Geo-Impuls project 9: Pilot monitoring paalmatras Woerden 9 - Paalmatras Woerden...reksensor 8 -19.3...

Veurse Achterweg 10, Postbus 63, 2260 AB Leidschendam, Tel.: 070-3111333, Fax: 070-3111470 E-mail: [email protected], Internet: www.fugro-nederland.nl

OPLEVERRAPPORT BETREFFENDE

Geo-Impuls project 9: Pilot monitoring paalmatras

Woerden

Opdrachtnummer: 1409-0238-000 Opdrachtgever : Geo-Impuls

Projectleider : ir. L.P. Boon Projectleider Geomonitoring

Opgesteld door : R. Jansch Msc.

Adviseur Geofysica S.J. Marges Medewerker Geomonitoring

VERSIE DATUM OMSCHRIJVING WIJZIGING

PARAAF PROJECTLEIDER

1 11 oktober 2010 DEFINITIEF

2

3

FILE: 1409-0238-000 R01.doc. Op deze rapportage zijn de algemene leveringsvoorwaarden van de V.O.T.B. van toepassing die een aansprakelijkheidsbeperking bevatten.

FUGRO INGENIEURSBUREAU B.V. Afdeling Geomonitoring FUGRO INGENIEURSBUREAU B.V. Afdeling Geomonitoring

INHOUDSOPGAVE Blz.

1 INLEIDING 1

2 LIJST VAN DEFINITIES 2

3 PROJECTOMSCHRIJVING 3

4 TOEGEPASTE SENSOREN EN MEETSYSTEEM 5

4.1 Reksensoren voor paalmoment 5

4.2 Reksensoren op geogrid 7

4.3 Trillingsensoren 7

4.4 Gronddrukcellen 8

4.5 Temperatuursensoren 9

4.6 Plaatdrukproef 9

5 KALIBRATIEMETINGEN 11


5.1.1 Locaties reksensoren 12

5.1.2 Bepaling rek 12

5.1.3 Belastingstrappen 13


6 INSTALLATIEPROCES 15



6.3 Trillingssensoren 16

6.4 Gronddrukcellen 16

6.5 Temperatuursensoren 17

6.6 Meetunit glasvezel reksensoren 17

7 MEETRESULTATEN 18

7.1 Kalibratie 18

7.1.1 Metingen sensor A, paal 693 19

7.1.2 Metingen sensor C, paal 693 22

7.1.3 Metingen sensor A, paal 695 25

7.1.4 Metingen sensor C, paal 695 28

7.2 Plaatdrukproeven 31

7.3 Nulmetingen 32

APPENDICES

Appendix A

Situatietekening

Appendix B

Technische specificaties glasvezel sensoren - reksensor paal SG-01 - reksensor geogrid ESC-01 - temperatuursensor TP-02

Appendix C

Technische specificaties gronddrukcel 3500-3-100kPa

Appendix D

Technische specificaties trillingsensor AS28-3

Appendix E

Kalibratie certificaten glasvezel sensoren - reksensor geogrid ESC-01 - temperatuursensor TP-02

Appendix F

Kalibratie certificaten gronddrukcel 3500-3-100kPa

Appendix G

Kalibratie certificaten trillingsensor AS28-3

Appendix H

Aansluitschema’s

Appendix I

Resultaten plaatdrukproeven

Appendix J

Technische specificaties glasvezel meetunit type FBG-Scan 816

Appendix K

Chronologisch overzicht installatiewerkzaamheden

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 1

1 INLEIDING

In het kader van het Geo-Impuls programma voor de modelvalidatie voor het ontwerp van paalmatrassen heeft Fugro Ingenieursbureau B.V. te Leidschendam een aantal werkzaamheden uitgevoerd. De werkzaamheden zijn uitgevoerd voor het pilot-project “Paalmatras Woerden” welke een onderdeel is van ‘project 9’ van het Geo-impuls programma. De werkzaamheden betreffen het aanbrengen van instrumentatie en het uitvoeren van enige metingen. Het project wordt in samenwerking met Deltares uitgevoerd. Dit opleverrapport behandelt de door Fugro aangebrachte instrumentatie en uitgevoerde metingen. De aangebrachte instrumentatie betreffen reksensoren, trillingsensoren, gronddrukcellen, rekopnemers en temperatuursensoren. De uitgevoerde metingen betreffen calibratiemetingen, nulmetingen en plaatdrukproeven. De voorliggende rapportage is als volgt opgebouwd: In hoofdstuk 3 wordt een projectomschrijving gegeven, hoofdstuk 4 beschrijft de toegepaste sensoren. In hoofdstuk 5 worden de calibratiemetingen behandeld, in hoofdstuk 6 wordt ingegaan op de wijze van installatie van de instrumentatie en in hoofdstuk 7 worden de meetresultaten gepresenteerd.

