結構健康監測和岩土技術測試

本月，我們談論的是結構性健康監測和岩土技術測試。

我們首先討論振動線傳感器的工作原理，優勢和局限性。

我們的第二篇文章介紹了樣本情況，其中已經合並了振動線傳感器和其他傳感器以收集數據以確保安全進行挖掘或修複。

最終，我們很高興能參加QLD的Concrete 2013，並希望在那裏見到我們的許多客戶。

振動線傳感器

用於結構健康監測或岩土技術應用的儀器可能需要各種不同的傳感器類型。

振動線傳感器測量鋼絲長度的張力的變化。該線固定在兩個點上，如果設置在運動中會以張力控製的固有頻率振動。該原理的最簡單應用是在結構上的兩個點之間固定傳感器，並在點擴展或收縮時測量與固有頻率變化有關的應變。

測量固有頻率要求將大眾儀表設置為運動，並將振動轉換為電信號。兩者都可以使用靠近鋼絲的電氣線圈來實現。發送到線圈的電壓脈衝將創建一個電磁場，吸引電線並將其置於運動。該運動將在線圈中以與電線振動相同的頻率誘導替代電流信號。

要測量除應變以外的其他參數，大眾傳感器需要變得更加複雜。例如，可以通過將電線末端固定到將被壓力差異置換到隔膜的末端來構建簡單的壓力傳感器。該結構可以與儲層一起使用，以測量垂直位移，也可以是用壓力計用來測量孔隙氣壓或孔隙水壓的壓力傳感器。也通常將溫度傳感器（例如熱敏電阻作為傳感器封裝的一部分）包含，因此可以校正溫度變化。

振動線傳感器最大的優勢是測量頻率而不是電阻或電壓。頻率信號可以在很長的電纜長度上有效地攜帶，如果有地麵泄漏，電纜絕緣損壞（除非電纜完全腐蝕）或類似的風險，那麼頻率信號幾乎沒有困難。電磁幹擾可能是一個問題，但通常可以通過使用屏蔽電纜和現場選擇來減少。

振動線傳感器的最大風險是長期零漂移。電線腐蝕是漂移的一種來源，但不太可能建造傳感器以消除電腐蝕並正確密封。由於連續張力下的電線蠕變引起的漂移更大，可以通過預先調整傳感器來減少，通常使用高溫循環會消除傳感器中的許多應力並減少安裝的零漂移。

振動電線傳感器和應用的示例

傳感器	應用
壓力計	在完全或部分飽和的土壤中測量孔隙水壓
延伸計	監視線性位移
壓力電池	監視隧道襯裏的壓力軸承
錨載荷電池	監視施加錨或直接壓縮負荷的緊張局勢
裂紋計	特定的延期計格式旨在監視沿結構中裂縫或關節的線性位移
液體沉降係統	使用大眾傳感器和一列水來測量土方垂直位移的係統

參考

Dunnicliffe，J，1993年。用於監測現場性能的岩土工具。第一版。紐約：約翰·威利（John Wiley＆Sons Inc）。

挖掘和維修的儀器

混凝土修複儀器

建築項目期間的安全很重要。在一個特定的維修項目中，確定煤炭笨蛋壁的穩定性在水力降低期間處於危險中，以準備修理貼片。使用水溶液去除混凝土可能會削弱結構，並使工人處於危險之中。

工程師確定應變計可用於監視所選點結構中的任何運動。安裝的儀表是帶有灌漿安裝塊的振動線表麵安裝的應變儀。由於任何可以釋放的力的未知性質，安裝都需要設置為中間頻率。菌株可能是負或陽性的，因此靈活性在設置中很重要。

係統使用了坎貝爾科學CR800數據記錄儀，以在計算機處滿足應變限製時發出警報。使用了備份電池，並將係統插入電源電源以滴入數據記錄器充電。這意味著即使在擴展功率下，數據記錄器仍將運行。

挖掘儀器 - 案例研究

項目名稱：人類進化博物館，布爾戈斯項目年：2004-2005

項目概述：該地點的工作始於2004年，人類進化博物館於2010年7月13日開幕。其基礎基於位於Burgos以東20公裏的Atapuerca考古遺址。Atapuerca網站已被指定為聯合國教科文組織世界遺產。

專業的岩土技術公司Kellerterra簽訂了簽約，以建造深厚的基礎，用於支持結構和地下停車場和博物館較低層。

這個深層基礎的一部分需要建造隔膜壁，深度約為20米。

進行監測：定期監測隔膜牆撓度的數據，以確保建築質量和相鄰建築物的安全性，鑒於其高密度的城市環境，尤其重要。由於挖掘的深度和古代建築物的接近性，通過嵌入振動的電線應變測量表和傾斜度計外殼，需要在隔膜壁內進行廣泛的監測。因此，可以測量隔膜壁上的負載和撓度。使用振動的電線錨載荷電池監測綁帶錨。

所有應變計均連接到數據記錄器和監視點，這是一個基於Web的數據可視化軟件，可以通過Internet查看數據。設置了預設的觸發水平，並作為建築安全係統的一部分製定了警報製度。
還在發掘周圍安裝了傾斜度，以測量任何地麵運動。

使用的產品列表：

• 大眾嵌入應變測量表：監測籠子內的應變
• 斜率和傾斜儀外殼：監視擋土牆內外的運動
• 大眾錨式負載電池：監視地麵錨內的負載
• 地質數據數據記錄儀：要捕獲數據，將其存儲並上傳到Internet
• 監視點：可視化軟件可實時提供信息

文章中使用的部分圖像的一部分使用Wikimedia Commons的元素，可以在以下地址中找到：http://commons.wikimedia.org/wiki/file：simple_sine_wave.svg /http://commons.wikimedia.org/wiki/file：coil.gif /http://commons.wikimedia.org/wiki/file：hyteroresistor.svg