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差阻式渗压计作业指导书

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: (4)2.3型号、规格及技术指标 (4)3.1验收与保管 (5)3.2仪器安装 (5)3.2.1 渗压计的安装 (6)3.3 电缆安装 (12)3.3.1 仪器电缆接长 (13)3.3.2 电缆的接长 (13)4、数据读取与计算 (14)4.1 人工测量与计算 (14)4.1.1 仪器与差阻式仪器检测仪的连接 (14)4.1.2 数据读取与记录 (14)4.2 自动测量 (15)4.2.1 自动测量的计算 (15)5、注意事项 (15)6、安全与环保 (16)6.1安全施工 (16)6.2环境保护 (16)7、附件 (16)颁布日期:2010-1-1差阻式渗压计作业指导书1、适用范围及依据1.1适用范围差阻式渗压计用于监测岩土工程和其他混凝土建筑物的渗透水压力,适用于长期埋设在水工建筑物或其它建筑物内部及其基础,测量结构物内部及基础的渗透水压力,并同时测量埋设点的温度。

也可用于水库水位或边坡地下水位的测量。

1.2标准及依据DL/T 5178-2003 《混凝土大坝安全监测技术规范》SL 60-1994 《土石坝安全监测技术规范》GB/T 3409-1994 《差动电阻式孔隙水压力》2、测量原理及仪器结构2.1测量原理:差阻式渗压计埋设于混凝土或基岩内,渗透水压力自进水口经透水石作用于感应弹性膜片上,引起感应膜片位移,从而使其敏感组件上的两根电阻丝电阻值发生变化(如图),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渗透压力的变化量。

渗压计可同时测量电阻值的变化,经换算即为测点处的温度测值。

差阻式渗压计的电阻变化与渗透压力和温颁布日期:2010-1-1度的关系如下:(1)当仪器温度不变而轴向受到渗透水压力p 时,电阻比将有增量ΔZ的变化。

p与ΔZ有如下线性关系:p =ƒΔZ常数ƒ为仪器的最小读数,单位为(MPa /0.01%)(2)当仪器两端标距不变而温度增加Δt 时,这时电阻比亦将有ΔZ ′的变化,表现为仪器存在一个压力p′ = f ΔZ ′,这个压力量仅仅是温度变化造成的,而仪器并没有变形(仪器两端标距不变),因此在计算仪器渗透水压力时,必须加以扣除。

通过实验可知,p′、ΔZ ′与Δt 具有下列线性关系:p′=fΔZˊ=–bΔt常数 b称为仪器的温度修正系数,单位为 MPa/ºC(3)埋设在混凝土建筑物内部的渗压计,受着应力和温度的双重作用,因此渗压计的一般计算公式为:p =fΔZ-bΔt式中:p —渗透水压力(MPa),受压为负值;f —渗压计最小读数(MPa /0.01%)由厂家所附卡片给出b —渗压计的温度修正系数( MPa /ºC )由厂家所附卡片给出ΔZ —电阻比相对于基准值的变化量,仪器压力升高,ΔZ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。

(4)仪器内部的总电阻值Rt =( R1+ R2),与仪器t具有如下关系:当40ºC≥t≥0ºC时t= aˊ(R1-R′)式中:t —埋设点的温度(ºC )Rt—仪器的总电阻值(Ω)R′—仪器计算零度电阻值(Ω),由厂家所附卡片给出颁布日期:2010-1-1 aˊ—仪器零上温度系数(ºC / Ω)由厂家所附卡片给出2.2仪器结构:差阻式渗压计主要由前盖、透水石、弹性感应膜片、密封壳体、传感部件和引出电缆等组成,传感部件为差动电阻式感应组件。