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 2

2 LIJST VAN DEFINITIES

A/D converter Analoog naar digitaal converter, deel van equipment dat analoge

signalen omzet in digitale data. Constructie Alle type constructies en infrastructuur inclusief gebouwen. Data logger Equipment voor meten en opslaan van data van elektrische

instrumentatie, bevat doorgaans een multiplexer, A/D converter, versterker, voltmeter en geheugenopslag.

Geogrid Een geokunststof en doorontwikkeling van geotextiel, door de maasopeningen van geotextiel te vergroten onstaat een geogrid. Geogrid is bedoeld als wapening en is gemaakt van hoogwaardige kunststoffen als PET, PVA en Aramide.

Glasvezel Lange dunne vezel van glas, gemaakt door gesmolten glas te trekken. Licht kan hierdoor worden getransporteerd over grote afstanden, het is volledig ongevoelig voor storing van buitenaf (interferentie).

Gronddrukcel Drukopnemer ontworpen om de spanningen of drukken in de grond te meten. Cellen reageren op zowel gronddruk als grondwaterdruk of poriëndruk.

Instrumentatie Dit omvat alle equipment die zorg draagt voor het aflezen, opnemen en opslag van meetwaarden, de verwerking van de data en transmissie middels modem of telefoonlijn.

Meetpunt Boven- dan wel ondergronds zettingsmeetpunt, referentie punt, peilbuis of horizontaal deformatie punt.

Meetraai Een meetraai is een op het wegtracé geprojecteerde set van meetinstrumenten en meetpunten. De meetraaien bestaan uit rekopnemers, trillingsopnemers, gronddrukcellen en temperatuursensoren.

NAP Normaal Amsterdams Peil.

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 3

3 PROJECTOMSCHRIJVING

De aansluiting A12/N204 ter hoogte van Woerden (zie figuur 3.1) wordt vernieuwd. De nieuwe afslag wordt uitgevoerd op een paalmatras vanwege de slechte ondergrond op de locatie. Ten behoeve van het Geo-Impuls programma voor de modelvalidatie voor het ontwerp van paalmatrassen worden ter plaatse verschillende sensoren geplaatst en metingen uitgevoerd ten einde het gedrag van de paalmatras te monitoren.

Figuur 3.1: A12/N204 ter hoogte van Afrit Woerden

De werkzaamheden in het kader van het Geo-Impuls programma staan beschreven in monitoringsplan B opgesteld door Deltares in rapport 1201466-000-GEO-0002, Versie 04, 19 januari 2010, definitief. Door Fugro zijn ten behoeve hiervan sensoren geplaatst en metingen uitgevoerd. Onderstaand volgt een korte opsomming van de door Fugro geplaatste sensoren en uitgevoerde metingen:

- Voor het monitoren van het paalmoment zijn twee stalen palen met reksensoren, bestaande uit een glasvezelsysteem, uitgerust en geplaatst.

- Het bepalen van de drukverdeling in het paalmatras wordt door middel van verschillende grondrukcellen gedaan.

- Om de rek in het geogrid te meten zijn rekopnemers geplaatst. - Voor het bepalen van de invloed van trillingen op de palen veroorzaakt door de

verkeersbelasting zijn trillingsopnemers aan palen bevestigd. - Voor het bepalen van het vervormingdraagvermogen zijn plaatdrukproeven

uitgevoerd.

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 4

- Om de temperatuur onder het wegdek vast te leggen zijn twee temperatuursensoren op het grid bevestigd.

Een chronologisch overzicht van de installatiewerkzaamheden is opgenomen in appendix K. De metingen van de sensoren na installatie worden door Deltares uitgevoerd.

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 5

4 TOEGEPASTE SENSOREN EN MEETSYSTEEM

4.1 Reksensoren voor paalmoment

Voor het bepalen van eventuele buiging van de palen (het paalmoment) zijn twee stalen palen te weten nummers 693 en 695 met een glasvezel meetsysteem uitgerust. De gebruikte glasvezel reksensoren zijn de Strain Gages type SG-01 van FOS&S. Deze bezitten een speciale techniek, voor het eerst gedemonstreerd in 1978 door Hill et. al, genoemd “Fibre Bragg Grating” en is gebaseerd op de wet van Bragg. Deze wet is beschreven in de volgende formule:

