振弦式渗压计

振弦式渗压计
VWP型振弦式渗压计产品使用说明书
仪器型号：
VWP型振弦式渗压计，其中包括有VWP-1、VWP-2、VWP-4、VWP-6、VWP-10、VWP-16、VWP-25等系列型号。

仪器用途：
VWP型振弦式渗压计适用于长期埋设在水工结构物或其它混凝土结构物及土体内，测量结构物或土体内部的渗透(孔隙)水压力，并可同步测量埋设点的温度。

渗压计加装配套附件可在测压管道、地基钻孔中使用。

产品特点：
渗压计使用场合很广，如测量混凝土的渗透水压力，土壤中的孔隙水压力，扬压力管内的水位等，所以埋设安装时应根据不同情况进行布设。

渗压计用于观测土体中的孔隙水压力及岩体和混凝土内的渗透水压力，埋设安装时应根据设计要求进行观测点的布设，并根据被测结构物的特点采用相应的安装埋设方法。

工作原理：
当被测水压荷载作用在渗压计上，将引起弹性膜板的变形，其变形带动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，即可测出水荷载的压力值。

同时可同步测出埋设点的温度值。

技术参数：
规格代号VWP-1 VWP-2 VWP-4 VWP-6 VWP-10 VWP-16 VWP-25 尺
寸
最大外径D，mm 30
参数
长度
L，mm
140
测量范围，KPa 0～160 0～250 0～400 0～600
0～
1000
0～
1600
0～
2500 最小读数k，KPa/F ≤0.072≤0.11≤0.18≤0.27≤0.45≤0.72≤1.13
性
能
参
数
温度测量范围，℃-25～+80
温度测量精度，℃±0.5
温度修正系数b，KPa/℃≈0.8≈0.8≈0.6≈0.6≈0.6≈0.6≈0.6绝缘电阻，绝缘电
阻，MΩ
≥50
工程适用：
其产品已广泛应用于水电,铁路,公路,矿山,国防及建筑工程安全监测领域物理量的测量，既具有光纤高灵敏度、高精度，又具有高可靠性和恶劣环境适应性。

计算方法：
a)当外界温度恒定，渗压计仅受到渗透(孔隙)水压力时，其压力值P与输出的频率模数△F具有如下线性关系：
P = k△F
△F= F0 - F
式中：k —渗压计测量压力量的最小读数，单位为KPa/F ；
△F—渗压计基准值相对于实时测量值的变化量，单位为F；
F —渗压计的实时测量值，单位为F；
F0 —渗压计的基准值，单位为F。

b)当作用在渗压计上的渗透(孔隙)水压力恒定时，而温度增加△T，此时渗压计有一个输出量△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。

实验可知△F´与△T具有如下线性关系：
P´=k△F´+b△T= 0
k△F´=-b△T
△T= T - T0
式中： b —渗压计的温度修正系数，单位为KPa /℃；
△T—温度
实时测量值相对于基准值的变化量，单位为℃；
T —温度的实时测量值，单位为℃；
T0 —温度的基准值，单位为℃。

c)当渗压计受到渗透(孔隙)水压力和温度的双重作用时，渗压计的一般计算公式为：
Pm = k△F+ b△T= k (F0 - F) + b (T - T0)+Q
式中：Pm —被测渗透(孔隙)水压力量，单位为KPa；
Q —若大气压力有较大变化时，应予以修正。

安装事项：
安装前的准备
渗压计在安装之前，应先进行检测，合格后方能使用。

渗压计预饱和：由于渗压计的透水板有一定的渗透系数，而水压力又是穿过透水板后作用在渗压计的感应膜上，如果透水板与感应膜前的储水腔没有充满水(含有气泡)，将会造成渗压计测值的严重滞后。

安装埋设前渗压计端部的透水板必须驱除空气。

具体操作方法：先将透水部件从渗压计主体上卸下，然后将透水部件放入水中浸泡2小时以上，排除透水石中的气泡，使其充分饱和。

最后将渗压计主体和透水部件浸没在水中重新装配起来。

排除透水石中气泡的最好做法是，先将透水部件放入沸水中煮透，然后将用于煮透水部件的少量热水连同透水部件一同倒入盛有冷水和渗压计主体的容器内组装。

安装埋设方法
在混凝土浇筑层面埋设
当混凝土浇筑层达到设计要求需安装埋设渗压计的高程时，应在浇筑再上一层混凝土前，在埋设位置的层面做一个深30cm、直径20cm的孔。

