1 用途
VWJV型振弦式脱空计适用于长期测量面板坝的混凝土面板与垫料层间，及其它混凝土结构物与地基之间因变形造成的脱空，并可同步测量埋设点的温度。
振弦式脱空计的传感器采用的是VWJV型振弦式位移计，由其加装配套附件而组成。振弦式位移计有温度自动补偿功能，经试验温度修正系数甚小，使用中不需要温度修正。振弦式脱空计具有智能识别功能。
2 规格及主要技术参数
| 规格代号 | VWJV-50 | VWJV-100 | |
| 尺寸 参数 | 外径D， mm | 30.5 | 30.5 |
| 长度L， mm | 340 | 400 | |
| 性能 参数 | 测量范围， KPa | 0～50 | 0～100 |
| 最小读数k， KPa/F | ≤0.02 | ≤0.04 | |
| 测量精度， %F.S | ±0.1 | ||
| 分辨力， %F.S | ≤0.1 | ||
| 温度测量范围， ℃ | -25～+80 | ||
| 温度测量精度， ℃ | ±0.5 | ||
| 温度修正系数b， KPa/℃ | ≈0.12 | ||
| 耐水压 | ≥1MPa | ||
| 绝缘电阻， MΩ | ≥50 | ||
| 执行 | 国标GB/T 3410.2-2008 | 非直线度≤2.0%F.S；不重复度≤0.5%F.S；滞后≤1.0%F.S；综合误差≤2.5%F.S | |
3 结构及工作原理
3.1结构
VWJV型振弦式位移计由脱空计专用支架、万向连轴节、不锈钢护管、二级机械负放大机构、信号传输电缆、振弦及激振电磁线圈等组成。
3.2工作原理
由于混凝土面板堆石坝的垫层料与面板间存在脱空现象，但过量的脱空位移势必恶化面板的运行，监测其脱空间距对坝体的安全显得尤为重要。
当面板坝的混凝土面板与垫层料之间发生位移变形时(脱空)，将会带动位移计的测杆伸缩，经万向节传递给位移计，位移计内的二级机械负放大机构将变形传递给振弦，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，即可计算出被测结构物的变形量。同时可同步测出埋设点的温度值。
脱空计布置在面板与垫层料之间，两支位移传感器分别固定在AC与BC边上。为计算方便，面板上的两个锚固点A、B与埋设在垫层料内的锚固点C形成等边三角形两个边，其组成的平面与面板垂直，两支位移计分别固定在面板与垫层料的锚固点之间。C点与面板间的法线垂直距离位移即为面板的脱空变化量，通过计算三角形ΔABC的高OC的变化，即AC、BC变化到A C´、B C´的高O´C´，便可计算出面板与垫层料之间的脱空变化量。
4 计算方法
4.1位移计计算方法
位移计受到的是变形和温度的双重作用，位移计的一般计算公式为：
Lm= k△F + b△T = k (F - F0)＋b (T - T0)
式中：Lm—被测结构物的变形量，单位为mm。
K —位移计的测量灵敏度，单位为mm/F；
△F—位移计实时测量值相对于基准值的变化量，单位为F；
F —位移计的实时测量值，单位为F；
F0—位移计的基准值，单位为F。
b —位移计的温度修正系数，单位为mm/℃；
△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℃。
注：VWJV型振弦式位移计的敏感测量元件，其与固定机架的材料线膨胀系数极为接近，试验所得其温度修正系数小于最小读数，由此一般计算可用公式。
Lm= k△F = k (F - F0)
4.2脱空位移计算方法
计算的方法很多，可参照用计算三角形高的方法算出脱空的位移量。设面板两个锚头之间的距离为常数AB，两只位移计测量出相应边的增量，各增量加上初始边长即为变化后的各边长，以此可计算出顶点(0′)到面板的垂直距离(即高O´C´)，变化后三角形的高与初始之比即为实际脱空位移量。
5 安装与埋设
5.1仪器的安装
5.1.1预埋沉降网
沉降网是用于固定垫层料锚头，当垫层料发生沉降位移时将带动沉降网，沉降网带动位移传感器，即可测量出其沉降量。
沉降网的安装是在坝体填筑达到设计高程时(即图中C点)，将制做好的沉降网固定于设计部位，并在垫层料上做出标记，完成后再继续填筑。
