一、簡介

振弦式滲壓計適用于長期埋設(shè)在水工結(jié)構(gòu)物或其它混凝土結(jié)構(gòu)物及土體內(nèi)，測量結(jié)構(gòu)物或土體內(nèi)部的滲透(孔隙)水壓力，并可同步測量埋設(shè)點的溫度。

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二、特點

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振弦式滲壓計加裝配套附件可在測壓管道、地基鉆孔中使用，滲壓計為全不銹鋼結(jié)構(gòu)，24×120mm的靈巧體積，可方便放置在需要測量的狹小部位。振弦式滲壓計具有參數(shù)識別功能。

注：頻率模數(shù)F=Hz2×10-3

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三、結(jié)構(gòu)及工作原理

3.1結(jié)構(gòu)

振弦式滲壓計由透水部件、感應(yīng)膜板、觀測電纜、振弦及激振電磁線圈等組成。

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3.2工作原理

當被測水荷載作用在滲壓計上，將引起感應(yīng)膜板的變形，其變形帶動振弦轉(zhuǎn)變成振弦應(yīng)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(jīng)電纜傳輸至讀數(shù)裝置，即可測出水荷載的壓力值。同步測量埋設(shè)點的溫度值。

四、計算方法

a)?當外界溫度恒定，滲壓計僅受到滲透(孔隙)水壓力時，其壓力值P與輸出的頻率模數(shù)F具有如下線性關(guān)系：

?????????????????????????P =?k×△F

???????????????????????△F?= F0 -?F

式中：P—滲壓計的測量值，單位為KPa；

k—滲壓計的測量靈敏度，單位為KPa/F ；

????△F—滲壓計基準值相對于實時測量值的變化量，單位為F；

??????F—滲壓計的實時測量值，單位為F；

??????F0—滲壓計的基準值，單位為F。

b)當作用在滲壓計上的滲透(孔隙)水壓力恒定，而溫度增加△T，此時滲壓計有輸出量△F′，這個輸出量是由溫度變化而造成的，因此在計算時應(yīng)給以扣除。實驗可知△F′與△T具有如下線性關(guān)系：

????????????????????P′=?k×△F′+b×△T =?0

????????????????????K×△F′=?-b×△T

?????????????????????△T?= T -?T0

式中：b—滲壓計的溫度修正系數(shù)，單位為KPa /℃；

????△T—溫度實時測量值相對于基準值的變化量，單位為℃；

??????T—溫度的實時測量值，單位為℃；

??????T0—溫度的基準值，單位為℃。

c)?當滲壓計受到滲透(孔隙)水壓力和溫度的雙重作用時，若大氣壓力有較大變化時，應(yīng)予以修正,滲壓計的一般計算公式為：

???????????Pm = k×△F + b×△T?+ △Q =?k×(F0 -?F)?+ b×(T -?T0) + (Q0-Q)

式中：Pm—被測滲透(孔隙)水壓力值，單位為KPa；

???????Q0—大氣壓力測量基準值，單位為KPa；

?Q—大氣壓力實時測量值，單位為KPa。

d)?滲壓計水位高程計算公式為:?

Hm =?((k×(F?-F) + b×(T-T?))/9.81)+ H

H—滲壓計安裝高程m。

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五、埋設(shè)與安裝

滲壓計是用于測量土體中的孔隙水壓力，巖體和混凝土內(nèi)的滲透水壓力，埋設(shè)應(yīng)按設(shè)計要求進行測點的布設(shè)，根據(jù)被測結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)特點采取相應(yīng)的埋設(shè)方法。

5.1安裝前的準備

滲壓計在安裝之前，應(yīng)先進行檢測，合格后方可安裝。

滲壓計透水板的浸飽和：滲壓計的透水板有一定的密度，壓力水要透過透水板作用在感應(yīng)膜上，如果透水板與感應(yīng)膜之間的儲水腔沒有充滿水(含有氣泡)，將會造成滲壓計測值的嚴重滯后。

在埋設(shè)前滲壓計的透水板與儲水腔必須驅(qū)除空氣，具體操作方法：先將透水板部件從滲壓計本體上拔下，然后將透水板部件放入水中浸泡2小時以上，排除透水石中的氣泡，使其充分飽和，然后將滲壓計與透水板部件浸沒在水中重新裝配起來。

5.2混凝土中的埋設(shè)(圖1)