在孔内铺一上细砂，将预备好的渗压计放在孔内砂垫层上，用粗砂将渗压计四周埋好，布置好观测电缆的走向后再浇筑上层混凝土。

在基岩面上埋设
在渗压计埋设的基岩位置钻一个孔深100cm、孔径5cm的集水孔。

钻孔经过渗水试验合格后，将事先准备好的裹有细砂包的渗压计放在集水孔中。

沙包的准备过程：将一布袋放入盛水大容器内，袋内充填适量级配砂，将渗压计放在袋的中央，并继续在渗压计周围充填级配砂，待充满后将袋口扎紧。

如不用沙包也可用土工布把渗压计裹严后埋设，沙包在埋设前都应浸没在水中保存。

在水平浅孔内埋设
在地下洞室围岩内或边坡基岩表面浅层埋设渗压计，需要用水平浅孔埋设和集水法。

在埋设渗压计的位置钻一个水平孔深50cm、孔径15cm～20cm 的浅孔，如孔无透水裂隙，可根据需要的深度，在孔底套钻一个3cm的小孔。

经渗水试验合格后，在小孔内填入砾石，在大孔内填入细砂。

将渗压计埋在细砂中，孔口用盖板封上，引出仪器电缆后用水泥沙浆封住，接长观测电缆，安排好观测电缆的走向，待沙浆凝固后，即可填筑混凝土。

在坝基深孔内埋设
在坝基深孔内埋设渗压计时，深孔直径不小于100mm，埋设前测量好孔深，并清理钻孔，清理深度至少比要求的渗压计埋设高程深0.4米。

安装埋设前，先将仪器装入能放入钻孔内的沙包中，包中装粗砂。

或者用土工布包裹住渗压计。

向孔底倒入40cm厚的级配砂，然后将装有渗压计的砂包吊入孔底。

如孔太深，砂包及电缆自重超过电缆强度时，可用钢丝吊住渗压计的尾部横孔，并把电缆绑在钢丝上进行吊装，这样可以避免电缆损坏。

仪器吊装好后对仪器进行读数以确定渗压计是否完好的，此后填入40cm厚的中粗砂，然后向孔内灌水，使观测段饱和，再填入20cm厚细砂，余下孔段灌注水泥沙浆。

如果需要分层观测渗透水压力时，可在一个孔内埋设多支渗压计，埋设方法则是逐级重复上述整个过程，只要注意做好相邻渗压计之间的封闭隔离既可。

如观测某一点的渗透水压力时，应将渗压计封闭在不大于0.5m 的钻孔渗水段内。

如钻孔岩体渗透系数很小时，渗压计应埋在体积较小的集水孔段内。

渗压计在土石坝中的安装埋设
施工期的安装埋设
土石坝内、坝基内渗压力计的埋设，可采用坑式埋设法。

在坝内埋设时，当坝面填筑高程超出测点埋设高程约0.3米时，在测点位置挖坑坑深约0.4米，采用砂包裹体的方法，将渗压计在坑内就地埋设。

砂包裹体由中粗砂组成，并灌水饱和。

然后采用薄层辅料、专门压实的方法，回填原开挖料。

埋设后的渗压计，其上的填方安全覆盖厚度应不小于1米。

渗压计的观测电缆可沿坝面开挖沟槽敷设。

当横穿防渗体敷设
时，应加止水环；当在堆石坝壳内敷设时，应加保护管。

当进入观测房时，应以钢管保护。

观测电缆在敷设时必须留有裕度，并禁止相互交绕。

敷设裕度依敷设的介质材料、位置、高程而定，一般约为敷设长度的5%～10%。

观测电缆保护管上的填方安全覆盖厚度，在粘性土填方中应不小于0.5米，在堆石填方中应不小于1米。

已建工程的安装埋设
已建工程渗压力计的埋设，应采用钻孔埋设法。

钻孔孔径，依该孔中埋设的仪器数量而定，仪器越多孔径越大，一般采用￠100～150mm的孔径。

钻孔孔深要比渗压计设计埋设高程深40cm以上。

成孔后应在孔底铺设20cm厚的砾石，砾石直径一般在10mm～20mm。

其上铺设级配砂垫层，厚约20cm。

渗压计埋设与封孔过程中，应随时进行检测，严禁施工中损坏传感器和观测电缆，一旦发现异常现象，必须及时处理或重新埋设。

注意事项：
渗压计安装定位后应及时测量仪器的基准值，渗压计测量并计算出的水压力量是一个相对基准值的变化量，所以基准值取的准确与否，将直接影响到测值的准确性。

仪器安装完成后，在无外荷载及混凝土水化热结束的情况下，可进行基准值的测试(测试基准值应在无压和恒温的状态下，如早晨测值比较稳定)。

记录渗压计两天以上的测值(频率和温度)，如果多次测值基本相同(误差≤0.5％F.S)，此测值可作为基准值。