第七章 应力、应变及温度监测
应力应变测量 PPT课件

第一节 电阻应变片
(4)半导体应变片
半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的压阻效应。 所谓压阻效应是指单晶半导体材料在沿某一轴向受到外 力作用时, 其电阻率ρ发生变化的现象。
从半导体物理可知,半导体在压力、 温度及光辐射作用下,能使其电阻率ρ 发生很大变化。实现温度来自偿的条件为tt
K0
(g
s )t
0
当被测试件的线膨胀系数βg已知时,通过选择敏感栅材料, 使下式成立
K0(g s )
即可达到温度自补偿的目的。
优点:容易加工,成本低, 缺点:只适用特定试件材料,温度补偿范围也较窄。
第二节 应变片的主要特性
b. 双金属敏感栅自补偿应变片
敏感栅丝由两种不同温度系数的金属丝串接组成
1、弯矩M的测量 测弯矩的贴片与接桥如右图所示,R1=R2=R,电阻增量△R0:
R0 R1 R2 KR1( P M ) KR2 ( P M ) 2KR M
相对电阻的增量为:
R0 R0
2KR M
R
2K M
仪器的应变读数为:
ˆ
R0 / R0 Kˆ
2 M
M
EW M
EW
ˆM
2
(取Kˆ K )
BK-2S称重传感器
产品详细介绍 采用国际流行的双梁式或剪切S梁结构,拉 、压输出对称性好、 测量精度高、结构紧凑,安装方便,广泛用 于机电结合秤、料斗秤、包装秤等各种测力 、称重系统中 供桥电压 12VDC 输入阻抗 380±20Ω 输出阻抗 350±10Ω 绝缘电阻 ≥2000MΩ 工作温度 -10~+50℃
dR (1 2)
R
第七章 地应力测量方法(113)

空芯包体地应力计结构
空芯包体应变计的主体是一个用环氧树脂制成的壁厚3mm的空芯圆筒,其 外径为36mm,内径为30mm。
在其中间部位,即直径35mm处沿同一圆周等间距(120o)嵌埋着三组电 阻应变花。每组应变花由四支应变片组成,相互间隔45o。制作时,该空芯圆 筒是分两步浇注出来的。
第一步,浇注直径为35mm的空芯圆筒,在规定位置贴好电阻应变花后, 再浇注外面一层,使其外径达到36mm。在应力计的顶部有一个补偿应变片, 以消除温度变化对测量结果的影响。
地应力分量与方向的计算
7.2 应力解除法
设地下某一点的应力为,主应力大小为,与大地坐标系XYZ关系用9个
方向余弦或9个夹角值可以完全确定。但在实测中,钻孔与岩层、与大地
坐标总会呈某一角度(仰角或俯角)。设xyz为钻孔坐标系,在该坐标系
下的地应力是实测地应力。由此,只要有了两套坐标系的相对关系和实测
两测点的间距缓缓地恢复到d0,观测扁千斤顶对岩壁施加的压力pc。
5、在巷道顶部再进行一次测量。 6、由两次测量的结果计算天然应力值。
7.2 应力解除法
一、基本原理
在钻孔中安装变形或应变测量元件,通过量测套芯应力解除前后,孔壁 表面应变变化值来确定原始应力的大小和方向。
所谓套心应力解除是用一个较测量孔径更大的岩芯钻,对测量孔进行同 心套钻,把安装有传感器元件的孔段岩体与周围岩体隔离开来,以解除其天 然受力状态。
三河尖煤矿-980南翼回风巷1#测点局部柱状图
柱状
厚度(m)
埋深(m)
岩性描述
2号测点
11.5 8.6
泥岩,局部含砂高,偶为细
33
砂泥岩
砂岩,致密性脆
张小楼井地应力测点局部柱状图
工程力学7第七章应力状态和应变状态分析

x y x y cos 2 x sin 2 2 2 x y sin 2 x cos 2 2
0
x y
2
(
x y
2
)
2
2
2 x
y
y
y
2
090
0
x y
2
(
x y
2
2、为什么要研究一点的应力状态 单向应力状态和纯剪切应力状态的强度计算
σmax≤ [σ] τ
max≤[τ
]
梁截面上的任意点的强度如何计算?
