NVYL型振弦式应力计作业指导书

第一版第0次修改颁布日期:2010-1-1目录1、适用范围及依据 (2)1.1适用范围 (2)1.2标准及依据 (2)2、测量原理及仪器结构 (2)2.1测量原理： (2)2.2仪器结构 (3)2.3型号、规格及技术指标 (4)3、安装与埋设 (4)3.1验收与保管 (4)3.2应力计的安装 (4)3.2.1 NVYL－T型应力计的安装 (5)3.2.2 NVYL－R 型应力计的安装 (6)3.3仪器的初始读数 (7)3.4.对应力计的再加压 (7)3.5电缆安装 (9)4、数据读取 (10)4.1人工测量 (10)4.1.1仪器与测读仪的连接 (10)4.1.2操作 (11)4.2自动测量 (13)4.3数据处理 (13)5、注意事项 (14)6、安全与环保 (14)6.1安全施工 (14)6.2环境保护 (14)7、附件 (15)第一版第0次修改颁布日期:2010-1-1NVYL型振弦式应力计作业指导书1、适用范围及依据1.1适用范围在新奥法施工中，一般采用喷射混凝土对开挖出的土洞或岩洞进行支护。

而NVYL型振弦式应力计可用于监测喷射混凝土衬砌层的压力，以便得到绩效比最好的喷射混凝土的支护厚度。

1.2标准及依据2、测量原理及仪器结构2.1测量原理：当被测混凝土压荷载作用在应力计上，将引起NVP系列振弦式压力传感器的弹性膜片产生变形，并振弦应力的变化，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，即可测出应力计的压力值，同时可同步测出埋设点的温度值。

振弦式仪器的量测量采用频率模数F来度量，其定义为：F=f2/1000式中f为振弦式仪器中钢丝的自振频率。

振弦式应力计压力计算公式为：P M=k×(F-F0)+b×(T-T0)式中：Pm—应力计压力，单位为kPa；ｋ—应力计的最小读数，单位为kPa/kHz2；由厂家所附卡片给出。

F—实时测量的应力计输出值，单位为kHz2；F0—应力计的基准值，单位为kHz2。

第一版第0次修改颁布日期:2010-1-1 ｂ—应力计的温度修正系数，单位为kPa/℃；由厂家所附卡片给出；T—温度的实时测量值，单位为℃；T0—温度的基准值，单位为℃。

注：若大气压力有较大变化时，应予以修正。

2.2仪器结构NVYL型振弦式应力计是由两块矩形不锈钢板沿其周边焊接在一起，在两板之间留有一个很窄的缝，缝隙里用高真空技术使其充满S-G 传压溶液。

这个充满液体的空间通过压力管与振弦式压力传感器相连。

板上所受的压力可通过压力传感器来监测。

结构见图1。

在矩形板四角上的挂耳是用来在喷射混凝土安装时帮助应力计安装就位。

收缩管也称为加压管，管内也充满了液体，它的一端与板间充满液体的空隙相连，另一端装有密封螺丝。

它的作用是在NVYL型振弦式应力计周围的混凝土完全热化后并冷却到环境温度时向应力计充压。

由于受混凝土水化热的影响，温度上升会导致应力计在尚未固化的混凝土中膨胀。

冷却时，应力计收缩，在它与混凝土之间会留下空隙。

此空隙会影响压力从混凝土传到应力计上。

第一版第0次修改颁布日期:2010-1-1 振弦传感器是标准的NVP系列压力传感器，由透水石、不锈钢感应膜片、信号传输电缆、振弦及激振电磁圈等组成。

该传感器置于一个焊接的壳体内，并通过电缆连接到读数仪进行测读。

壳体内置了一个热敏电阻以监测应力计位置处的温度。

2.3型号、规格及技术指标3、安装与埋设3.1验收与保管（1）仪器到达现场后，用户开箱验收仪器时，应先检查仪器数量（包括仪器附件）及检验合格证与装箱清单是否相符，如有不符请与生产公司联系。