nλ = 2d sinΘ

waarbij λ de golflengte is van de inkomende straling, d de afstand tussen twee atoomvlakken in een kristal en Θ de hoek van inval. De glasvezel is op bepaalde plekken in een periodiek patroon intens belicht met ultraviolet licht, waardoor een soort tralies in de glasvezel ontstaan die ieder hun eigen refractie-index van de glasvezel kern bezitten. Dit zijn de reksensoren. Als er licht door de glasvezel wordt geschenen wordt er maar een bepaalde bandbreedte van het licht weerkaatst en opgevangen door de sensor. Bij een gespannen sensor zal deze bandbreedte verschuiven. Door de wet van Bragg kan bepaald worden hoeveel de vezel is uitgerekt (zie figuur 4.1). In onderstaande figuur is de verschuiving van de golflengte te zien bij een gespannen sensor.

Figuur 4.1: FBG reactie als functie van de rek.

De relatie tussen de verschuiving in golflengte en rek is als volgt: 1.2pm / µε of 1.2x10-12

meter per 10

-6 rek.

Temperatuur zorgt ook voor een verschil in afstand tussen de sensoren in het grid en dus een verschuiving in golflengte. Deze sensoren zitten vrij ondiep en hierdoor kunnen de temperatuursvariaties op jaarbasis ca. 20ºC bedragen. In de palen worden geen significante temperatuursfluctuaties verwacht.

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 6

Figuur 4.2: Glasvezel reksensor SG-01. Tabel 4.1: Positionering van SG-01 sensoren

Opnemer t.o.v. NAP

[m]

t.o.v. paalkop

[m]

afstand t.o.v bovenliggende reksensor

[m]

paalkop -1.40 0.00 - reksensor 1 -1.90 -0.50 - reksensor 2 -3.54 -2.14 -1.64 reksensor 3 -5.18 -3.78 -1.64 reksensor 4 -6.82 -5.42 -1.64 reksensor 5 -8.46 -7.06 -1.64 reksensor 6 -10.1 -8.70 -1.64 reksensor 7 -17.9 -16.5 -7.80 reksensor 8 -19.3 -17.9 -1.40 reksensor 9 -20.7 -19.3 -1.40 reksensor 10 -22.1 -20.7 -1.40

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 7

4.2 Reksensoren op geogrid

Voor de rekmetingen op het geogrid zijn 16 glasvezel reksensoren “Extended Strain Cable” type ESC-01 van FOS&S gebruikt. Deze maken gebruik van het “Fibre Bragg Grating” principe evenals de in de vorige paragraaf beschreven sensoren. De sensoren worden beschermd door een dikwandige PE buis die op zijn plaats wordt gehouden door 2 rubbers.

Figuur 4.3: Reksensor ESC-01 toegepast op geogrid. 4.3 Trillingsensoren

Voor het bepalen van de invloed van trillingen op de palen veroorzaakt door de verkeersbelasting zijn trillingsopnemers aan de palen 691, 692 en 693 bevestigd. De in totaal 3 trillingsopnemers model AS28-3 die zijn toegepast zijn tri-axiale accelerometers van Bienfait / ME-Meβsysteme GmbH (figuur 4.4). Omdat de sensoren gedurende lange tijd bloot worden gesteld aan vocht en water zijn de sensoren voor dit project aangepast. In plaats van een aluminium behuizing is een RVS behuizing toegepast waarin de sensoren zijn ingegoten. De PG kabeldoorvoer is vervangen door een waterdichte glasdoorvoer. De 3 meter kabel is vervangen door een 25 meter lange C PUR kabel (2 x 9 x 0.25mm

2).

Figuur 4.4: Tri-axiale accelerometer

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 8

4.4 Gronddrukcellen

Voor het monitoren van de krachtsverdeling in het paalmatras is gebruik gemaakt van 6 gronddrukcellen model 3500-3-100kPa van Geokon. De cellen hebben een diameter van 23 cm en een dikte van 6mm. In de gronddrukcel bevindt zich een bepaald volume olie onder een bepaalde druk. Indien de druk op de cel wordt verhoogd (ofwel er wordt kracht op de cel uitgeoefend) kan de druk op deze cel worden waargenomen door de meting van de drukverhoging van de olie in de cel.

Figuur 4.5: Grondrukcel van Geokon model 3500-3-100kPa

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 9

4.5 Temperatuursensoren

Voor het meten van de temperatuur onder het wegdek zijn twee temperatuursensoren geplaatst. Er zijn glasvezel “Temperature Probe” type TP-02 sensoren van FOS&S gebruikt. De sensor bevindt zich in een waterdichte RVS buis. Voor de temperatuursensoren geldt een relatie van 10 pm per °C. Dus een verschuiving van 10 pm in λ golflengte is een verschuiving van 1°C.