分析材料破坏机理
F F F F T
T
3、怎么研究一点的应力状态
单元体
•各面上的应力均匀分布
• 相互平行的一对面上 应力大小相等、符号相同
满足:力的平衡条件 切应力互等定理
§7-2 平面应力状态分析
一、解析法:
1.任意斜面上的应力 y
y
y
y
y
n
y
x
a
x
e
d
x
x
x
bz
x
x
x
e
x
x
y
f
yy
x
x
b
c
y
y
y
f t
应力的符号规定同前 α角以从x轴正向逆时针 转到斜面的法线为正
(设ef的面积为dA)
x y x y cos 2 x sin 2 2 2 x y sin 2 x cos 2 2
第七章应力状态及应变状态分析

第七章 应力状态及应变状态分析第一节 概 述在第一章中将应力定义为内力的集度或单位面积的内力值。
应力又分正应力σ和剪应力τ两种。
前面各章的知识表明,受力杆件中任一点的应力是随截面位置及点的位置的不同而不同,如7-1(a )中a 、b 两点分别在两个截面上,其应力是不同的。
同一截面上的各点,如图7-1(b )中b 、c 两点的应力一般情况下也是不同的。
同一点不同方向的应力也是不同的。
过一点各个方向上的应力情况称为该点的应力状态....,应力状态分析就是要研究杆件中某一点(特别是危险点)各个方向上的应力之间的关系,确定该点处的最大正应力和最大剪应力,为强度计算提供重要依据。
研究应力状态的方法是过杆件中的任一点取出一个微小的六面体——单元..体.。
如图7-1(a )中过a 点取出的单元体放大如图7-2所示。
单元体三个方向的边长很小且趋于零,则该单元体代表一点,即a 点,互相平行的平面上的正应力相等,剪应力也相等。
杆件在任意荷载作用下,从中所取出的单元体表面上一般既有正应为又有剪应力,如图7-2所示。
当图7-2所示的单元体各面上的,0,0,0,0,0,0======zy zx yx yz xz xy ττττττ 即六个面上均没有剪应力作用时,这种面叫做特殊平面,并定义为主平面...。
该主(a)(b)图7-1各点的应力情况平面上作用的正应力称为主应力...,用,,,321σσσ表示(,321σσσ≥≥),如图7-3所示。
各面均为主平面的单元体,称为主单元体....。
三个主应力中若有两个等于零一个不等于零,该单元体称为单向应力状态......,如图7-4(a );三个主应力中有一个等于零,两个不等于零,该单元体称为二向应...力状态...,如图7-4(b );三个主应力均不等于零,该单元体称为三向应力状态......,如7-3。
单向应力状态和二向应力状态属平面应力状态,三向应力状态属空间应力状.....态.。
应力和应变的测量

17
18
X射线深层光刻技术制造的节圆直径1.4 mm、厚度0.2 mm的直齿轮
19
半导体应变片是用半导体材料制成的, 其工作 原理是基于半导体材料的压阻效应。
所谓压阻效应,是指半导体材料在某一轴向受 外力作用时, 其电阻率ρ发生变化的现象。
20
半导体应变片受轴向力作用时, 其电阻相对变化为
15
薄膜应变片是采用真空蒸发或真空沉淀等方法在薄的绝缘基片上形 成0.1μm以下的金属电阻薄膜的敏感栅, 最后再加上保护层。它的优点是 应变灵敏度系数大, 允许电流密度大, 工作范围广。
箔式应变片是利用光刻、腐蚀等工艺制成的一种很薄的金属箔栅, 其 厚度一般在0.003~0.01mm。其优点是散热条件好, 允许通过的电流较大, 可制成各种所需的形状, 便于批量生产。 (光刻技术)
