VWD-D型振弦式土體沉降計(jì)由沉降盤(pán)、位移計(jì)、位移計(jì)固定座、位移計(jì)定位桿、位移計(jì)護(hù)管、萬(wàn)向節(jié)、測(cè)桿、測(cè)桿接頭、測(cè)桿護(hù)管、護(hù)管轉(zhuǎn)接頭、護(hù)管接頭、護(hù)管封頭、土體錨頭、觀測(cè)電纜等組成。
3.2 工作原理
當(dāng)被測(cè)土體發(fā)生沉降時(shí)沉降盤(pán)一起沉降并帶動(dòng)位移計(jì)滑動(dòng)測(cè)桿，滑動(dòng)測(cè)桿連接振弦，其移動(dòng)使振弦的應(yīng)力發(fā)生變化，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)土體的沉降量。沉降計(jì)同時(shí)可同步測(cè)出埋設(shè)點(diǎn)的溫度值。
3.3 沉降計(jì)算方法
當(dāng)外界土體發(fā)生沉降時(shí)沉降計(jì)受到軸向變形，其位移量 L 與輸出的頻率模數(shù)△F 具有如下線性關(guān)系：
L= k△F=k(F–F0)
式中： L — 沉降計(jì)的測(cè)量值，單位為 mm；
k — 沉降計(jì)的測(cè)量靈敏度，單位為 mm/F；
△F — 沉降計(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 — 沉降計(jì)的實(shí)時(shí)測(cè)量值，單位為 F；
F0 — 沉降計(jì)的基準(zhǔn)值，單位為 F。
注：VWD-D型振弦式土體沉降計(jì)中的位移計(jì)具有溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得其溫度修正系數(shù)小于最小讀數(shù)，實(shí)際使用中不需要溫度修正。其計(jì)算結(jié)果為負(fù)值時(shí)表示沉降(壓縮) ，反之表示抬升。
4 安裝與埋設(shè)
4.1 現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)
現(xiàn)場(chǎng)安裝儀器前要先用 VW-102讀數(shù)儀檢查確認(rèn)沉降計(jì)是否完好，將讀數(shù)儀連接好沉降計(jì)后開(kāi)機(jī)讀數(shù)，沉降計(jì)的滑動(dòng)測(cè)桿從零位拉出到不同的位置，其讀數(shù)應(yīng)在 1000F～8000F 之間，讀數(shù)波動(dòng)范圍應(yīng)穩(wěn)定在±2F，
4.2 安裝與埋設(shè)
土體沉降計(jì)通常安裝埋設(shè)在鉆孔中，但也可以在填筑過(guò)程中逐節(jié)安裝。為保證較高的安裝質(zhì)量，應(yīng)優(yōu)先采用鉆孔安裝埋設(shè)。
4.2.1 鉆孔
土體沉降計(jì)可安裝在最小直徑為 75mm 的鉆孔中，為方便回填原土料，推薦的鉆孔直徑≥90mm。鉆孔完成后，建議使用合適的工具或設(shè)備將孔底振搗密實(shí)(高程錨固點(diǎn)應(yīng)是穩(wěn)定參考點(diǎn))，以利于在孔底灌注水泥砂漿固結(jié)沉降計(jì)的錨頭。
4.2.2 儀器的組裝
埋設(shè)前請(qǐng)熟悉土體沉降計(jì)的結(jié)構(gòu)、各部件的功能及安裝方法、確定組裝和埋設(shè)步驟方案。首先應(yīng)確定沉降計(jì)的安裝深度(或高程)，根據(jù)儀器標(biāo)距配置測(cè)桿和測(cè)桿護(hù)管的數(shù)量和總長(zhǎng)度，儀器的組裝通常在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。
具體組裝和埋設(shè)步驟如下：