2.3型号、规格及技术指标3.1验收与保管(1)仪器到达施工现场后,应开箱检查。

用户开箱验收仪器时,应先检查仪器的数量(包括仪器附件)及检验合格证与装箱单是否相符。

(2)对于箱内每台仪器,先用100V兆欧表及万用表,分别检查常温绝缘电阻及总电阻值,绝缘电阻不应低于50MΩ,总电阻值与常温电阻值相比较不应有大的变化。

(3)仪器各项系数的检查验收方法,可参照GB/T3411-94 的实验方法进行。

(4)渗压计自由状态的电阻比,随温度变化而变化,温度每升高1ºC时,电阻比约增加b/f×0.01%。

现场实测的自由状态电阻比如与计算的电阻比相差大于5×0.01%时,应与厂家联系处理。

考核仪器稳定性的主要指标是仪器实测零度电阻值,仪器实测零度电阻值不应有较大的变化,当变化大于0.1Ω,应于厂家联系。

(5)仪器存放环境,应保持干燥通风,搬运时应小心轻放,切忌剧烈震动。

(6)如经检测有不正常读数的仪器,请返回厂家,不可在现场打开仪器检修。

3.2仪器安装差阻式渗压计的使用场合很多,应根据不同的使用条件进行埋设安装。

常用的安装埋设方式有以下几种:ƒ (1) 在现浇混凝土内埋设;ƒ (2) 在基岩面上埋设;ƒ (3) 在土体中埋设;ƒ (4) 在水平浅孔中埋设;ƒ (5)在深孔中埋设;ƒ (6) 在测压管中安装。

渗压计在安装时应注意如下几点:(1)进水条件:必须确保仪器的进水口畅通,防止水泥浆堵塞进水口,为此应将进水口用无纺土工布或钢丝布或多层细纱布装中砂、细砂做成人工的反滤层砂颁布日期:2010-1-1袋包裹;(2)仪器预饱和:由于混凝土的渗透系数很小,而渗压计前盖空腔内有一定容积,需要一定的水量才能充填满。

为了解决这个问题,使仪器的滞后尽可能的小,在仪器埋设前(将透水石取下用水煮沸,然后再装上)必须将前盖空腔装满水,并排除气泡,滤层的砂也需充分饱和,埋设时将进水口朝上,以免空腔内的水溢出。

(3)密封止水:埋设在接近坝体迎水面的仪器,在电缆引出的途中,必须设有止水板,以防止迎水面高压水顺电缆渗透。

3.2.1 渗压计的安装3.2.1.1 安装前的准备(1)将透水石取下,用水煮沸;(2)渗压计前盖朝上,空腔装满水,并排除气泡;(3)根据应用场合和设计要求,安装不同进气值的透水石。

安装低进气值的渗压计,宜用无纺土工布装干净的饱和细纱包裹,做成反滤砂袋,直径约为10cm;(4)安装埋设前应使渗压计及其反滤砂包保持为饱和状态。

3.2.1.2 仪器的安装A 在现浇混凝土内埋设在现浇混凝土内埋设渗压计,通常埋设在采用分层浇注施工时的混凝土块施工缝上,主要用于监测在库水作用下,沿混凝土施工缝的渗透水压力。

(1)在先浇注的混凝土块层面上的测点处预留一个直径20cm、深30cm的孔;(2)在上层混凝土浇注前,将包裹反滤料的渗压计放入孔中,孔内填满饱和细沙,颁布日期:2010-1-1孔口加一盖板(如图所示);(3)理顺电缆,引向测站,测量初值,开始混凝土浇注。

B 在基础面上埋设a 混凝土结构物基础(1)在基岩上钻一集水孔,孔径Ø5cm,深100cm,孔内填以干净的砾石;(2)将包裹细沙反滤料的渗压计放在集水孔上,在砂包上覆盖砂浆,待砂浆凝固后即可浇注混凝土(如图所示);(3)纪录埋设前后的仪器測值。

注:当混凝土结构物(如混凝土坝)的基础需进行固结灌浆和帷幕灌浆,因压力灌浆的浆液可能堵塞集水孔和仪器进水口,故在灌浆施工之前不宜采用此法安装渗压计。

b 土石坝基础(1)当土石料填筑高于基础50~100cm 时,在测点处暂停填筑,挖去填土,露出50×40cm的基础;(2)在底部填20cm厚的砂,放入包裹细沙反滤料的渗压计,再覆盖20~30cm 的砂,浇水使砂层饱和;(3)仪器电缆沿挖好的电缆沟引向观测站。

