多向應變計

1、用途

GR-YBSX多向應變計組適用于長期埋設在水工結構物或其它混凝土結構物內，測量結構物內部各個方向上的應變量，并可同步測量埋設點的溫度。振弦式應變計有智能識別功能。有兩向，三向，四向，五向等應變計組，可以根據工地具體需求定做。

2、規格和技術參數

注：頻率模數F=Hz2×10-3

3、結構及工作原理

3.1、結構

  GR-YBSX振弦式應變計組由若干支應變計、安裝支桿和支座等組成。

3.2、工作原理

當被測結構物內部的應力發生變化時，應變計同步感受變形，變形通過前、后端座傳遞給振弦轉變成振弦應力的變化，從而改變振弦的振動頻率。電磁線圈激振振弦并測量其振動頻率，頻率信號經電纜傳輸至讀數裝置，即可測出被測結構物內部各個方向上的應變量。同時可同步測出埋設點的溫度值。

3.3、計算方法

  a)、當外界溫度恒定應變計僅受到軸向變形時，其應變量ε與輸出的頻率模數△F具有如下線性關系：

ε= k△F

△F = F - F0

式中： k — 應變計的測量靈敏度，單位為10-6/F；

△F — 應變計實時測量值相對于基準值的變化量，單位為F；

F — 應變計的實時測量值，單位為F；

F0 — 應變計的基準值，單位為F。

   b)、當應變計不受外力作用時(儀器兩端標距不變)，而溫度增加△T時，應變計有一個輸出量△F′，這個輸出量僅僅是由溫度變化而造成的，因此在計算時

應給以扣除。

   c)、埋設在水工結構物或其它混凝土結構物中的應變計，受到的是變形和溫度的雙重作用，此時的溫度修正系數應為應變計的溫度修正系數與被測結構物的線膨脹系數之差，因此應變計一般計算公式為：

εm = k△F + b′△T = k (F - F0)+ (b -α)(T - T0)

式中：εm — 被測結構物的應變量，單位為10-6；

α— 被測結構物的線膨脹系數，單位為10-6／℃。

4、埋設與安裝

混凝土內部應變計組的安裝需要專用的安裝附件和配件，將多支應變計按設計要求的數量和方向固定在支座支桿上，在澆注混凝土過程中要保證儀器始終保持正確的位置和方向，儀器觀測電纜要集中走線和埋設。步驟如下：

4.1、造坑

  方法一：施工中當混凝土澆筑達到設計埋設應變計組的高程后，根據應變計組的埋設位置，挖一個深0.6米，1.2米左右見方的坑，剔除大于8cm的骨料，底部平整出一個混凝土基座面，然后將應變計組安裝支座的定位錨桿事先預埋好。

方法二：施工中當澆筑離設計埋設應變計組的高程相差0.2m左右時，在埋設儀器的位置做厚為200mm的混凝土基座面，用一無底輕型木板箱（1.2米×1.2米×0.6米），框住應變計組的埋設位置，將裝上應變計支座的定位桿固定插入設計位置上。然后在該木板箱周圍澆筑混凝土，并隨混凝土的升高而逐漸提升木板箱，直至澆筑層達到澆筑高程后取出木板箱。

4.2、安裝支座支桿和傳感器

  安裝應變計組的支座前應先固定定位桿，預埋錨桿的作用是固定支座的位置和方向，支座支桿的作用是固定傳感器的位置和方向。支桿的數量和位置以及方向按設計要求安裝和調整，隨后將應變計按設計編號的順序安裝在支桿上，應變計安裝要牢靠，在安裝應變計時應手握傳感器前端法蘭盤旋轉，切不可手握傳感器其它部位用力旋轉。

  如果應變計的觀測電纜已事先接長，應將儀器電纜集中成束放置于坑口附近的膠合板平臺上，將應變計組的各支傳感器依次安裝在各受力方向的支座支桿上。集中將電纜按設計走向引出布置。

  安裝埋設時要求使用必要的工具和量具校正應變計組支座支桿的方向和水平度，保證儀器安裝角度誤差不得超過設計要求的±1°。

4.3、傳感器的埋設

應變計組安裝完成后要及時核實每支傳感器是否仍能正常工作，如有損壞應及時更換。當觀測電纜引出布置好后，先用手工將混凝土回填到儀器的周圍并仔細搗實，回填時應及時校正儀器的位置和方向，回填混凝土直至略高出坑口后即完成埋設。將安裝埋設區安放保護標記，直到混凝土凝固后才能撤除，以防應變計組人為擾動。

4.4、埋后工作

集中理順應變計組的觀測電纜按規定的走向埋設，并作好電纜的保護。 應變計組安裝就位后應及時測量儀器初值，并按要求定時測讀應變計的讀數，待混凝土初凝并水化熱結束后，才可采集測讀基準讀數。根據儀器編號和設計編號作好記錄并存檔， 嚴格保護好儀器的引出電纜。