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    土木工程(道桥方向)大工道桥工程实验报告

    时间：2020-09-29 11:52:14 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人 蒲公英阅读网手机站

    相关热词搜索：大工 道桥 土木工程

    　实验名称：

    　土的压缩试验

    　一、实验目的：

    　通过土的压缩实验得到试样在侧限与轴向排水条件下的孔隙比和压力的关系，即压缩曲线—e~p 曲线，并以此计算土的压缩系数 a 1-2 ,判断土的压缩性，为土的沉降变形计算提供依据。

    　 二、实验原理：

    　1 、 计算公式

    　（1）

    　试样初始孔隙比：

    　 1) 1 (e000 WSG w

    　（2）

    　各级压力下试样固结变形稳定后的孔隙比：

    　  i ihee  000h1e

    　 （3）

    　土的压缩系数：

    　 pep pe 1 22 1 e2 - 1

    　（4）

    　土的压缩模量：

    　2 102 11eE s

    　三、实验内容：

    　1、实验仪器、设备：

    　变形量测设备、固结容器设备（环刀、护环、导环、透水石、加压上盖和量表架等）、加压设备、支架等。

    　2、实验数据及结果

    　施加压力等级 kPa 施加压力后百分表读数 50 5.659 100 5.288 200 5.009 400 4.725

    　3、实验成果整理

    　 试样初始高度 H 0 = 20mm

    　初始密度  0 =1.87g/cm 3

    　土粒比重 G s =2.7

    　 试样天然含水率 w 0 =25% 试样初始孔隙比 e 0 = 0.805

    　 百分表初始读数 h 0 =7.885 试验所加的各级压力（kPa）p 50 100 200 400 各级荷载下固结变形稳定后百分表读数（mm）h i

    　5.659 5.288 5.009 4.725 总变形量（mm）

    　=h 0

    　-h i

    　2.226

    　2.597

    　2.876

    　3.16

    　仪器变形量(mm) Δ i

    　 0.122 0.220 0.275 0.357 校正后土样变形量(mm) Δh i =

    　-Δ i =h 0

    　-h i

    　-Δ i

    　2.104

    　2.377

    　2.601

    　2.803

    　各级荷载下的孔隙比 e i 0.615

    　0.590

    　0.570

    　0.552

    　土的压缩系数(MPa -1 ) a 1-2 0.2022 土的压缩模量(MPa) E s1-2

    　8.927

    　 四、实验结果分析与判定：

    　（1）根据实验结果，该土的压缩类别如何？

    　根据土的压缩系数(MPa-1)a 1-2 = 0.2022，0.1≤0.2022 <0.5,所以判定为中

    　 压缩性土。

    　 实验名称：

    　钢筋混凝土简支梁破坏实验

    　一、实验目的：

    　分析梁的破坏特征，根据梁的裂缝开展判断梁的破坏形态;观察裂缝开展，记录梁受力和变形过程，画出荷载挠度曲线;根据每级荷载下应变片的应变值分析应变沿截面高度是否成线性;测定梁开裂荷载和破坏荷载，并与理论计算值进行比较。