系, 得到应力值σ
σ=E·ε
式中 : σ——试件的应力; ε——试件的应变; E——试件材料的弹性模量。
(3 - 9)
由此可知, 应力值σ正比于应变ε, 而试件应变ε正比于 电阻值的变化, 所以应力σ正比于电阻值的变化, 这就是利用 应变片测量应力的基本原理。
14
1.2 电阻应变片特性
一、 电阻应变片的种类
R (1 2)
R
(3-10)
式中Δρ/ρ为半导体应变片的电阻率相对变化量, 其值与半导体 敏感元件在轴向所受的应变力关系为
E
(3-11)
式中: π——半导体材料的压阻系数。
将式(3 - 11)代入式(3 - 10)中得
对金属材料电阻丝来说, 灵敏度系数表达式中(1+2μ)的值要比 ((Δρ/ρ)/ε)大得多, 而半导体材料的((Δρ/ρ)/ε)项的 值比(1+2μ)大得多。 大量实验证明, 在电阻丝拉伸极限内, 电阻的 相对变化与应变成正比, 即K为常数。
水工监测工:应力应变、温度观测、自动化观测考点三

水工监测工:应力应变、温度观测、自动化观测考点三1、判断题谐量分析法是分析气温、水温等周期现象时间过程的有用工具。
()正确答案:对2、多选监测资料的整理包括()。
A.确定效应量的预报模型B.检查和检验监测数(江南博哥)据C.填写监测成果表,绘制有关效应量与环境量的关系图D.计算各种物理量正确答案:B, C, D3、多选监测资料应及时绘制相应图形,绘图应包括()。
A.平面图B.过程线图C.分布图D.相关图正确答案:B, C, D4、判断题回归方差愈小,剩余方差愈大时,线性回归愈显著。
()正确答案:错5、判断题夏季水温常低于气温而冬季高于气温,水温年变幅小于气温年变幅,愈深处水温年变幅愈大。
正确答案:错6、判断题分布式光纤可用于变形监测领域,但不能用于温度的监测。
()正确答案:错7、单选采用()不仅延长了通信距离,还提高了通信的抗干扰性,尤其是雷电和电磁干扰,但也相应增加了通信系统的造价。
A、无线超短波通信B、双绞线通信C、GSM通信D、光纤通信正确答案:D8、判断题粗差不包括由于观测者粗心大意造成的疏忽误差。
()正确答案:错9、判断题水库水位的升降对重力坝的横缝开度没有明显的影响。
()正确答案:对10、多选下列能利用应变计监测得到的是()。
A.钢筋应力B.混凝土内部应变C.混凝土表面应变D.混凝土内部温度正确答案:B, C, D11、多选资料整理工作包括()。
A.平时监测数据的记录和检验B.监测物理量的换算C.绘制过程线图D.初步分析和异常值判断正确答案:A, B, C, D12、判断题施工期进行应力应变监测的一个重要作用是寻求最大应力的位置、大小和方向。
()正确答案:错13、单选差动电阻式温度计是大坝常用的温度监测仪器,下列说法不正确的是()。
A.能用于气温监测B.能用于坝体温度监测C.不能用于水温监测D.能用于坝基温度监测正确答案:C14、单选下列选项中,不是用于应力应变监测的仪器设备是()。
应力应变监测方案
应力应变监测方案应力、应变及温度监测项目主要有应力、应变监测、锚杆(锚索)、应力监测、钢筋应力监测、钢板应力监测、温度监测、接缝裂缝开度监测和地震反应监测等。
应力、应变及温度监测应与变形监测和渗流监测项目相结合布置,重要的物理量可布设互相验证的监测仪器。
在布置应力应变监测项目时,应对所采用的混凝土进行热学力学及徐变自身体积膨胀等性能试验。