（2）开箱后每支仪器应先用100V 兆欧表分别检查应力计常温绝缘电阻及线圈电阻值，绝缘电阻应不低于50MΩ。

验收时每支仪器应用NDA1411 型振弦式指示仪测量，检查仪器是否正常。

（3）仪器应存放在干燥通风的房间内，套好电缆套。

搬运时小心轻放，切忌剧烈震动。

（4）如检测发现不正常读数的仪器，请返回厂家，不可在现场打开仪器检修。

3.2应力计的安装应力计在隧洞壁上的定位有两种方式，一种方式是监测切向应力的，另一种是监测径向第一版第0次修改颁布日期:2010-1-1应力的。

3.2.1 NVYL－T型应力计的安装NVYL－T型振弦式应力计设计用于监测衬砌层中的切向应力。

图2说明采用一段较短的钢筋安装到钻孔里面的方法，并使此短钢筋伸进衬砌层中。

应力计用细铁丝帮扎到应力计四角处预埋的钢筋上。

将电缆固定在其它钢筋段上或专用的槽孔上，牵引到集线箱处，并可以拉出来以便接到读数仪上。

注：重要的是混凝土与应力计能紧密地接触。

因此应该先从底部喷射混凝土，然后再从上部喷射。

喷射混凝土的施工人员应得到专门的说明，以使在应力计附近不至于形成暴露的盲区。

第一版第0次修改颁布日期:2010-1-13.2.2 NVYL－R 型应力计的安装NVYL－R 型振弦式应力计设计用于监测衬砌层的径向压力。

为适应不规则的岩石表面，须用速凝砂浆填充岩石表面与应力计之间的间隙。

岩石表面用修整的方式做好安装前的准备，并尽可能用手动工具将其进行平整处理。

用射钉、销子或者一段钢筋预埋到毗邻应力计的钻孔中定位。

速凝砂浆填料用于表面整平勾缝，应力计压入填料上使砂浆向侧面挤压，这样便可排除应力计与土体间的空间的空气。

就位时，应力计被用先安装的预埋件绑扎固定，参见图4。

电缆牵引至读数仪处，将其拴到其它射钉、钢筋等上或者固定到电缆槽中。

在读数仪处，电缆可被盘绕在盒内，并被安装在喷浆混凝土中。

加压管被弯曲后从混凝土层里伸出或包裹在泡沫中，这样在喷射混凝土后，能使它很容易被拉出加压。

第一版第0次修改颁布日期:2010-1-13.3仪器的初始读数在喷射混凝土之前，应先从所有的应力计上采集初始读数并记录到现场观测记录本上。

采用NDA1411读数仪来读取频率读数或初始温度。

3.4.对应力计的再加压喷射混凝土之后，应力计的温度和初始读数可再读取一遍。

一旦环境温度保持稳定后，即可采用加压管和加压钳等专用设备使应力计膨胀。

应力计应先与读数仪相连，然后用加压钳在加压管有盖子的一端作为起点进行挤压。

注意：请勿从靠近加压管末端25mm 的地方挤压加压管，否则会将加压管端部的密封螺钉损坏而产生渗漏导致仪器失效。

第一版第0次修改颁布日期:2010-1-1 在加压过程中，随着管子被压的越来越平，液体被加压管挤压到压力盒中，而且压力升高。

有必要做一张图表以表示加压管被挤压扁平的长度和读数仪上相应的读数的关系由于应力计可在任何存在的空间中膨胀，在每次加压的同时发生的压力变化会很小(只是1～2个数字)。

一旦应力计开始填充空间，则随着每次加压，压力的上升量将会变得更大。

参见图5，图示中的“拐点”读数处，应力计开始与混凝土进行接触。

一旦通过拐点，加压就需要中断，此时将压力管平放在隧洞衬层表面。

然而也可能应力计本身已经与混凝土结合的很好，加压后就很快导致应力计中的压力升高。

如果是这样，则加压应立即中断。

继续加压后，应力计达到了很好的接触，但有可能导致应力计周围的混凝土出现破裂，这样会引起错误的读数。

当应力计稳定之后，重新记录这个新的初始压力读数。

第一版第0次修改颁布日期:2010-1-13.5电缆安装仪器电缆布置时不得与交流电缆一同敷设，电缆走线应尽量避免受到移动设备、尖锐材料等的伤害。

埋入坝体混凝土中的仪器电缆应详细记录埋设部位，使灌浆钻孔时避开缆线。

NVYL型振弦式应力计可采用专用四芯电缆按照相同颜色芯线将仪器电缆接长，电缆接头可采用热缩管密封电缆接头技术，其步骤如下：先将仪器电缆头每根芯线套上Ø3.0mm（长度3～4cm 可自定）细热缩管，然后与电缆每根芯线一一进行对联接。

