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土压力盒

土压力盒
  土压力盒是一种测量土压力的钢弦式传感器,适用各种条件下土体内部应力测量,用于路基、抗滑桩、挡土墙、遂道等工程土压力。可进行长期监测和自动化测量。其安装方式多样,通常在路基、桩等待测结构成型前预先埋设的方式;也有采用成型后再钻孔埋入的方式等。钢弦式土压力盒在常见的用于两个方面,一是在路基,主要用于测量土体的压力比及路基在动力荷载情况下土压力变化,另一个用在路堑边坡稳定性监测方面,在抗滑桩或桩板墙与山坡土体之间的侧压力,以及在路基正线上高填方并设置有下挡墙位置。

  二、主要技术指标
型号 量程(Mpa) 分辨率(Kpa) 精度(%FS) 外径尺寸(mm)
BD-TY01 0.1 0.1 ±0.5 120*25
BD-TY03 0.3 0.1
BD-TY06 0.6 0.1
BD-TY10 1 0.1
BD-TY20 2 0.1
使用环境温度:-20℃~+80℃    温度测量范围:-20℃~+80℃
工作电压 24V 工作电流 5mA
承受水压力 1.0Mpa
数据采集方式
序号 采集方式 所需设备
1 人工数据采集 通用读数仪YH50-A01
2 自动数据采集 可直接接入智能采集系统进行自动数据采集
  导线:采用六芯双绞屏蔽三防水工电缆线作为导线。线颜色为橙(+24V),红(+12V),黑(地线),绿(485通信B负“-”),白(485通信A正“+”)。

  三、工作原理
  土压力盒是振弦式传感器,振弦式传感器的敏感元件是一根金属钢弦,它与传感器受力部件连接固定,利用钢弦的自振频率与钢弦所受到的外加张力关系式测得的各种物理量。振弦式传感器的激振是由一个电磁线圈来完成,当激发脉冲输到磁芯线圈上,磁芯产生一个脉动磁场拨动钢弦,钢弦被拨动后产生一个衰减振荡,切割磁芯的磁力线在磁芯的输出端产生一个衰减正弦波。接受仪表测出此波的频率即为钢弦此刻的自振频率。

