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裂縫計法

“大水牛”裂縫計是監測裂縫寬度、開合度的儀器。主要用于橋梁、隧道、建築、混凝土路面等裂縫寬度的變化監測。在水利大壩、滑坡、地質災害、高速公路、鐵路、橋梁、隧道、基坑施工等土木工程質量檢測領域中得到廣泛應用。

➊産品組成

振弦式裂縫計由前後端座、保護筒、信号傳輸電纜、振弦及激振電磁線圈等組成。

➋工作原理

當被測結構物發生變形裂縫時将會帶動測縫計變化，通過前、後端座傳遞給振弦使其産生應力變化，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，頻率信号經電纜傳輸至讀數裝置，即可根據測量數據計算出被測結構物的變形量。

➌安裝方法

a、安裝前檢測

安裝前首先檢查儀器是否完好。方法是：将測縫計接上讀數儀，用手握住測縫計兩端，向兩頭拉或推測杆，看讀數儀讀數是否變化和正常。

b、布點

根據測試要求選擇好測試點，确認測縫計安裝位置和測試導線布線方式，選擇适當線長的測縫計布置在安裝點處。

c、安裝

測縫計安裝時應平行于被測結構的表面，并垂直于裂縫。

将測縫計拉伸至一定長度後（确保能夠測量拉伸和壓縮方向的變形量程，儀器讀數最好在20-30mm左右），定好安裝打孔位置；

用電錘（沖擊鑽）在打孔位置打孔，清除孔内雜物，植入膨脹螺絲安裝連接端座并擰緊螺絲；

将測縫計本體安裝于連接端座上；

記錄好安裝點對應的測縫計編号及安裝位置，裝置标識牌等；

測縫計安裝後，将測縫計測試導線引至觀測處，連接讀數儀，記錄初始測量記錄，并拍照存檔。

➍電纜安裝

儀器電纜布置時不得與交流電纜一同敷設，電纜走線應盡量避免受到移動設備、尖銳材料等的傷害。

振弦式裂縫計采用專用二芯電纜按照相同顔色芯線将儀器電纜接長。在現場加長測縫計的電纜時，先将電纜頭護層剝開40~50mm，然後按照芯線的顔色錯落（台階式）依次剝開絕緣層，剝絕緣層時應避免将導線碰傷，芯線的焊接必須牢固，各芯線之間必須有絕緣層隔離。要保證接頭完全防水，可使用自粘性熱縮管來密封連接。再整體用自粘性膠帶包裹，最外層用電氣膠帶包裹保護自粘性膠帶保護層不被破壞。也可以用專用防水接頭連接。

➎數據讀取與計算

振弦式裂縫計測試方法可采用手動和自動兩種，目前工程中主要用人工測讀方式進行量測，即用測讀儀現場量取傳感器頻率或頻模值。

a、儀器與測讀儀的連接

具體方法如下：接通測讀儀電源，振弦式裂縫計儀器電纜為2芯電纜，分别與測讀儀的連接電纜對應顔色的分線電纜用電纜夾相連，按測讀儀測試按鈕，測讀儀數顯窗口會出現數據（傳感器頻率或頻模值），反複幾次，觀測數據是否穩定，如果幾次測試數據變化量在1Hz以内，可以認為測試數據穩定，取平均值作為測試值。

由于測讀儀在測試時會發出很高的脈沖電流，所以在測試時操作者必須使測試接頭保持幹燥，并使接頭處的兩根導線相互分開，不要有任何接觸，不然會影響測試結果。

b、一般計算公式

當不考慮外界溫度變化時，裂縫計僅受到軸向變形，其變形量J與輸出的頻率模數△F具有以下線性關系：

J = K△F △F = F - F0

式中：

k — 标定系數，單位為mm/KHz2；

△F — 裂縫計實時測量值相對于基準值的變化量，單位為KHz2；

F —裂縫計的實時測量值，單位為KHz2；

F0 — 裂縫計的基準值，單位為KHz2。

➎自動化監測

自動化監測采用振弦式傳感器無線測量儀連接裂縫計，自動采集數據上傳到網絡平台，進行數據采集和分析。

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