设计选用的仪器设备和电缆、其性能和质量应满足监测项目的需要。
1、应变计埋设(1)仪器埋设前,应按《规范》要求进行力学性能、温度性能、防水性能等检验.并对电桥进行检验。
(2)仪器电缆应采用耐酸、耐碱、防水性能的专用电缆,其绝缘电阻应≥50M;所有传感器在温度为-10~60℃、水压力为0.5MPa时,其绝缘电阻应≥50M。
(3)当将仪器直接浇筑到结构中时,安装时应避免对两端施加过大的力,可用绑扎丝直接将仪器绑扎到仪器的保护管上就位。
绑扎丝不能捆得太紧,确保仪器在纵向不受张拉或受压。
同时必须小心以免由于振捣器损坏电缆,在仪器半径1m范围内禁止用机械振捣器振捣而应该采用人工振捣,以免损坏仪器。
2、无应力计埋设无应力计与相应的应变计组距坝面的距离应相同。
无应力计与应变计组之间的距离一般为1.5m;无应力计筒内的混凝土应与相应的应变计组处的混凝土相同,以保证温度、湿度条件相同。
无应力计的筒口宜向上;当温度梯度较大时,无应力计轴线应尽量与等温面正交。
3、温度计埋设(1)埋设在坝内的温度计一般不考虑方向,可直接埋入混凝土内,位置误差应控制在5cm内。
(2)埋设在上游面附近的水库温度计,应使温度计轴线平行坝面,且距坝面5~10cm。
(3)埋设在混凝土表层的温度计,可在该层混凝土捣实后挖坑埋入,回填混凝土后用人工捣实。
(4)埋设在浇筑层底部或中部的温度计,振捣时,振动器距温度计应不小于0.6m。
(5)埋设在钻孔中的基岩温度计,可预先绑扎在细木条上,以便于控制仪器位置。
4、电缆(1)所供电缆护套材料应与仪器本身所带的电缆材料一致,芯线间绝缘材料为聚胺脂或聚乙烯。
第七章 应力状态、应变分析和强度理论
§7-3 平面应力状态分析--解析法
二、 正应力极值
1 1 ( x y ) ( x y ) cos 2 xy sin 2 2 2 d ( x y ) sin 2 2 xy cos 2 d
设α=α0 时,上式值为零,即
2
1 0, 2 0, 3 0
1 0, 2 0, 3 0
§7-1 应力状态的概念
3、三向(空间)应力状态 三个主应力1 、2 、3 均不等于零
2 1
3 1
3 2
1 0, 2 0, 3 0
§7-1 应力状态的概念
仅在微体四侧面作用应力,且 应力作用线均平行于微体的不 受力表面-平面应力状态
1
1
1
1
3
3
1 0, 2 0, 3 0
1 0, 2 0, 3 0
§7-1 应力状态的概念 2、二向(平面)应力状态 三个主应力1 、2 、3 中有两个不等于零
3 2 3 2
3
2
1
3
1
1
1
1 0, 2 0, 3 0
Ft 0
dA ( x dAcos )cos ( x dAcos )sin ( y dAsin )sin ( y dAsin )cos 0
§7-3 平面应力状态分析--解析法
一、任意斜截面上的应力公式 已知: x , y , x , y , dA 求: ,
sin 2 xy cos 2
2 xy 2 ( 50) tan 2 0 1 x y 40 60 2 0 45 135
y =60 MPa xy = -50MPa =-30°
应力与应变监测在施工中的应用
应力与应变监测在施工中的应用引言:在建筑工程施工过程中,应力与应变监测是一种非常重要的技术手段。
它能够实时监测建筑结构的变形与破坏程度,为施工质量的控制与保障提供了科学依据。
本文将从应力与应变监测的定义、施工过程中的应用以及优势等方面进行探讨。
