多向应变计

1、用途

GR-YBSX多向应变计组适用于长期埋设在水工结构物或其它混凝土结构物内，测量结构物内部各个方向上的应变量，并可同步测量埋设点的温度。振弦式应变计有智能识别功能。有两向，三向，四向，五向等应变计组，可以根据工地具体需求定做。

2、规格和技术参数

注：频率模数F=Hz2×10-3

3、结构及工作原理

3.1、结构

  GR-YBSX振弦式应变计组由若干支应变计、安装支杆和支座等组成。

3.2、工作原理

当被测结构物内部的应力发生变化时，应变计同步感受变形，变形通过前、后端座传递给振弦转变成振弦应力的变化，从而改变振弦的振动频率。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，即可测出被测结构物内部各个方向上的应变量。同时可同步测出埋设点的温度值。

3.3、计算方法

  a)、当外界温度恒定应变计仅受到轴向变形时，其应变量ε与输出的频率模数△F具有如下线性关系：

ε= k△F

△F = F - F0

式中： k — 应变计的测量灵敏度，单位为10-6/F；

△F — 应变计实时测量值相对于基准值的变化量，单位为F；

F — 应变计的实时测量值，单位为F；

F0 — 应变计的基准值，单位为F。

   b)、当应变计不受外力作用时(仪器两端标距不变)，而温度增加△T时，应变计有一个输出量△F´，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。

   c)、埋设在水工结构物或其它混凝土结构物中的应变计，受到的是变形和温度的双重作用，此时的温度修正系数应为应变计的温度修正系数与被测结构物的线膨胀系数之差，因此应变计一般计算公式为：

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

式中：εm — 被测结构物的应变量，单位为10-6；

α— 被测结构物的线膨胀系数，单位为10-6／℃。

4、埋设与安装

混凝土内部应变计组的安装需要专用的安装附件和配件，将多支应变计按设计要求的数量和方向固定在支座支杆上，在浇注混凝土过程中要保证仪器始终保持正确的位置和方向，仪器观测电缆要集中走线和埋设。步骤如下：

4.1、造坑

  方法一：施工中当混凝土浇筑达到设计埋设应变计组的高程后，根据应变计组的埋设位置，挖一个深0.6米，1.2米左右见方的坑，剔除大于8cm的骨料，底部平整出一个混凝土基座面，然后将应变计组安装支座的定位锚杆事先预埋好。

方法二：施工中当浇筑离设计埋设应变计组的高程相差0.2m左右时，在埋设仪器的位置做厚为200mm的混凝土基座面，用一无底轻型木板箱（1.2米×1.2米×0.6米），框住应变计组的埋设位置，将装上应变计支座的定位杆固定插入设计位置上。然后在该木板箱周围浇筑混凝土，并随混凝土的升高而逐渐提升木板箱，直至浇筑层达到浇筑高程后取出木板箱。

4.2、安装支座支杆和传感器

  安装应变计组的支座前应先固定定位杆，预埋锚杆的作用是固定支座的位置和方向，支座支杆的作用是固定传感器的位置和方向。支杆的数量和位置以及方向按设计要求安装和调整，随后将应变计按设计编号的顺序安装在支杆上，应变计安装要牢靠，在安装应变计时应手握传感器前端法兰盘旋转，切不可手握传感器其它部位用力旋转。

  如果应变计的观测电缆已事先接长，应将仪器电缆集中成束放置于坑口附近的胶合板平台上，将应变计组的各支传感器依次安装在各受力方向的支座支杆上。集中将电缆按设计走向引出布置。

  安装埋设时要求使用必要的工具和量具校正应变计组支座支杆的方向和水平度，保证仪器安装角度误差不得超过设计要求的±1°。

4.3、传感器的埋设

应变计组安装完成后要及时核实每支传感器是否仍能正常工作，如有损坏应及时更换。当观测电缆引出布置好后，先用手工将混凝土回填到仪器的周围并仔细捣实，回填时应及时校正仪器的位置和方向，回填混凝土直至略高出坑口后即完成埋设。将安装埋设区安放保护标记，直到混凝土凝固后才能撤除，以防应变计组人为扰动。

4.4、埋后工作

集中理顺应变计组的观测电缆按规定的走向埋设，并作好电缆的保护。 应变计组安装就位后应及时测量仪器初值，并按要求定时测读应变计的读数，待混凝土初凝并水化热结束后，才可采集测读基准读数。根据仪器编号和设计编号作好记录并存档， 严格保护好仪器的引出电缆。