4.2.2.1 首先根據(jù)埋設(shè)深度的距離計(jì)算所配測(cè)桿和護(hù)管的長(zhǎng)度和數(shù)量，配置時(shí)應(yīng)根據(jù)使用傳感器的長(zhǎng)度和所配測(cè)桿的規(guī)格計(jì)算出所需全絲桿(調(diào)節(jié)測(cè)桿總長(zhǎng)度用)的長(zhǎng)度，然后根據(jù)測(cè)桿的長(zhǎng)度配置測(cè)桿護(hù)管的長(zhǎng)度和數(shù)量。測(cè)桿護(hù)管的連接長(zhǎng)度≤測(cè)桿的長(zhǎng)度。
測(cè)桿分為 1.5 米、1 米、0.5 米三種規(guī)格，不能隨意截?cái)?截?cái)嗪鬅o(wú)法連接)；全絲桿可隨意截?cái)啵挥绊戇B接；護(hù)管分為 1.5 米、1 米、0.5 米三種規(guī)格可隨意截取，不影響連接。
4.2.2.2 將底部的土體錨頭與測(cè)桿接頭連接后，安裝根測(cè)桿和節(jié)測(cè)桿護(hù)管，然后將錨頭底部的吊環(huán)栓上細(xì)尼龍繩(￠4mm 左右)以防滑落。
4.2.2.3 使用配套的測(cè)桿接頭和護(hù)管接頭依次連接后面的測(cè)桿和護(hù)管直至預(yù)定的長(zhǎng)度。測(cè)桿與測(cè)桿的連接使用測(cè)桿接頭，護(hù)管與護(hù)管的連接使用護(hù)管接頭。錨頭、測(cè)桿連接均采用螺紋連接，連接時(shí)要擰緊，為了防止松動(dòng)接頭處可涂抹少量粘合劑(見(jiàn)下圖 3)。 4.2.2.4 在安裝過(guò)程中一直保持尼龍繩承重，以防土體沉降計(jì)不慎滑入孔中。
4.2.2.5 當(dāng)測(cè)桿和護(hù)管連接確認(rèn)達(dá)到設(shè)定的長(zhǎng)度后，連接全絲桿，將位移計(jì)用萬(wàn)向節(jié)與全絲桿連接；將位移計(jì)護(hù)管穿過(guò)位移計(jì)，一頭利用護(hù)管轉(zhuǎn)接頭與測(cè)桿護(hù)管連接，連接后兩護(hù)管之間應(yīng)能相互滑動(dòng)(見(jiàn)下圖 5)，另一頭安裝位移計(jì)固定座后與其連接(螺紋連接)；再將位移計(jì)定位桿與位移計(jì)連接，最后安裝沉降盤(pán)。
4.2.3 鉆孔回填
安裝沉降盤(pán)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行錨頭的固定和鉆孔回填，其推薦方法如下供參考，實(shí)際操作時(shí)以現(xiàn)場(chǎng)工程師指導(dǎo)的方法及回填料為準(zhǔn)。
方法 1：底部錨頭固定可采用事先將孔底注入一定量較稀的水泥砂漿，當(dāng)土體沉降計(jì)下放到此時(shí)直接將錨頭推入砂漿錨固，該方法僅適合安裝速度較快的操作或孔深小于 5m 的操作。鉆孔回填使用水泥膨潤(rùn)土混合料進(jìn)行回填，水泥膨潤(rùn)土的混合比為 2:1～1:2(僅供參考，請(qǐng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)密實(shí)度確定)。使用水泥膨潤(rùn)土的好處是，回填料即有一定的強(qiáng)度，又能保持其揉性，通過(guò)試驗(yàn)取得適當(dāng)?shù)募?jí)配后，漿料的強(qiáng)度甚至可以接近或達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)土體夯實(shí)后的強(qiáng)度。
方法 2：土體沉降計(jì)下放入孔時(shí)，同時(shí)綁扎一根灌漿管直達(dá)鉆孔底部，當(dāng)全部組件就位后，使用灌漿設(shè)備對(duì)錨頭處灌漿，灌漿量應(yīng)保證在淹沒(méi)整個(gè)錨頭以上，錨頭固結(jié)后對(duì)孔內(nèi)用原土料回填。 