Figuur 4.6: Temperatuursensor

4.6 Plaatdrukproef

Voor het bepalen van het vervormingsdraagvermogen zijn na de laatste ophoging en voor de aanleg van de asfaltlaag plaatdrukproeven uitgevoerd. De plaatdrukproeven worden uitgevoerd volgens DIN 18134 met een plaat met een diameter van 76,2 cm. De locaties van proeven zijn weergegeven in appendix A. De plaat wordt belast in een aantal voorgeschreven belastingtrappen en ontlasttrappen. Verplaatsingsopnemers registreren de verplaatsing van de plaat en sturen deze naar een datalogger, tezamen met de geregistreerde kracht bij de drukopnemer. De uitkomst van de metingen worden geïnterpreteerd volgens de DIN standaard naar Beddingsconstante K en Elasticiteitsmodulus E. Presentatie van de resultaten bestaat uit grafieken met de last-zakkings lijnen per test en met afgeleide K en E-waarden. Waarden van Ev;1 en Ev;2 worden uitgerekend, zijnde waarden voor en na ontlasten van de plaat. De verhouding tussen de waarden geeft de mate van verdichting weer.

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 10

Figuur 4.7: Plaatdrukproef

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 11

5 KALIBRATIEMETINGEN


Voordat de palen worden geheid, zijn kalibratiemetingen uitgevoerd. Hierbij is paal 695 geïnstrumenteerd met een glasvezel streng aan weerszijden van de paal. Paal 693 is aan vier zijden voorzien van glasvezel strengen. In iedere streng zijn tien reksensoren opgenomen, in totaal zijn 60 reksensoren geplaatst. De strengen die zijn aangebracht op de palen zijn geleverd door FOS&S, Strain Cable SC01. Deze sensoren zijn gekalibreerd op de trekbank (zie figuur 5.1).

Figuur 5.1: Uiteinde proefpaal op de trekbank, zijde A omhoog

Het betreft twee palen met afmetingen 300 x 300 mm elk met een lengte van 24 m. Aan beide uiteinden van de paal is een trekoog gelast, waardoor een trekkracht op de paal kan worden gerealiseerd. Deze trekkracht varieerde van 100 kN tot 800 kN, waarbij opvolgend de belastingstrap met 100 kN werd vergroot. Bij elke belastingstrap is de golflengte van elke reksensor gemeten in nm. Na elke kalibratie is de paal 90º geroteerd waarna wederom een kalibratie is uitgevoerd. Voor het bepalen van de kalibratie constante per sensor zijn de resultaten gebruikt op het moment dat de betreffende goot aan de onderzijde en bovenzijde in de trekbank is geplaatst.

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 12

Paal

Zijde B

Zijde D

Eigenschappen proefpaal h x b x t 300 x 300 x 8 mm

G 72.8 kg/m

A 9275 mm2

E 2.10E+05 N/mm2

Iy=Iz 1.31E+08 mm4

Wy;el=Wz;el 8.75E+05 mm3

5.1.1 Locaties reksensoren

Figuur 5.2: Zijde A / C Figuur 5.3: Zijde B / D Figuur 5.4: Doorsnede paal, zijde A boven

Proefpaal 693 is aan vier zijden voorzien van reksensoren, proefpaal 695 is voorzien van een glasvezelstreng aan weerszijde van de paal. Tevens zijn beide proefpalen voorzien van temperatuur sensoren. 5.1.2 Bepaling rek Voor de bepaling van de optredende spanning ten gevolge van de aangebrachte trekkracht wordt de volgende door de fabrikant opgegeven formule gehanteerd:

×=∆

0

1

λ

λε Ln

k

Waarin:

- ε∆ = optredende spanning t.g.v. de aangebrachte trekkracht ( )µε

- k = spanningsfactor ( )1−µε

- 0

λ = initiële golflengte ( )nm

- λ = gemeten golflengte op t ( )nm

Opgemerkt moet worden dat bij deze formule de invloed van temperatuur niet wordt beschouwd daar zich geen significante temperatuurfluctuaties hebben voorgedaan.

