YC-VWE 型土压力计

1 用途

YC-VWE 型振弦式土压力计适用于长期测量土石坝、土堤、边坡、路基等结构物内部土体的 压应力，是了解被测结构物内部土压力变化的有效监测设备，并可同步测量埋设点的温度。

振弦式土压力计结构简单，测值稳定,方便安装在需要长期监测土类物质压应力的任何场 合。振弦式土压力计具有参数识别功能。

2 规格及主要技术参数

规格型号		YC-VWE
尺寸 参数	最大外径 D	100mm
	承压盘高 H	21mm
性能 参数	测量范围 KPa	0～1000
	分辨率	≤0.5%
	拟合精度	≈0.5%F.S
	测温范围	-40℃~+80℃
	灵敏度	±0.1℃
	测温精度	±0.5℃
	耐水压	测量范围 1.2 倍
	绝缘电阻	≥50MΩ
	储存温度	-30℃~+70℃

注：频率模数 F=Hz2 ×10-3

3 结构及工作原理

3.1 结构

YC-VWE 型振弦式土压力计由背板、感应板、观测电缆、振弦及激振电磁线圈等组成。

 

 

 

 

 

3.2 工作原理

当被测结构物内土应力发生变化时，土压力计感应板同步感受应力的变化，感应板将会 产生变形，变形传递给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，即可测出被测结构物的压应力 值。同步测量埋设点的温度值。

3.3 计算方法

a) 当外界温度恒定，土压力计仅受到压应力，其压应力值 P 与输出的频率模数△F 具有 如下线性关系：

P = k×△F

△F = F - F0

式中：P—土压力计的测量值，单位为 KPa；

k—土压力计的测量灵敏度，单位为 KPa/F；

△F—土压力计实时测量值相对于基准值相的变化量，单位为 F；

F—土压力计的实时测量值，单位为 F；

F0—土压力计的基准值，单位为 F。

b) 当作用在土压力计上的压应力恒定，而温度增加△T，此时土压力计有输出量

△F´ , 这个输出量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—土压力计的温度修正系数，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) 当土压力计受到压应力和温度的双重作用，土压力计的一般计算公式为：

Pm = k×△F + b×△T = k×(F - F0) + b×(T - T0)

式中：Pm—被测结构物的压应力值，单位为 KPa。

4 安装与使用

4.1 概述

振弦式土压力计是用于测量被测物与土体接触面(界面)的压应力，如混凝土建筑物基础 与土基接触面的压应力；地下遂洞、隧道混凝土护壁与土体的压应力；人工护坡、护壁、抗 滑桩与土体的压应力；土石坝、路基等内部土体的压应力。

土压力计测量的是被测体与土体接触面的压应力，安装埋设方法不正确极易会导致土压 力计与被测物体脱空卸载，影响测值的准确性。

4.2 安装方法

 

 

 

 

 

 

 

4.2.1 根据结构要求先定测试点与测力方向。使土压力计受力面（光面）与受力方向垂直安装好。(图 4.2.1)

（图 4.2.1）常规安装示意图

注：

土压力计周围应用30cm左右的细砂（里面不能有大颗粒硬物）包裹并压实。

土压力计的受压面须面对欲测量的土体。

承受土压力计的土面须严格整平，回填土料应与周围土料相同（除了石料）

将导线沿结构体引出，最好采用护套管保护好，连接仪器。将土压力计与所配接的产品连接好。记录下零点应变初值并保存好记录资料。

4.2.2 安转前用土工布袋（塑料袋也可）将传感器包裹严实好，然后将膜片受力面贴紧围岩面安装固定则用现场钢筋头搭焊简易支架支撑(图 4.2.2)。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

（图4.2.2）土压力盒隧道围岩测量安装

4.3 电缆的敷设

观测电缆的埋设采用挖沟埋设，沟深不小于 0.3m，堆石坝内埋设观测电缆应加保护管。 观测电缆在敷设引长时要留有余量，不要拉直和交绕，土压力计在出线口处电缆应打回环,  避免出线口处电缆受力过大。

4.4 测读基准值

土压力计安装埋设完成后应及时测读土压力计的读数(此时的读数应比埋设前大)，选取 稳定的测值作为基准值。土压力计上浇注混凝土应选取水化热过后的测值，分时连续测读 3 次，其读数基本相同经平均后的测值做为基准值。基准值选定后应做好记录，作为计算的基 准值。