    　二、实验基本信息：

    　ihih

    　1．基本设计指标 （1）简支梁的截面尺寸

    　150mm*200mm

    　（2）简支梁的截面配筋（正截面）

    　梁上部通长筋为 2φ8，梁下部纵筋为2Φ14 ，梁的箍筋为φ6@100。

    　 2．材料 （1）混凝土强度等级

    　 C30

    　（2）钢筋强度等级 HRB335

    　 三、实验内容：

    　第 1 部分：实验中每级荷载下记录的数据 荷载 百分表读数 挠度/mm 左支座（f1/mm）

    　右支座（f2/mm）

    　跨中（f3/mm）

    　0 0 kN 0.96 4.99 5.14 0 1 10 kN 0.906 4.911 5.484 0.411

    　2 20 kN 0.86 4.83 6.854 1.844

    　3 30 kN 0.82 4.755 6.262 1.310

    　4 40 KN 0.782 4.680 6.665 1.769

    　5 50 kN 0.744 4.618 7.113 2.267

    　6 60 kN 0.709 4.566 7.526 2.724

    　7 70 kN 0.670 4.520 8.029 3.269

    　8 80 kN 0.640 4.480 8.502 3.777

    　9 90 kN 0.604 4.432 9.061 4.378

    　10 100 kN 0.572 4.392 9.653 5.006

    　起裂荷载(kN) 40 KN 破坏荷载(kN) 138.3KN 注：起裂荷载为裂缝开始出现裂缝时所加荷载的数值。

    　第 2 部分：每级荷载作用下的应变值

    　荷载 应变值 测点 4 读数 测点 5 读数 测点 6 读数 测点 7 读数 1 10 kN 36 50 58 88 2 20 kN 99 168 109 174 3 30 kN 258 376 300 310 4 40 kN 445 760 497 448 5 50 kN 561 1095 652 570

    　6 60 kN 696 1425 832 731 7 70 kN 843 1760 1022 842 8 80 kN 952 2021 1156 957 9 90 kN 1068 2305 1306 1046 10 100 kN 1187 2598 1457 1170

    　四、实验结果分析与判定：

    　（1）根据试验梁材料的实测强度及几何尺寸，计算得到该梁正截面能承受最大荷载为 90.2kN，与实验实测值相比相差多少？

    　由试验可得，实验为斜截面破坏，计算斜截面最大破坏荷载：

    　C30 混凝土，Fc=14.3N/mm 2 ，l 1 =1m，HRB335 钢筋，Fy=300N/mm 2

    　，保护层厚度取为 20mm。界限的相对受压区为ζ =0.55，取α s =45mm，h0=200-45=155mm， M=1.0*14.3* 150* 155* 0.55* (1-0.5*0.55) =132.57KN•m，破坏荷载为 138.3KN， 因此实测值略大于计算值，相差 5.73KN。

    　 实验名称：

    　静定桁架实验

    　一、实验目的：

    　掌握杆件应力--应变关系与桁架的受力特点；对桁架节点位移、支座沉降和杆件内力测量，以及对测量结果处理分析，掌握静力非破坏实验实验基本过程；结合实际工程，对桁架工作性能做出分析与评定。

    　二、实验数据记录：

    　桁架数据表格

    　外径(mm) 内径(mm) 截面积(mm2 ) 杆长度(mm) 线密度 (kg/m) 弹性模量(Mpa) 22

    　 20 69.54

    　500

    　0.51

    　2.06*10 5

    　 三、实验内容：

    　第 1 部分：记录试验微应变值和下弦杆百分表的读数，并完成表格 荷载（N）

    　上弦杆 腹杆 下弦杆 1 点 2 点 均值 力 1 点 2 点 均值 力 1 点 2 点 均值 力 500 -34 -36 -35 -475.3 27 26 26.5 359.87 18 19 18.5 251.23 1000 -68 -72 -70 -950.6 53 51 52 706.16 34 37 35.5 482.09 1500 -100 -106 -103 -1398.74 78 76 77 1045.66 52 55 53.5 726.53 2000 -133 -142 -137.5 -1867.25 104 101 102.5 1391.95 69 73 71 964.18 1000 -67 -70 -68.5 -930.23 51 50 50.5 685.79 35 37 36 488.88 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

    　第 2 部分：记录试验微应变值和下弦杆百分表的读数，并完成表格

    　荷载 （N）

    　挠度测量 下弦杆 表① 表② 表③ 表④ ② ③ 500 0 0.075 0.125 0 0.075 0.125 1000 0 0.145 0.253 0 0.145 0.253 1500 0 0.220 0.377 0 0.220 0.377 2000 0 0.285 0.502 0 0.285 0.502 1000 0 0.142 0.251 0 0.142 0.251 0 0 0.001 0.002 0 0.001 0.002 四、实验结果分析与判定：