A

C

B D

Paal

Zijde A

Zijde C

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 13

5.1.3 Belastingstrappen Voor de kalibratie zijn de volgende belastingen op de paal aangebracht. Tabel 5.1: Belastingstrappen gepland en aangebracht, bij elke zijde boven, trekproef paal 693

ZIJDE A ZIJDE B ZIJDE C ZIJDE D

Planning Kracht Planning Kracht Planning Kracht Planning Kracht

[kN] [kN] [kN] [kN] [kN] [kN] [kN] [kN]

0 10 0 10 0 10 0 10

100 100 100 96 100 102 100 99

200 197 200 200 200 209 200 199

300 295 300 298 300 300 300 293

400 391 400 395 400 398 400 399

500 483 500 495 500 499 500 483

600 574 600 587 600 589 600 583

700 697 700 684 700 692 700 686

800 786 800 799 800 790 800 808

700 685 700 699 700 675 700 655

600 583 600 501 600 597 600 589

500 496 500 490 500 488 500 494

400 396 400 397 400 - 400 384

300 298 300 290 300 300 300 312

200 200 200 192 200 195 200 193

100 104 100 102 100 103 100 103

0 9 0 8 0 10 0 9

800 793 800 785 800 775 800 798

0 9 0 8 0 9 0 8

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 14

Tabel 5.2: Belastingstrappen gepland en aangebracht, bij elke zijde boven, trekproef paal 695


Voor de bepaling van de optredende spanning ten gevolge van de trekkracht op de reksensoren dienen deze eerst gekalibreerd te worden. In de onderstaande tabel 5.3 zijn de door de fabrikant opgegeven parameters weergegeven. Tabel 5.3: Kalibratieparameters reksensoren

Type Serial Number A (mm-1

) B (mm/°C) λ-Nominal (nm)

ESC-01 57224/0001 1.088E-04 -0.060 1542 ESC-01 57224/0002 1.271E-04 -0.052 1525

ESC-01 57224/0003 1.105E-04 -0.059 1543

ESC-01 57224/0004 1.078E-04 -0.060 1559

ESC-01 57224/0006 1.181E-04 -0.056 1525

ESC-01 57224/0007 1.182E-04 -0.054 1559

ESC-01 57224/0008 1.209E-04 -0.054 1525

ESC-01 57224/0009 1.160E-04 -0.057 1525

ESC-01 57224/0010 1.160E-04 -0.056 1543

ESC-01 57224/0011 1.088E-04 -0.060 1525

ESC-01 57224/0012 1.195E-04 -0.054 1559

ESC-01 57224/0014 1.160E-04 -0.056 1543

ESC-01 57224/0015 1.146E-04 -0.056 1559

ESC-01 57224/0016 1.192E-04 -0.054 1543

ESC-01 57224/0017 1.061E-04 -0.061 1525

ESC-01 57224/0018 1.140E-04 -0.056 1577

ZIJDE A ZIJDE B ZIJDE C ZIJDE D

Planning Kracht Planning Kracht Planning Kracht Planning Kracht

[kN] [kN] [kN] [kN] [kN] [kN] [kN] [kN]

0 8 0 10 0 9 0 10

100 104 100 99 100 101 100 99

200 200 200 204 200 205 200 205

300 296 300 299 300 306 300 309

400 399 400 402 400 400 400 407

500 500 500 495 500 499 500 503

600 588 600 599 600 600 600 600

700 694 700 697 700 689 700 700

800 770 800 792 800 786 800 791

700 690 700 700 700 687 700 655

600 567 600 563 600 581 600 585

500 470 500 484 500 468 500 494

400 375 400 396 400 395 400 379

300 303 300 278 300 295 300 30

200 211 200 186 200 204 200 198

100 102 100 96 100 100 100 97

0 7 0 9 0 10 0 10

800 769 800 795 800 771 800 796

0 8 0 9 0 5 0 8

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 15

6 INSTALLATIEPROCES


De reksensoren aan de stalen palen 693 en 695 zijn in een beschermde omgeving voorafgaande aan de kalibratie aangebracht en ingegoten. De bescherming van de sensoren is gerealiseerd door de kabelgeul te vullen met epoxyhars. Op paal 695 zijn de sensoren dwars op de weg geplaatst. Op de paal vlak langs de rijstrook paal 693 zijn de sensoren in zowel de lengterichting als de dwarsrichting geplaatst. De plaatsing van de reksensoren in het verticale vlak is beschreven in tabel 4.1.

Figuur 6.1: Paal 693 met aangebrachte reksensoren

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 16


De 16 reksensoren zijn aan het geogrid bevestigd. Voor de locaties van de sensoren, zie appendix A. 13 reksensoren zijn in de dwarsrichting van de weg geplaatst en 3 in de lengterichting. Boven paal 680 zijn twee reksensoren boven elkaar geplaatst in twee richtingen. Bij paal 692 zijn twee reksensoren geplaatst in twee richtingen allebei loodrecht op de paal en 5 cm buiten de paalkop.