一、应力与应变监测的定义与原理应力与应变是材料力学中的基本概念,应力是单位面积上的力,应变是单位长度上的变形量。
在建筑工程中,结构受到的应力与应变会随着施工过程的进行发生变化。
应力与应变监测则是利用专业设备和技术手段,对结构的应力和应变进行实时监测与分析,以判断结构的稳定性和安全性。
应力与应变监测主要通过应力传感器和应变计两种设备实现。
应力传感器可以测量结构受力的大小和方向,应变计可以测量结构的变形与应变程度。
这两种设备通过与建筑结构的连接,将结构受力与变形信息转化为电信号输入到数据采集系统中进行记录与分析。
二、应力与应变监测在施工中的应用1. 施工前期在建筑工程施工前期,应力与应变监测可以用来进行结构的初步分析和设计。
通过对土壤和地基的应力与应变进行监测,可以评估地基承载力,为结构的合理设计提供数据支持。
此外,还可以监测施工现场的环境因素对结构的影响,如温度、湿度等,以便及时调整施工方案。
2. 施工过程中在建筑工程的施工过程中,应力与应变监测可以实时记录结构的力学特性和变形情况,及时发现结构的偏差和异常现象。
一旦发现结构的力学性能不符合设计要求,可以采取相应的措施进行调整和修正。
同时,还可对施工过程中的应力和应变变化进行分析,为施工质量的控制与保证提供数据支持。
3. 施工后期在建筑工程施工后期,应力与应变监测可以用来监测结构的工作性能和安全状况。
通过长期的监测,可以了解结构在使用过程中的应力与应变的变化规律,为结构的维护与保养提供科学依据。
此外,还可以监测结构受到的外界环境因素的影响,如地震、风力等,及时预警可能的风险和危害。
三、应力与应变监测的优势1. 提高施工质量应力与应变监测可以实时掌握结构的受力状态和变形情况,及时发现问题并采取措施进行调整和修正,从而提高施工质量。
第7章应力应变测量资料
个方向上的应变值 1
、 2
和
,就能算出三个未知
3
数 x 、 y 和 xy 。
3、计算 x , y , xy大小
通过测出 x、 y 、 xy 大小,即可求出 x , y , xy
x
E
1 2
( x
y)
y
E
1 2
( y
x )
xy
扭(转)矩作用下,正应力分布如图7-10所示
其测点1,2,3,4的正应力分别为:
然后根据测量得到的 1 、 2
3、 4 ,求得获得断面内力:
N
1
2
3
4
4
My
1
2
3
4
4
Mz
1 2
3
4
4
1
2
3
4
4
(3)结论: 断面角点处没有剪应力存在,属单向应力状态,该正应 力即为主应力。因此沿断面棱线方向上贴一单片,就可 以测得主应力大小。
AC方向上的总应变为:
'
''
'''
x
cos2
y
sin2
xy
sin
cos
或 i x cos2 i y sin2 i xy sini cosi
( 1, 2, 3)
2、贴片方位
为了测得 x 、 y 和三个数值,可以在被测构件上的同
通常用第四强度理论进行校核
2 My
3
2
§7-4 起重机金属结构应力测量