4.5 注意事项

埋设前应首先检查土压力计确保仪器完好，按设计要求接长电缆，做好编号。

埋设土压力计时应特别注意：水泥沙浆不能包裹住土压力计的受力感应板，土压力计的 受压面要与土体充分接触，土压力计的背板四周缝隙用水泥沙浆填充捣实。

埋设安装后的土压力计初测值应大于埋设前自由状态，安装后的土压力计应在受压状态。

土压力计安装就位后应及时测量仪器初值，根据仪器编号和设计编号作好记录并存档， 严格保护好仪器的引出电缆。

5 测量

现场测量土压力计用读数仪测量，将测量线一头连接读数仪，测量线另一头的各色夹子 对应连接土压力计的输出电缆，黑、红测频率，白、绿测温度。土压力计内附有智能识别芯 片，其内存贮有该土压力计的编号、标定系数K、温度修正系数b等信息。用读数仪测量时会 自动将识别信息读出，顺序存入读数仪内，通讯给计算机，方便快速统计计算及查询，使测 量工作实现人工智能无纸化操作。

工程现场多支土压力计电缆被意外挖断，仅用读数仪测量一遍，就可自动识别出每支土 压力计所对应的编号及身份信息。

6 土压力计故障检查

当土压力计测量出现故障时，可用万用表检查土压力计电缆芯线间的电阻值，其正常状 况红、黑芯线电阻值通常为300Ω左右；绿、白芯线电阻值在温度25℃时应为3kΩ左右；红、 黑线对绿、白线或对屏蔽线(裸线)间绝缘电阻值应﹥50MΩ(测量绝缘电阻时可使用100V 直流 兆欧表，万用表测量绝缘电阻应用MΩ档，其值应为无穷大∞)。

7 电缆故障检查

土压力计电缆接长用型号为YSPT－4水工专用观测电缆，其电缆电阻值约为45Ω/km左右。 7.1 用万用表测量(黑、红芯线)的电阻值：正常情况为300Ω左右，再加上电缆的电阻值。

a) 如果电阻测值正常，可能仪器损坏或进水；

b) 如果电阻测值非常大或无穷大，电缆或接头断路；

c) 如果电阻测值非常小，电缆或接头短路。

其表现为读数仪测量不出频率值。

7.2 用万用表测量(白、绿芯线)的电阻值：正常情况在温度25℃时应为3kΩ左右，再加上电 缆的电阻值。

a) 如果电阻测值正常，请检查读数仪及其测量连接线；

b) 如果电阻测值非常大或无穷大，电缆或接头断路；

c) 如果电阻测值非常小， 电缆或接头短路。

其表现为读数仪测量不出温度值。

7.3 用100V 直流兆欧表或万用表测量土压力计电缆芯线(红、黑线对地线，白、绿线对地线，

红、黑线对白、绿线)的电阻值，其测值如果很小﹤5MΩ ,可能电缆接头进水短路。

其表现为读数仪测量正常，YC2000-3-M16 型振弦采集单元测量频率值可能会引起测值不 稳，测量温度值将比正常值偏低10～20℃左右。

8 读数仪测值不稳

a) 将屏蔽线并接到读数仪测量线的黑线夹子上；

b) 可能电缆接头处进水，将其剪掉，重新连接；

c) 确定土压力计的频率范围，正确选择读数仪的激励类型；

d) 确定土压力计的温度电阻基值，正确选择读数仪的电阻基值；

e) 检查附近是否有干扰源，如电动机、发电机、天线或交流动力电缆，远离上述干扰源。

9 注意事项

土压力计安装前、后应测量频率和温度值，根据土压力计编号和设计编号作好记录并存 档，特别注意保护土压力计观测电缆。

10 验收与保管

用户开箱验收仪器，应先检查仪器的数量(包括附件)及出厂检验合格证等是否与装箱清 单相符。开箱后每支仪器应先用 100V 兆欧表量测电路与密封壳体之间的绝缘电阻，其测值应 满足绝缘电阻规定要求。验收时每支仪器应用读数仪测量，检查仪器是否正常。仪器应保管 在干燥、通风的房间中。

11 附言

YC-VWE 型振弦式土压力计自出厂之日起壹年内，如性能低于技术条件要求且系属产品  质量问题，本公司负责免费维修或更换(若因现场防雷系统不完善遭遇强雷电等不可抗力所造 成的损坏不在其例）。

 

本使用说明由南长沙云超信息科技有限公司编制

使用说明中的型号、参数、公式、文字如遇有修改，恕不另行通告，谨请以最新版本为准。