當混凝土澆筑層達到滲壓計設(shè)計要求埋設(shè)高程，在埋設(shè)位置的基面挖一個深30cm、直徑20cm的坑。在坑內(nèi)鋪填中細砂，將預備好的滲壓計放在孔內(nèi)中細砂中，再用中細砂填滿，觀測電纜按設(shè)計走向引出，澆筑混凝土。

5.3基巖中的埋設(shè)(圖2)

在要埋設(shè)的基巖位置鉆一個孔深100cm、孔徑5cm的集水孔。鉆孔經(jīng)過滲透水試驗合格后，在孔內(nèi)鋪填中細砂，將預備好的滲壓計放在孔內(nèi)中細砂中，再用中細砂填滿，觀測電纜按設(shè)計走向引出，澆筑混凝土。

5.4隧道和邊坡上埋設(shè)(圖3)

在將埋設(shè)滲壓計的部位鉆孔，鉆孔深度20cm～30cm，如孔中無透水裂隙，可在孔底套鉆一個小孔以便集水。經(jīng)滲水試驗合格后，在小孔內(nèi)填入細石，在孔內(nèi)填入中細砂，將滲壓計放在中細砂中，用中細砂將孔填滿。將滲壓計接長的觀測電纜按設(shè)計走向蛇形引出，即可用水泥沙漿封堵。

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5.5混凝土壩基下的埋設(shè)

在壩基的混凝土底板下埋設(shè)滲壓計時，應(yīng)先鉆孔，測量孔深，清理鉆孔。安裝埋設(shè)前，先將滲壓計裝入透水沙包中，包中裝中細砂，或用透水土工布包裹。

在滲壓計安裝的下部倒入中細砂，將裝有滲壓計的砂包吊入孔中。如孔太深，砂包及電纜自重超過電纜強度時，應(yīng)用鋼絲吊住滲壓計的尾部橫孔，并把電纜綁在鋼絲上進行吊裝，這樣可以避免電纜損壞。

滲壓計安裝就位后應(yīng)及時測量，確認滲壓計是否完好，向孔中填入中粗砂，同時向孔內(nèi)灌水，使孔浸水飽和，測孔上部澆筑混凝土。

如果需要分層觀測滲透水壓力時，可在一個孔內(nèi)埋設(shè)多支滲壓計，埋設(shè)方法則是逐級重復上述過程，注意做好相鄰滲壓計之間的封閉隔斷。

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5.6土石壩施工期的埋設(shè)(附圖5)

土石壩中埋設(shè)滲壓力計可采用坑式埋設(shè)法，當壩面填筑高程超出測點埋設(shè)高程約0.3米時，在測點位置挖坑深約0.4米，用透水布和砂包裹住滲壓力計放入坑中?；靥钤煌?，細心壓實，埋設(shè)有滲壓計的地方其上的碾壓安全覆蓋厚度應(yīng)大于1米。

滲壓計的觀測電纜沿壩面開挖溝槽敷設(shè)，當橫穿防滲體時，應(yīng)加止水環(huán)。當在堆石壩內(nèi)敷設(shè)時，應(yīng)加保護鋼管。觀測電纜在敷設(shè)時必須留有裕度，蛇形走向，禁止相互交繞。

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5.7土石壩的埋設(shè)

已建工程埋設(shè)滲壓計，應(yīng)采用鉆孔埋設(shè)法，鉆孔孔徑，依該孔中埋設(shè)的滲壓計數(shù)量而定，滲壓計越多孔徑越大，單孔可采用￠80～100mm的孔徑。鉆孔孔深要比滲壓計設(shè)計埋設(shè)高程深40cm以上，成孔后應(yīng)在孔底灌入粗砂，用透水布和砂包裹住滲壓力計放入孔中其上鋪設(shè)中細砂，如下圖。

滲壓計埋設(shè)后在封孔前，應(yīng)及時進行測試，一旦發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，及時處理重新埋設(shè)。

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5.8選取基準值

滲壓計的測量值為實時測量值相對于基準值的變化量，所以基準值選取的準確與否，將直接影響到測值的準確性。

在外荷載變動不大選取相同時間、穩(wěn)定氣溫的3次相近的讀數(shù)，經(jīng)平均后做為基準值，滲壓計安裝在混凝土中應(yīng)選取水化熱過后的測值。基準值選定后應(yīng)做好記錄，作為計算的基準值。

為使基準值取的更準確，可將以上操作重復進行兩次，如果兩次測值基本相同(誤差≤0.5％F.S)，則證明基準值取值正確。

滲壓計的測量值出現(xiàn)偏差時，可用以上方法重新校準基準值。

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