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目录第七章应力、应变及温度监测 (166)第一节应变监测 (166)一、差动电阻式应变计 (166)二、弦式应变计 (167)三、应变计安装 (168)第二节接缝和位移监测 (173)一、差动电阻式测缝计(位移计) (173)二、弦式测缝计(位移计) (174)三、电位器式测缝计(位移计) (175)四、仪器安装 (176)第三节钢筋应力与钢板应力监测 (178)一、差动电阻式钢筋计 (178)二、振弦式钢筋计 (179)三、钢筋计安装 (180)第四节压力监测 (183)一、混凝土压应力计 (183)二、土压力计 (187)第五节锚索(锚杆)荷载监测 (195)一、仪器结构 (195)二、工作原理 (195)三、锚索测力计的安装埋设 (195)四、关于仪器的现场率定 (197)第六节温度监测 (198)一、电阻温度计 (198)二、电阻温度计的使用 (199)第七节仪器的验收、保管与电缆接长 (199)一、验收与保管 (199)二、电缆接长与电缆安装 (200)第八节数据读取 (201)一、人工测量 (201)二、自动测量 (201)第七章应力、应变及温度监测第一节应变监测为了解岩土工程和其他混凝土建筑物的应力分布情况,工程上一般通过安装埋设应变计用于监测建筑物的应变,再通过力学计算来求得应力分布,因而应变计是安全监测的重要手段之一。
从使用环境看,应变计使用相当广泛,即适用于长期埋设在水工建筑物或其它建筑物内部,也可以埋设在基岩、浆砌块石结构或模型试件内。
配合无应力计桶还可作为无应力计使用。
从工作原理上分,国内工程最常用的应变计有差动电阻式应变计和钢弦式应变计两种。
一、差动电阻式应变计1. 仪器结构差阻式系列应变计主要由电阻感应组件、外壳及引出电缆密封室三个主要部分构成,下图所示为250mm标距应变计的结构示意图。
图7-1 250mm标距差阻式应变计结构示意图图中电阻感应组件主要由两根专门的差动变化的电阻钢丝与相关的安装件组成。
弹性波纹管分别与接线座、上接座锡焊在一起。
止水密封部分由接座套筒及相应的止水密封部件组成。
仪器中充有变压器油,以防止电阻钢丝生锈,同时在钢丝通电发热时吸收热量,使测值稳定。
仪器波纹管的外表面包裹一层布带,使仪器与周围混凝土相脱开。
2. 工作原理差阻式应变计埋设于混凝土内,混凝土的变形将通过凸缘盘引起仪器内电阻感应组件发生相对位移,从而使其组件上的两根电阻丝电阻值发生变化,其中一根R1减小(增大),另一根R2增大(减小),相应电阻比发生变化,通过电阻比指示仪测量其电阻比变化而得到混凝土的应变变化量。
应变计可同时测量电阻值的变化,经换算即为混凝土的温度测值。
差阻式应变计的电阻变化与应变和温度的关系如下:ε∆=+Ztbf∆式中:ε—应变量(10-6);f—应变计最小读数(10-6/0.01%);b—应变计的温度修正系数(10-6/ºC);ΔZ—电阻比相对于基准值的变化量,拉伸为正,压缩为负;Δt—温度相对于基准值的变化量,温度升高为正,降低为负,单位ºC。
根据不同要求和不同的使用环境,差阻式应变计有多种型号,表7-1中列出了差阻式应变计的主要参数。
其中,ZS-25、ZS-25M、ZS-25MH型应变计可用于埋入含粗骨料的混凝土结构中。
ZS-25M 为加大弹性模量的应变计,ZS-25MH为加大弹性模量和量程的应变计,供工程中的特种应用。
ZS-15、ZS-15G型应变计埋设在混凝土结构内部,或结构物表面,其中ZS-15G为供特种场合应用的耐高压应变计。
ZS-10、ZS-10G型应变计埋设在小断面混凝土结构内部,通常多配合夹具用于表面安装,其中ZS-10G为供特种场合应用的耐高压应变计。
表7-1 差阻式应变计主要参数二、弦式应变计1. 仪器结构振弦式应变计由两个带O型密封圈的端块、保护管、管内振弦感应组件等组成,振弦感应组件主要由张紧钢丝及激振线圈与相关的安装件构成。