电缆沟宽50cm、深50cm,电缆线之间应颁布日期:2010-1-1平行排列,呈S形向前引伸(如图所示);(4)用原填筑料分层回填,并用木槌分层击实。

回填压实密度和含水量应与坝体设计一致;(5)仪器和电缆的回填土在120cm 以内时,用人工或轻型机械进行压实;填土厚的120~200cm时,可用静碾压实;填土超过200cm以上时,可进行正常碾压施工;(6)纪录埋设前后的仪器測值。

C 在土体中埋设填筑体(如土石坝)在施工期埋设渗压计,可采用坑埋方法;在施工完毕后的运行期埋设渗压计,则可采用钻孔方法(见第 E 节)。

a 一般土料(1)当土石料填筑高于设计埋设高程40cm 时,在测点处暂停填筑,挖出一个底部尺寸(长×宽)为30×30,深为50cm的坑;(2)在底部填10cm 的干净中粗砂,放入包裹细沙反滤料的渗压计,再覆盖20cm 的中粗砂,浇水使砂层饱和;(3)用原填筑料分层回填,并用木槌分层击实。

回填压实密度和含水量应与坝体设计一致。

对粗颗粒料中的埋设,应采用反滤的形式整平埋设基床和回填土料,由靠近仪器为细料向粗料过渡(如图所示);颁布日期:2010-1-1 (4)仪器电缆沿挖好的电缆沟引向观测站。

电缆沟宽40cm、深40cm,电缆线之间应平行排列,呈S形向前引伸。

可根据设计要求,采用套管、槽板等对电缆进行专门的保护;(5)仪器和电缆的回填土在120cm 以内时,用人工或轻型机械进行压实;填土厚的120~200cm时,可用静碾压实;填土超过200cm以上时,可进行正常碾压施工;(6)纪录埋设前后的仪器測值。

说明:也可采用专用钻孔工具钻孔埋设,在填筑高程高于埋设部位100cm时进行。

b 粘性土料在粘性土料(土石坝的粘土心墙)中埋设渗压计,当透水石为高进气值时,也可以采用不设反滤料的直接埋设方法。

(1)当土料填筑高于设计埋设高程50cm 时,在测点处暂停填筑,挖出一个底部尺寸(长×宽)为30×30,深为40cm的坑;(2)在底部用与渗压计直径相同的前端呈锥形的铁棒打入土层中,深度与仪器长度一样,拔出铁棒后,将透水石已饱水的仪器读取初值后迅速插入孔内,并用手加压。

仪器压入孔内后,用原填筑料分层回填,并用木槌分层击实。

回填压实密度和含水量应与坝体设计一致。

(如图所示);(3)同层仪器电缆沿挖好的电缆沟汇集在一起,并在心墙体内沿竖向引至顶部观测站。

电缆沟宽40cm、深40cm,电缆线之间应平行排列,呈S 形向前引伸。

可根据设计要求,采用套管等对电缆进行专门的保护;(4)仪器和电缆的回填土在120cm 以内时,用人工或轻型机械进行压实;填颁布日期:2010-1-1土厚的120~200cm时,可用静碾压实;填土超过200cm以上时,可进行正常碾压施工;(5)纪录埋设前后的仪器測值。

D 在水平浅孔中埋设在地下洞室围岩内或边坡岩体表面浅层埋设渗压计,需要采用水平浅孔埋设和集水。

浅孔的深度为50cm,直径150~200mm,如果孔内无透水裂隙,可根据需要的深度,在孔底套钻一个Ø30mm的小孔,经滲水试验合格后,小孔内填入砾石,在大孔内填含水细砂,将饱水的渗压计埋设在细砂中,孔口封以盖板,并用水泥砂浆封固,砂浆凝固后即可浇注混凝土或填筑土石料(如图所示)。

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