    　1. 将第一部分中内力结果与桁架理论值对比，分析其误差产生的原因？

    　答:由于理论计算的数值均略大于实测值，可能的原因如下:实际的桁架节点由于约束的情况受实验影响较大，并韭都为理想的铰接点，因此部分结点可以传递弯

    　矩，而实际的桁架轴线也未必都通过铰的中心，且荷载和支座反力的作用位置也可能有所偏差，所以实际的内力值要与理论值有误差。

    　2. 通过试验总结出桁架上、下弦杆与腹杆受力特点，若将实验桁架腹杆反向布置，对比一下两者优劣。

    　通过计算，桁架承受竖向向下荷载时，上弦受压 ，下弦受拉!因此，在设计桁架时，尽量时短的桁架布置在上弦，长的杆件布置在下弦，以避免压杆失稳。荷载向上时，结论相反。

    　从受力分析可以看出，反向布置之后腹杆由之前的受拉变为受压，但是受力 的大小不变，根据前一个问题分析结果，为避免压杆失稳，实验所用的桁架 形式更优，受力更合理，更能发挥材料的作用。

    　实验名称：

    　结构动力特性测量实验

    　一、实验目的：

    　了解动力参数的测量原理；掌握传感器、仪器及使用方法；通过振动衰减波形求出系统的固有频率和阻尼比。

    　二、实验设备信息：

    　1、设备和仪器

    　名称 型号和规格 用途 拾振器 DH105 将振动信号转换为电荷信号输出 动态测试系统 DH5922 主要用来采集振动传感器输出的电信号，并将其转换成数字量传递给计算机。

    　电荷适配器 DH5857-1 主要是将压电石英拾振器的电荷信号转换成电压信号。

    　笔记本电脑

    　用于数据记录、分析 锤子

    　用于敲击产生振动信号 木质简支梁

    　用于试验敲击的振动源

    　2、简支梁的基本数据 截面高度 (mm) 截面宽度 (mm) 长度 (mm) 跨度 (mm) 弹性模量 (GPa) 重量 (kg) 自振频率理论值 (Hz) 61 185 2035 1850 10 12.7 34.35

    　三、实 验内容：

    　根据相邻 n 个周期的波峰和时间信息，并根据公式计算一阶固有频率和阻尼比

    　次数 1 2 3 4 5 6 第 i 个 波形 波峰 时间 1.5615 2.9255 1.5745 9.358 2.568 1.5615 幅值 500.73 518.79 490.20 424.32 436.28 500.73 第i+n个波形 波峰 时间 1.7505 3.1405 1.762 9.5445 2.781 1.7505 幅值 341.18 370.39 334.59 297.06 293.01 341.18 间隔 n 7 8 7 7 8 7 周期 / s 0.027 0.02688 0.0268 0.0266 0.02662 0.027 频率/ Hz 37.037

    　37.202

    　37.313

    　37.594

    　37.566

    　37.037

    　阻尼比 ζ

    　 根据公式：（1）1dfT 、（2）1 2ii dA tn A t nT( )ln( )计算上述表格中的频率和阻尼比，填写到上表中。iA t ( ) 为第 i 个波形的波峰幅值，i dA t nT  ( ) 为第 i+n个波形的波峰幅值。

    　四、问题讨论：

    　1. 在实验中拾振器的选择依据是什么？使用时有什么注意事项？

    　 答:拾振器的选择依据有灵敏度、频响、量程。使用注意事项：量程范围，调整量程范围，使实验数据达到较好的信噪比；调整原则，不要使仪器过载，也不要使得信号过小。

    　 2. 什么是自由振动法？

    　 是设法使结构产生自由振动，通过记录仪器记下有衰减的自由振动曲线，由此求出结构的基本频率和阻尼系数。

    　自由振动法分为 1.突加荷载法，将重物提升到某一高度，通过脱钩装置或割断绳索使其在某一瞬间作到结构上引起振动，其优点是较小的荷载产生较大的振幅。缺点是加上去的重物要附在结构上一起振动，对结构产生一定的影响，同时重物下落时的撞击也会引起结构的局部破坏。

    　2.突卸荷载法借助外力使结构产生一定的初位移，然后突然卸去荷载，利用结构的弹性使其产生自由振动。突卸荷载不会对结构造成附加影响，但要较大的荷载才能产生较大的振幅。

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