5.1.2当垫层料全部填筑完成后，在将要埋设仪器位置挖坑，直挖到沉降网为止，并焊上垫层料锚头。
5.1.3 组装仪器：将位移计连接上读数仪，用手拉压测杆，确认读数正常后开始组装仪器。将位移计测杆与传递杆用传递杆接头连接起来，套上保护管，保护管套在位移计上的一端有密封圈，以防泥沙进入。位移计装入保护管中时应预留出压缩量(大小根据设计或现场情况确定)，仪器组装完成后应再用读数仪复测。在保护管的另一端装上端盖，端盖一头连着传递杆、一头连着万向节。
5.1.4 安装仪器：在垫层料锚头装上两支万向节，在万向节后装上组装好的仪器，将连着仪器另一头的万向节拧在面板锚头上。面板锚头固定在面板钢筋上，用钢尺量取AB点的距离L(AB点为两万向节之间距离)。安装好的脱空计应是一个等边三角形，面板锚头处的两个万向节为三角形的AB点，垫层料锚头处的两个万向节为三角形的C点(近似为三角形的顶点)。
5.1.5 精确量取所形成三角形各个边长(精确到0.1mm)作为边长的初始值，同时将传感器编号和所在的边等数据记录下来以备计算用。
5.1.6 埋设
仪器安装就位后，在回填之前应作好电缆的牵引，特别是在靠近传感器根部的电缆应呈弯曲状，预留足够的伸缩量。回填时传感器及测杆周围可采用人工夯实，夯实时不能过分冲击，避免损坏电缆和仪器，待埋设安装完成后即可进行初始读数的测量。
5.2 仪器的安装
5.2.1 锚杆在坝体填筑达到设计高程时（即图2中横向锚杆的高程），应该在垫层料填筑过程中的设计位置预埋锚杆并做标记，锚杆为φ25mm螺纹钢，其长度为1.5~2m,分别为垂直与水平布置并交叉，在交叉点焊接，此后再进行填筑。
5.2.2 当砼面板浇筑达到仪器的埋设高程时，应将该仪器位置的预埋的锚杆挖出来，并在锚杆与面板间形成一块不小于 1.5×1.5M 的工作面，以便于仪器器的安装。
5.2.3 在仪器埋设处的面板钢筋帮扎完毕后，用一钢尺量取900mm，在锚杆的交会处固定其一端，然后在面板浇筑混凝土的内侧面位置找出面板锚头的固定位置。注意应该留足够的调整范围。待初步确定后，应该先安装面板锚头，面板锚头焊接在面板的钢筋网上，并保证锚头的连接端部露出浇筑后的内侧，特别是万向节不可埋入混凝土内，在焊接时应保证两个万向节的中心距离为900mm为佳。
5.2.4 上述步骤完成后，开始安装垫层料锚头，应根据等腰三角形的原则，确定垫层料锚头的实际位置，使该锚头的两个连接空的交叉点在等腰三角形的一个顶点上，然后进行焊接，焊接要稳固结实。
5.2.5 安装传感器及传递杆：将两个传感器用相应的万向节连接在锚杆的安装孔上，然后连接传递杆。在预留传感器的预拉量（大小根据设计或现场情况确定）的同时，应该照顾到连接各自到面板锚头的具体长度，如果传递杆过长，可进行截断多余部分进行调节，待长度符合要求后，在传感器及测杆表面涂抹足够厚度的黄油，分别套入PVC波纹管（波纹管应压缩后套入，以便伸长时有足够的保护长度），再连接到各自的面板锚头。用螺丝上紧。
5.2.6 精确量取所形成三角形各个边长（精确到0.1mm）作为边长的初始值，同时将传感器编号等数据记录下来以备计算
仪器安装到位后，在回填之前应作好电缆的牵引，特别是在靠近传感器根部的电缆应呈弯曲状，预留足够的活动量。
5.2.7 回填
回填的材料一般为细纱，也可根据设计要求及相应规范确定回填。传感器及测杆周围采用人工夯实，夯实时不能冲击，避免损坏电缆和仪器，待埋设安装完成后再进行初始读数，以确定传感器是否损坏计算的方法很多，按照三角形高的计算方法，来计算脱空位移量。此时面板两个锚头之间的距离为常数（如900mm），两只位移传感器即反映相应边的当前增量变化，根据量取的初始边长与相应增量相加，即得实际边长，再计算该顶点到面板的垂直距离（即高），得到最终的变化值。如果需要计算与面板相平行的错动位移，可参照有关方法进行。
5.2.8 数据处理
计算的方法很多，按照三角形高的计算方法，来计算脱空位移量。此时面板两个锚头之间的距离为常数（如900mm），两只位移传感器即反映相应边的当前增量变化，根据量取的初始边长与相应增量相加，即得实际边长，再计算该顶点到面板的垂直距离（即高），得到最终的变化值。如果需要计算与面板相平行的错动位移，可参照有关方法进行。