下图所示为150mm标距应变计的结构示意图。
图7-2 150mm标距振弦式应变计结构示意图2. 工作原理振弦式应变计埋设于混凝土内,混凝土的变形将通过仪器端块引起仪器内钢弦变形,使钢弦发生应力变化,从而改变钢弦的振动频率。
测量时利用电磁线圈激拨钢弦并量测其振动频率,频率信号经电缆传输至频率读数装置或数据采集系统,再经换算即可得到混凝土的应变变化量。
同时由应变计中的热敏电阻可同步测出埋设点的温度值。
埋设在混凝土建筑物内的应变计,受到的是变形和温度的双重作用,因此应变计一般计算公式为:)()(00T T b F F k -⨯+-⨯=ε式中:ε — 被测混凝土的应变量,单位为10-6;k— 应变计的最小读数 ,单位为10-6/ kHz 2; F — 实时测量的应变计输出值,单位为kHz 2; F 0 — 应变计的基准值;b— 应变计的温度修正系数,单位为10-6/ ºC ; T — 温度的实时测量值,单位为ºC ; T 0 — 温度的基准值。
弦式应变计主要有内埋式及表面安装两种,表7-2中列出了弦式应变计的主要参数。
表7-2 VS 系列弦式应变计主要参数三、应变计安装应变计的使用场合很多,可以埋设在混凝土内部,也可安装在结构物表面,其工作情况及施工条件亦不尽相同,所以埋设安装方法也不一样,一般有以下几种安装方式:▪ 用扎带(或铅丝)和铁棒绑扎定位在钢筋网(或锚索)上;▪ 直接插入现浇混凝土中或在已浇混凝土上用支座支杆预装定位后浇入混凝土中; ▪ 预先浇筑在相同材料的混凝土块中,凿毛后埋入建筑物现浇混凝土内; ▪ 埋设在混凝土或岩石试块内; ▪ 作为基岩应变计埋设在槽坑内; ▪ 在浆砌块石结构中埋设在块石钻孔内。
通常,埋设在混凝土中的应变计需配套埋设无应力计,但埋设在岩体中的应变计则无须埋设无应力计。
无应力计是装设于无应力计筒内的应变计,埋设在相同环境的应变计(组)旁(约1米),用于扣除应变计的非应力应变,也可用于研究混凝土的自生体积变形等材料特性。
下面主要叙述差阻式应变计的埋设方法,弦式应变计的埋设方法与此类似。
1. 单向应变计的安装埋设(1)可在混凝土振捣或碾压后,在埋设部位挖槽埋设,并用相同混凝土(剔除粒径大于8cm的骨料)人工回填,人工捣实;(2)埋设仪器的角度误差应不超过1°,位置误差应不超过2cm;(3)仪器埋好后,其部位应做明显标记,并留人看护。
2. 两向应变计的安装埋设(1)可在混凝土振捣或碾压后,在埋设部位挖槽埋设,并用相同混凝土(剔除粒径大于8cm的骨料)人工回填,人工捣实;(2)两应变计应保持相互垂直,相距8cm~10cm。
埋设仪器的角度误差应不超过1°,位置误差应不超过2cm;(3)两应变计组成的平面应与结构面平行或垂直;(4)仪器埋好后,其部位应做明显标记,并留人看护。
3. 应变计组的安装埋设根据混凝土施工方式的不同,一般在常态混凝土中应变计组的埋设与碾压混凝土中应变计组的埋设方法不尽相同,以下分别介绍。
(1)常态混凝土中应变计组的埋设①仪器埋设应设专人负责,运送仪器时要轻拿轻放,埋设仪器要细心操作,保证仪器不损坏和安装位置正确,埋设仪器过程中应进行现场维护。