Figuur 6.2: Reksensor op geogrid

6.3 Trillingsensoren

De trillingsensoren zijn of aan de paalkop of op de paal bevestigd. De trillingssensor op paal 691 is op de paal bevestigd en de sensoren op de palen 692 en 693 zijn op de ronde paalkop bevestigd. Alle drie de sensoren zijn geplaatst in de lengterichting aan westkant van de palen. 6.4 Gronddrukcellen

Bij het monitoren van de krachtsverdeling in een paalmatras wordt de belasting in drie delen beschouwd. Het deel van de belasting dat rechtstreek op de paal werkt, het deel dat via de geokunststof naar de palen gaat en het deel dat wordt gedragen door de tussengelegen ondergrond. Voor metingen aan de druk die ontstaat tussen de palen, heeft Fugro 6 cellen geplaatst op drie locaties, zie appendix A, zowel vrijwel direct onder en boven het geogrid. Op de locaties van de gronddrukcellen is een laag van zilverzand aangebracht. Bovenop de cellen is vervolgens een tweede laag zilverzand aangebracht. Dit is gedaan om voor een uniforme drukverdeling op de sensor te zorgen.

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 17

6.5 Temperatuursensoren

De temperatuursensoren bevinden zich op twee plaatsen op het geogrid, zie appendix A. Tussen paal 687 en 694 bevind zich een sensor (56432/0001) en tussen paal 704 en paal 710 (53275/0002). 6.6 Meetunit glasvezel reksensoren

Voor het opslaan van de data van de glasvezelmetingen wordt gebruik gemaakt van de meetunit type FBG-Scan 816 van FOS&S. Een omschrijving van het systeem en technische specificaties zijn terug te vinden in appendix J. Na installatie van de glasvezel sensoren was de installatie van de meetunit voor de glasvezel sensoren voorzien ten einde continue metingen mogelijk te maken. Echter door het ontbreken van de beschermkast voor de definitieve opstelling die door derden zou worden geleverd en geplaatst en het ontbreken van een vaste 230V stroomvoorziening was installatie van de meetunit niet mogelijk. De beschermkast is in week 29 geplaatst en op 24 september 2010 op de definitieve locatie geplaatst. Ten tijde van het opstellen van deze rapportage was nog geen vaste stroomvoorziening op de locatie aanwezig. Met een tijdelijke opstelling is op 4 juni 2010 wel een nulmeting van de glasvezel reksensoren uitgevoerd.

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 18

7 MEETRESULTATEN

7.1 Kalibratie

De resultaten van de metingen bestaan uit een kracht – rek grafiek. De rek is volgens de formule in paragraaf 5.1.2 berekend voor de sensor in goot A wanneer deze aan de bovenzijde ligt, vervolgens de sensoren in goot A wanneer deze aan de onderzijde ligt. Hetzelfde is uitgevoerd voor goot B, C en D. Door het gemiddelde te nemen van deze kalibratiereeksen wordt de constante per sensor bepaald. In paragrafen 7.1.1 t/m 7.1.4 zijn de meetgegevens en kalibratieconstantes van proefpalen 693 en 695 gepresenteerd.

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 19

7.1.1 Metingen sensor A, paal 693

Kracht-Rek A1 y = 0.55x - 2.3587

R2 = 0.9991

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

500.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )

Sensor A1gem Lineair ( SensorA1gem)

Kracht-Rek A2 y = 0.5187x - 6.4129

R2 = 0.997

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )

SensorA2Gem Lineair ( SensorA2Gem)

Kracht-Rek A3 y = 0.5102x - 1.9322

R2 = 0.9972

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )

SensorA3Gem Lineair (SensorA3Gem)

Kracht-Rek A4 y = 0.49x - 4.0026

R2 = 0.9982

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )

Sensor A4Gem Lineair (Sensor A4Gem)

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 20

Kracht-Rek A5 y = 0.4981x - 7.7424

R2 = 0.9986

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )


Kracht-Rek A6

y = 0.4934x - 5.4148

R2 = 0.9969

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )


Kracht-Rek A7 y = 0.4829x - 5.7045

R2 = 0.9978

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )


Kracht-Rek A8y = 0.4832x - 8.9576

R2 = 0.998

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )


1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 21

Kracht-Rek A9 y = 0.4627x - 12.193

R2 = 0.9983

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )


Kracht-Rek A10

y = 0.4786x - 4.2155

R2 = 0.9951

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )

Sensor A10 Lineair (Sensor A10)

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 22

7.1.2 Metingen sensor C, paal 693

Kracht-Rek C1y = 0.4546x - 2.5335

R2 = 0.9989

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )

Sensor C1Gem Lineair (Sensor C1Gem)

Kracht-Rek C2 y = 0.487x + 2.9852

R2 = 0.9975

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )


Kracht-Rek C3y = 0.5064x + 3.4335

R2 = 0.9954

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )


Kracht-Rek C4y = 0.5011x + 2.637

R2 = 0.9992

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )


1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 23

Kracht-Rek C5y = 4E-05x2 + 0.4716x + 9.6459

R2 = 0.9976

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )

Sensor C5Gem Polynoom (Sensor C5Gem)

Kracht-Rek C6y = 0.5098x + 1.4638

R2 = 0.9977

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )


Kracht-Rek C7y = 0.5002x + 7.2715

R2 = 0.9984

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )


Kracht-Rek C8 y = 0.5233x + 0.5984

R2 = 0.9986

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )


1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 24

Kracht-Rek C9y = 0.5284x - 2.4726

R2 = 0.9989

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )


Kracht-Rek C10y = 0.521x + 2.5208

R2 = 0.9983

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )


1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 25

7.1.3 Metingen sensor A, paal 695

Kracht-Rek A1 y = 0.4886x + 14.057

R2 = 0.9984

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )

SensorAgem Lineair (SensorAgem)

Kracht-Rek A2 y = 0.4982x + 23.019

R2 = 0.998

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )


Kracht-Rek A3 y = 0.4873x + 28.925

R2 = 0.9983

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )


Kracht-Rek A4 y = 0.5021x + 34.883

R2 = 0.9973

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

500.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )


1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 26

Kracht-Rek A5y = 0.4744x + 37.356

R2 = 0.9966

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )


Kracht-Rek A6y = 0.507x + 35.548

R2 = 0.998

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

500.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )


Kracht-Rek A7y = 0.5148x + 13.442

R2 = 0.9969

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )


Kracht-Rek A8y = 0.5038x + 20.497

R2 = 0.9978

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )


1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 27

Kracht-Rek A9 y = 0.5045x + 13.702

R2 = 0.9989

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )


Kracht-Rek A10y = 0.5134x + 13.719

R2 = 0.9988

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

K r a c h t ( k N )


1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 28

7.1.4 Metingen sensor C, paal 695

Kracht-Rek C1y = 0.4925x - 24.267

R2 = 0.9928

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800

K r a c h t ( k N )


Kracht-Rek C2y = 0.4948x - 29.287

R2 = 0.9956

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800

K r a c h t ( k N )


Kracht-Rek C3y = 0.4968x - 40.311

R2 = 0.9926

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800

K r a c h t ( k N )


Kracht-Rek C4y = 0.5299x - 44.241

R2 = 0.9952

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800

K r a c h t ( k N )


1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 29

Kracht-Rek C5y = 0.5082x - 35.03

R2 = 0.9957

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800

K r a c h t ( k N )


Kracht-Rek C6 y = 0.5312x - 40.095

R2 = 0.9974

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800

K r a c h t ( k N )


Kracht-Rek C7

y = 0.5195x - 25.304

R2 = 0.9962

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800

K r a c h t ( k N )


Kracht-Rek C8y = 0.5361x - 13.498

R2 = 0.9911

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800

K r a c h t ( k N )


1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000 Blz. : 30

Kracht-Rek C9

y = 0.5367x - 21.24

R2 = 0.997

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800

K r a c h t ( k N )


Kracht-Rek C10

y = 0.4932x - 18.317

R2 = 0.9968

0.000

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

0 100 200 300 400 500 600 700 800

K r a c h t ( k N )


1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000

7.2 Plaatdrukproeven

De resultaten van de 5 plaatdrukproeven zijn uitgewerkt in appendix I.

Figuur 7.1: Plaatdrukproef

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000

7.3 Nulmetingen

Voor de reksensoren op de palen zijn op 4 juni nulmetingen verricht. In de onderstaande tabel zijn de golflengtes per sensorstreng en per sensor weergegeven. Waarbij de hoogste sensor als eerste genoemd is. Tabel 7.1. Golflengte per sensor

Paal 695, zijde c

1524.282 1530.995 1536.118 1543.646 1548.774 1554.609 1560.742 1567.406 1572.632 1577.457

Paal 695, zijde a

1524.655 1530.536 1536.15 1542.295 1548.299 1554.28 1559.869 1565.814 1571.702 1577.833

Paal 693, zijde d

1524.718 1530.227 1536.132 1542.16 1548.137 1554.161 1559.953 1565.788 1571.89 1577.956