  四、安装方法
  1、安装前准备
  土压力盒埋设根据施工进度要及时进行安装。
  土压力盒安装前检查:首先,请仔细阅读土压力盒与测试仪说明书,了解土压力盒具体参数,熟悉测试仪使用操作;再将土压力盒与测试仪连接,测量检测土压力盒是否工作正常。检查土压力盒膜片及其导线长度、压力盒数量,确定压力盒及导线在运输过程中是否被破坏或丢失。
  2、(基底)土压力盒埋设、安装
  (1)埋设时间确定:一般在原地基上部填筑垫层30cm以上,选择无雨、雪天气进行开挖埋设。
  (2)布点:一般软基处理,土压力盒安装于桩顶及桩间地基土顶面,根据实验设计方案,进行测量确定好桩位及桩间土压力盒埋设位置。
  (3)装前辅助工作:根据布点位置,用人工开挖找出主测桩头,保证桩头平整。在桩间土压力盒埋设位置挖深大约400mm,φ400mm孔,用以埋设桩间土压力盒,准备好安装土压力盒所用的水泥、无粗颗粒细、中砂、φ20mmPVC钢丝软管、裁纸刀、尼龙绳、水平尺、测试仪。选择好适当导线长度将土压力盒布置于安装位置。
  (4)安装:用测试仪监测安装,安装时将土压力盒受力膜(承压膜)面朝上,安装在桩顶土压力盒底部应采用水泥浆垫平,桩间土压力盒底部填入10cm深中砂压实垫平,用水平尺控制将土压力盒安装水平。安装好土压力盒后,在其周围覆盖30cm厚的中砂,压实。记录好该实验段面里程,主测桩桩顶土压力盒编号,桩间土压力盒编号及桩间土压力盒与主测桩之间的实际距离、方向,天气状况,见土压力盒安装示意图。
  (5)土压力盒校零、取初始值
  A:连接好测试仪,按测试仪开关键开机,再按F1键进行测量。
  B:调零
  人工记录好土压力盒编号,安装的位置。
  (6)保护
  同断面土压力盒安装完成后,土压力盒测试导线应套上PVC钢丝软管进行保护,并集中从一侧引出路基,制作相应的标示牌,插在土压力盒埋设位置及导线布线位置,以作标示,清理现场,用人工进行回填,在仪器上填筑层较薄的情况下,土压力盒附近1m范围内土方或碎石应用人工推平及小型机具碾压,不得用大型机械推土碾压,并派专人负责看管,以防土压力盒及导线因施工或自然因素而破坏。
  3、其它安装方法:
  (1)时间确定:待桩孔钻好且钢筋笼焊接好后,再进行安装。
  (2)布点:根据实验设计方案在钢筋笼上进行量测,确定测试点与测力方向。
  (3)安装前辅助工作:准备好安装所需要的布帘、PVC管、尼龙绳、扎丝。准备好适当导线长度土压力盒待装。
  (4)安装(采用挂布法):取好1/2-1/3槽段宽度的布帘,在布帘上缝制好放置土压力盒的口袋,把土压力盒放入后封口固定,将布帘平铺在测试点、钢筋笼近土面一侧的外表面。土压力盒受力面向钢筋笼外侧,通过纵横分布绳索,将布帘固定在钢筋笼上,土压力盒测试导线沿钢筋主筋引至桩顶,用扎丝固定。在土压力盒安装部位,应将导线预留20cm,以防混凝土浇注时,侧压力将土压力盒与导线连接处拉断,损坏土压力盒,导致安装失败。布帘随钢筋笼一起吊入槽孔,放入导管浇筑水下混凝土,并用测试仪进行监测,由于混凝土在布帘内侧,利用流态混凝土的侧面挤压将布帘及土压力盒一起压向土层,随水下混凝土液面上升所造成的侧压力增大使土压力盒与土层垂直表面密贴,通过测试仪测试压力盒的压力读数,确定压力盒安装是否成功。
  (5)导线保护:将土压力盒测试导线套上PVC管进行保护,记录好土压力盒安装位置及土压力盒编号,并派专人看管,以防导线因施工而破坏。
  (6)校零:桩体完全固结后,对土压力盒进行调零。
  4、接线说明
  弦式产品的出线为六芯,接头见下图中左上角,线序为橙、绿、蓝、红、白、黑对应右上角中的1、2、3、4、5、6孔。
  弦式产品处理器的出现为六芯,下图中,左下图1、2、3、7、8号孔,对应右下图中的橙、红、黑、绿、白。其中橙为+24V,红为+12V,黑为GND,绿为RS485 A,白为RS485 B。蓝色线闲置。
  因为北斗星空传感器系列输出的都是数字信号,所以连接电缆的导致的电阻细微的变化,不会影响读数仪的读数。
  1)所需工具
  能提供220V电压的情况下需准备的工具有:剥线钳、绝缘胶布、自粘胶带、电烙铁、焊锡丝、704/502胶、热缩管和热风枪。
  特殊情况下,可以简化步骤,只需要准备:剥线钳、绝缘胶布和自粘胶带。
  2)接线预处理(六芯水工电缆)
  如上图所示,使用剥线钳将接头外层蓝色和白色双层绝缘层依次剥离,然后减掉白色的屏蔽膜,较后剥去单根线缆上的绝缘层(2-4cm长)。
  3)焊接
  A)、将Φ16热缩管套至需连接的电缆接头1和接头2上。
  B)、将Φ5热缩管逐一套至电缆芯线的一端;将相同颜色的芯线拧在一起并牢固焊接,去掉焊点表面的毛刺(以免毛刺划破热缩管,影响绝缘效果),然后将热缩管移至焊接处,用热风枪(或者电烙铁)均匀热缩。
  C)、在热缩管两端和导线两端均匀涂抹704胶(或502等其他密封胶),防止水汽从接线处进入,导致系统短路。
  D)、用绝缘胶布将线缆缠绕起来,使线缆看起来均匀。
  E)、将Φ16热缩管移至合适位置,热缩。

  五、常见问题及排除方法
  (1)使用读数仪读取应变计时,显示通信超时。(带数据处理器)可拆开应变计DB-9接口外壳,检查五根导线是否有断开、短路。接入到读数仪按读取.
  (2)注意DB9头的防水保护,以免影响读数。

  六、其它说明
  所有传感器及其自动监测系统安装完毕后,须做好保护工作。
  本说明书所有图示只作参考,具体应以工程实际情况为准。

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