②根据仪器埋设的数量,备齐仪器(已根据设计施工要求接长电缆)和附件(支座、支杆等),并做好仪器编号和存档工作,同时考虑适当的仪器备用量;③按照埋设点的高程、方位及埋设部位混凝土浇注进度,将预埋件预埋在先浇注的混凝土层内,预埋件杆外露长度应≥20cm(如图7-3(a)),预埋杆可根据需要适当加长,其螺纹部分应用纱布或牛皮纸包裹好,以免砂浆沾污或碰伤;④当混凝土浇注到接近埋设高程时,用适当尺寸的挡板挡好埋设点周围的混凝土,取下预埋件螺纹的裹布,安装支座并固定其位置和方向,然后将支杆套管按设计要求的方向装上支座。
应变计组仪器编号如图7-3(b)所示;⑤将套管上螺帽松开,取出支杆(螺母应套在支杆上)旋入仪器上接座端,拧紧后将支杆套入套管内,将螺帽并紧(见图7-3(c));⑥将接好仪器的支杆插入支杆套筒内,借助支杆两端的橡胶圈保证支杆的方向和位置稳定。
⑦按设计编号安装好相应的应变计,应严格控制应变计的安装方向,埋设仪器的角度误差应不超过1°。
定位后将仪器电缆捆扎一起,并按设计去向引到临时或永久观测站;⑧仪器周围的混凝土,应剔除粒径大于8cm的骨料,从周围慢慢倒入仪器附近,并用人工方法捣实;ac图7-3 应变计组埋设⑨ 埋设过程中应进行现场维护,非工作人员不得进入埋设点5m 半径范围以内。
仪器埋好后,其部位应做明显标记,并留人看护。
⑩ 应变计安装埋设完毕后,二小时测1次,至混凝土终凝后改四小时1次测一天,再改八小时一次测一天,再改一天测一次,逐渐减少至施工期正常观测频次。
应变计的观测时间应与相应的无应力计相同。
为减少和避免约束应力的影响,应变计应埋设在浇筑层的中部,该层与上、下层砼浇筑时间间歇不应超过10天。
(2)碾压混凝土中应变计组的埋设对于碾压混凝土施工方法,应变计宜采用挖坑埋设方法。
① 根据仪器埋设的数量,备齐仪器(已根据设计施工要求接长电缆)和附件(支座、支杆等),并做好仪器编号和存档工作,同时考虑适当的仪器备用量;② 由于应变计组的坑埋需采用反向埋设,因此向下垂直90度向、45度向、135度向的应变计需在接长电缆前装上特制的反向接头(如图7-3(d)所示),接长电缆后经测量是正常的再运到现场;③ 按照上一节应变计组附件安装方法,按设计编号安装好相应的应变计。
其中向下垂直向、45度向、135度向的应变计采用特制的反向接头和带有电缆一侧的仪器端座連接,然后接在支座支杆上,反向接头与仪器端座是用螺丝連接或用止紧螺钉止紧。
为了保证测点真正处于“点应力状态”,尽可能縮小成组仪器布置范围(支座支杆加工成8厘米长)。
互成90度水平向两支应变计可以不使用反向接头;④ 可采取两种坑埋方式,一种是在测点处预置80×80×30cm 的预留盒,待第二层碾压后取出预留盒,造成一个80×80×60cm 的预留坑;另一种方式是在碾压过的混凝土表面现挖一个深60cm 、底部为70×70cm 的坑。
将已装在支座支杆上的应变计组倒置,慢慢放入挖好的坑内并定位,所有应变计应严格控制方向,埋设仪器的角度误差应不超过1°,其安装方法如7-4所示;图7-4 碾压混凝土中应变计组反向埋设⑤用相同的碾压混凝土料(剔除粒径大于8cm的骨料)人工回填覆盖,加适量含水泥的水,采用小型振捣棒细心捣实。
测点处周边2m范围不得强力振捣,该处上层混凝土仍为人工填筑,小型振捣棒捣实。
也可在回填混凝土并经人工捣实后,采用1吨人工碾碾压8~10遍;⑥埋设仪器在回填碾压混凝土和碾压过程中,应不断监测仪器变化,判明仪器受振动碾压后的工作状态;⑦仪器引出电缆,集中绑好,开凿电缆沟水平敷设,电缆在沟内放松成S形延伸,在电缆上面覆盖砼的厚度应大于15cm,回填碾压砼也是要剔除4cm以上的大骨料,然后用碾子碾压实,避免沿电缆埋设方向形成渗水途径。