Paal 693, zijde a

1524.018 1530.221 1537.105 1542.837 1548.556 1554.174 1560.583 1566.489 1572.803 1578.902

Paal 693, zijde b

1524.475 1530.313 1536.308 1542.183 1548.374 1554.394 1559.943 1565.832 1571.869 1577.708

Paal 693, zijde c

1524.409 1530.438 1536.152 1542.404 1548.394 1554.304 1559.798 1565.626 1571.759 1577.769

Voor de reksensoren zijn op 4 juni nulmetingen verricht. In de onderstaande tabel zijn de golflengtes per sensor weergegeven. Tabel 7.2. Golflengte per serienummer

Serienummer Golflengte

57244/0001 1546.710

57224/0002 1529.574

57224/0003 1544.970

57224/0004 1545.570

57224/0006 1545.487

57224/0007 1525.081

57224/0008 1545.452

57224/0009 1547.552

57224/0010 1529.868

57224/0011 1564.328

57224/0012 1562.765

57224/0014 1527.528

57224/0015 1562.833

57224/0016 1527.149

57244/0017 1530.377

57224/0018 1580.636

In de onderstaande tabel zijn de golflengtes per sensor weergegeven die op 4 juni 2010 zijn gemeten. Tabel 7.3 Golflengte per serienummer

Serienummer Golflengte °C

56432/0001 1516.158 6.85

53275/0002 1587.007 11.4

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000

APPENDIX A

Situatietekening

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000

APPENDIX B

Technische specificaties glasvezel sensoren - reksensor paal SG-01

- reksensor geogrid SC-01 - temperatuursensor TP-02

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000

APPENDIX C

Technische specificaties gronddrukcel 3500-3-100kPa

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000

APPENDIX D

Technische specificaties trillingsensor AS28-3

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000

APPENDIX E

Kalibratie certificaten glasvezel sensoren - reksensor geogrid ESC-01 - temperatuursensor TP-02

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000

APPENDIX F

Kalibratie certificaten gronddrukcel 3500-3-100kPa

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000

APPENDIX G

Kalibratie certificaten trillingsensor AS28-3

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000

APPENDIX H

Aansluitschema’s

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000

Aansluitschema

Kanaal Sensor S/N Hub Out Opmerkingen

Hub 01 57224/0014 Out 01 0.5 m reksensor

57224/0004 Out 02 0.5 m reksensor

57224/0008 Out 03 0.5 m reksensor

57224/0011 Out 04 0.5 m reksensor


57224/0006 Out 02 0.5 m reksensor

57224/0012 Out 03 0.5 m reksensor

57224/0015 Out 04 0.5 m reksensor


Leeg Out 02 -

57224/0009 Out 03 0.5 m reksensor

57224/0018 Out 04 0.5 m reksensor

04 57244/0017 1 m reksensor

05 57224/0003 0.5 m reksensor

06 57244/0001 1 m reksensor

07 57224/0002 0.5 m sensor

08 Paal 695 zijde C 10 reksensoren

09 57224/0007 0.5 m reksensor

10 Paal 695 zijde A 10 reksensoren

11 Paal 693 zijde D 10 reksensoren

12 Paal 693 zijde A 10 reksensoren

13 Paal 693 zijde B 10 reksensoren

14 56432/0001 temperatuursensor

15 53275/0002 temperatuursensor

16 Paal 693 zijde C 10 reksensoren

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000

APPENDIX I

Resultaten plaatdrukproeven

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000

APPENDIX J

Technische specificaties glasvezel meetunit type FBG-Scan 816

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000

APPENDIX K

Chronologisch overzicht installatiewerkzaamheden

1409-0238-000 R01.doc Opdr. : 1409-0238-000

Datum Activiteit

29 januari 2010 Opdrachtverlening Februari 2010 Inkoop instrumentatie

8-15 maart 2010 Aanbrengen reksensoren op stalen palen 17 maart 2010 Calibratie reksensoren stalen palen in trekbank 22 maart 2010 Heien stalen palen in Woerden

12-16 april 2010 Aanbrengen optische reksensoren geogrid Aanbrengen temperatuursensoren geogrid Aanbrengen gronddrukcellen Aanbrengen trillingsensoren

26 mei 2010 Uitvoering plaatdrukproeven 04 juni 2010 Nulmeting optische reksensoren

Geo-Impuls project 9: Pilot monitoring paalmatras Woerden 9 - Paalmatras Woerden...reksensor 8 -19.3...

Documents

Transcript of Geo-Impuls project 9: Pilot monitoring paalmatras Woerden 9 - Paalmatras Woerden...reksensor 8 -19.3...