無(wú)應(yīng)力計(jì)
一、用途
GR-WYLB無(wú)應(yīng)力計(jì)適用于*埋設(shè)在水工結(jié)構(gòu)物或其它混凝土結(jié)構(gòu)物內(nèi)，測(cè)量結(jié)構(gòu)物內(nèi)部混凝土自身體積變化的應(yīng)變量，并可同步測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)的溫度。振弦式無(wú)應(yīng)力計(jì)由應(yīng)變計(jì)和無(wú)應(yīng)力桶組成，振弦式無(wú)應(yīng)變計(jì)具有智能識(shí)別功能。
二、規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)
標(biāo)距 L：150 mm
尺寸參數(shù) 、有效直徑：22mm、 22mm
端部直徑 D： mm 33 33
應(yīng)變測(cè) 拉伸：10-6 1500 1500
量范圍 壓縮：10-6 1500 1500
靈敏度 k： 10-6／F ≤0.5 ≤0.5
測(cè)量精度： F.S ±0.1% ±0.1%
性能參數(shù) 溫度測(cè)量范圍： ℃ -40～+150 - 40～+150
溫度測(cè)量精度： ℃ ±0.5 ±0.5
溫度修正系數(shù) b：10-6／℃ ≈13.5 ≈13.5
彈性模量 Eg： MPa 300～800 300～800
耐水壓： MPa ≥1 ≥1
絕緣電阻： MΩ ≥50 ≥50
注：頻率模數(shù) F=Hz2×10-3
三 、結(jié)構(gòu)及工作原理
3.1 結(jié)構(gòu)
無(wú)應(yīng)力計(jì)由應(yīng)變計(jì)、無(wú)應(yīng)力桶組成。無(wú)應(yīng)力桶是用薄鐵皮制做的雙層(夾層 8～10mm)有底無(wú)蓋的圓形桶或截頭錐形桶，該桶用來(lái)隔離應(yīng)變計(jì)所在的混凝土不受由外荷載引起的應(yīng)變影響，但能測(cè)量由于混凝土的自生體積變化而引起的應(yīng)變量。 外形尺寸：小口 110mm，大口 220mm，高度 320mm。
3.2 工作原理
當(dāng)被測(cè)結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的應(yīng)力發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)變計(jì)同步感受變形，變形通過(guò)前、后端座傳遞給振弦轉(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)部混凝土自身體積變化的應(yīng)變量。同時(shí)可同步測(cè)出埋設(shè)點(diǎn)的溫度值。
3.3 計(jì)算方法
a)、當(dāng)外界溫度恒定應(yīng)變計(jì)僅受到軸向變形時(shí)，其應(yīng)變量ε與輸出的頻率模數(shù)△F 具有如下線性關(guān)系：
ε= k△F
△F = F - F0
式中： k — 應(yīng)變計(jì)的測(cè)量靈敏度，單位為 10-6/F；
△F — 應(yīng)變計(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 — 應(yīng)變計(jì)的實(shí)時(shí)測(cè)量值，單位為 F；
F0 — 應(yīng)變計(jì)的基準(zhǔn)值，單位為 F。
b)、當(dāng)應(yīng)變計(jì)不受外力作用時(shí)(儀器兩端標(biāo)距不變)，而溫度增加△T 時(shí)，應(yīng)變計(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 具有下列線性關(guān)系：
ε´= b△F´+ b△T = 0
k△F´= -b△T
△T = T - T0
式中： b — 應(yīng)變計(jì)的溫度修正系數(shù)，單位為 10-6/℃；
△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)物中的應(yīng)變計(jì)，受到的是變形和溫度的雙重作用，此時(shí)的溫度修正系數(shù)應(yīng)為應(yīng)變計(jì)的溫度修正系數(shù)與被測(cè)結(jié)構(gòu)物的線膨脹系數(shù)之差，因此應(yīng)變計(jì)一般計(jì)算公式為：
εm = k△F + b′△T = k (F - F0)+ (b -α)(T - T0)
式中：εm — 被測(cè)結(jié)構(gòu)物的應(yīng)變量，單位為 10-6；
α— 被測(cè)結(jié)構(gòu)物的線膨脹系數(shù)，單位為 10-6／℃。
四 、埋設(shè)與安裝
4.1 、準(zhǔn)備
首先檢查應(yīng)變計(jì)是否完好，將儀器接上讀數(shù)儀，用手握住儀器兩頭的凸圓，輕輕從兩頭拉或壓看讀數(shù)儀測(cè)值是否正常。當(dāng)確認(rèn)應(yīng)變計(jì)完好后，將儀器電纜一頭向上裝在無(wú)應(yīng)力桶的中間，用無(wú)應(yīng)力桶上附帶的鐵絲梆扎牢靠。應(yīng)變計(jì)在無(wú)應(yīng)力桶中的位置上下﹑左右都應(yīng)居中。 裝好儀器后即可向桶內(nèi)澆滿混凝土, 人工振搗密實(shí)。 混凝土應(yīng)為無(wú)應(yīng)力計(jì)安裝部位的同標(biāo)號(hào)的混凝土及配比。無(wú)應(yīng)力計(jì)澆筑混凝土應(yīng)在安裝埋設(shè)就位前的 48 小時(shí)以上完成，使無(wú)應(yīng)力計(jì)在安裝時(shí)已經(jīng)初凝, 以使入倉(cāng)時(shí)的混凝土壓力及沖擊力對(duì)無(wú)應(yīng)力計(jì)影響甚小。
4.2 、安裝埋設(shè)
無(wú)應(yīng)力計(jì)澆筑混凝土 48 小時(shí)后，此時(shí)所填混凝土已初凝，再將無(wú)應(yīng)力計(jì)桶埋設(shè)在設(shè)計(jì)要求的測(cè)量點(diǎn)。 埋設(shè)時(shí)，應(yīng)將無(wú)應(yīng)力計(jì)桶的開(kāi)口向上或向下擺放(視被測(cè)結(jié)構(gòu)物而定)，四周澆筑混凝土。無(wú)應(yīng)力計(jì)位置靠近壩面時(shí)，應(yīng)盡量使無(wú)應(yīng)力計(jì)桶的軸線與等溫面垂直擺放。