各联接芯线再用电烙铁焊锡焊牢，焊锡后将细热缩管复盖住焊锡头，由中间向两边反复转动，用酒精灯或加热器对热缩管进行加热（见下图）。

各芯线联接热缩好后，用J-20 电工自粘绝缘胶带分别缠紧，长度要求复盖住每根芯线。

然后用J-20电工自粘绝缘胶带总扎紧，要求缠均匀，长度以复盖住所有芯线为宜。

先在焊锡前套上Ø10.0mm二层大热缩管，长度分别为14～16cm、16～18cm。

然后将电缆①，及电缆②再用锉刀锉一下，在电缆锉的位置处缠上1cm宽的红色密封胶一圈多，操作时先将密封胶一头稍加热一下，立即卷粘在锉好的电缆①及电缆②上一圈多，再将热缩管内层管套上进行反复转动加热，由中间向两边将气泡赶出，在密封胶位置处多多转动加热，然后再进行第二次上密封胶，操作方法同上，将热缩管外层管套上进行反复转动加热。

注意∶所有细、中、粗热缩套管都要事先在焊锡前套好。

第一版第0次修改颁布日期:2010-1-14、数据读取NVYL系列振弦式无应力计可以人工测读和自动化采集两种方式进行量测。

4.1人工测量人工方式量测时，可采用NDA1411型便携式钢弦频率指示仪进行测量。

4.1.1仪器与测读仪的连接NVYL系列振弦式无应力计仪器电缆为4芯屏蔽电缆，其中红、黑色芯线接振弦式传感器线圈芯线，分别接入指示仪的（C+）和（C-）接线柱；仪器电缆的白、绿芯线接温度传感器芯线，分别接入指示仪的（R+）和（R-）接线柱；电缆的屏蔽层可接指示仪的（S）接线柱或可不接（如图所示）第一版第0次修改颁布日期:2010-1-14.1.2操作NDA1411 型便携式钢弦频率指示仪采用点阵式液晶屏，可显示多行汉字、字母及数字。

共有10个按键，操作时采用菜单式提示。

因此尽管功能很多，但操作十分简便。

通过“▲”、“▼”及“◢”、“◣”键来选择各项，需要置入数字时，通过“▲”、“▼”键对所选数据进行加减操作。

通过“确认”键对前面的操作确认有效，通过“取消”键取消前面的操作并回到上一级菜单。

1.开关按动“开关”键，可打开或关闭指示仪的电源，打开电源后，显示“南瑞大坝及工程监测公司”等字样，若干秒后，指示仪进入上一次关机时的状态，此时，可进行有关操作。

在指示仪工作过程中，如果连续一段时间未进行按键操作，指示仪自动关机以节省电池。

自动关机的时间可在1～99分钟时间范围内设定。

指示仪在工作过程中，如电池电压不足，则显示“电池电压过低，请充电”。

此时，应该关机充电14小时以上。

电池不足时或指示仪长期不用（一般为3个月）请充电维护，否则影响电池使用寿命。

2.时钟按“菜单”键，指示仪进入主菜单状态。

选择“时钟”项，确认后显示时钟项的下一级菜单，包括以下二项内容：（1）查询显示包括“年、月、日、星期、时、分、秒”的日历时钟。

（2）设置可对“年、月、日、星期、时、分、秒”进行设置。

3.指示仪设置按“菜单”键，指示仪进入主菜单状态。

选择“指示仪设置”项，确定后显示下一级菜单，包括以下三项内容：（1）背光设置可选择“点亮背光”、“关闭背光”。