大工2022年《道橋工程實(shí)驗(yàn)（二）》

1、 大工2022年道橋工程實(shí)驗(yàn)(二)實(shí)驗(yàn)報(bào)告及答案 姓 名： 報(bào)名編號(hào)： 學(xué)習(xí)中心： 層 次： 專 業(yè)： 實(shí)驗(yàn)名稱：土的壓縮試驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?通過土的壓縮實(shí)驗(yàn)得到試樣在側(cè)限與軸向排水條件下的孔隙比和壓力的關(guān)系即壓縮曲線ep 曲線并以此計(jì)算土的壓縮系數(shù)a1-2判斷土的壓縮性為土的沉降變形計(jì)算提供依據(jù)。 二、實(shí)驗(yàn)原理： 1、計(jì)算公式 （1）試樣初始孔隙比： e0=(1+w0)GSW/ 0 -1 （2）各級(jí)壓力下試樣固結(jié)變形穩(wěn)定后的孔隙比： ei=e0 - (1+e0)/h0*hi （3）土的壓縮系數(shù)： a1-2 =(e1 e2)/(p 2 - p1) = - e/p （4）土的壓縮模量： Es1

2、-2=(1+e0)/a1-2 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1、實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備：固結(jié)容器：環(huán)刀、護(hù)環(huán)、透水板、水槽、加壓上蓋。環(huán)刀：內(nèi)徑為61.8mm，高度為20mm；護(hù)環(huán)：保證試樣側(cè)面不變形，即滿足側(cè)限條件；透水板：其滲透系數(shù)大于試樣的滲透系數(shù)。 加壓設(shè)備：由壓力框架、杠桿及砝碼組成。 變形量測(cè)設(shè)備：量程10mm，最小分度值為0.01mm的百分表。 2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果 施加壓力等級(jí)kPa 施加壓力后百分表讀數(shù) 50 5.658 100 5.288 200 5.009 400 4.727 3、實(shí)驗(yàn)成果整理 試樣初始高度H0= 20mm 初始密度=1.87g/cm3 土粒比重Gs=2.7 試樣天然含水率w0=

3、25% 試樣初始孔隙比e0=0.769 百分表初始讀數(shù)h0=7.887 試驗(yàn)所加的各級(jí)壓力（kPa）p 50 100 200 400 各級(jí)荷載下固結(jié)變形穩(wěn)定后百分表讀數(shù)（mm）hi 5.658 5.288 5.009 4.727 總變形量（mm） =h0 -hi 2.229 2.599 2.878 4.727 儀器變形量(mm) i 0.122 0.220 0.275 0.357 校正后土樣變形量(mm) hi= -i=h0 -hi -i 2.107 2.379 2.603 2.803 各級(jí)荷載下的孔隙比 ei 0.583 0.559 0.539 0.521 土的壓縮系數(shù)(MPa-1) a1-

4、2 0.2 土的壓縮模量(MPa) Es1-2 8.845 四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與判定： （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該土的壓縮類別如何？ 土的壓縮系數(shù)為0.2,按土的壓縮性分?jǐn)?shù)規(guī)定,該為中壓縮性土 實(shí)驗(yàn)名稱：鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1、分析梁的破壞特征，根據(jù)梁的裂縫開展判斷梁的破壞形態(tài)； 2、觀察裂縫開展，記錄梁受力和變形過程，畫出茶載撓度曲線； 3、根據(jù)每級(jí)荷載下應(yīng)變片的應(yīng)變值分析應(yīng)變沿截面高度是否成線性； 4、測(cè)定梁開裂荷載和破壞荷載,并與理論計(jì)算值進(jìn)行比較 。 二、實(shí)驗(yàn)基本信息： 1基本設(shè)計(jì)指標(biāo) （1）簡(jiǎn)支梁的截面尺寸 150*200mm （2）簡(jiǎn)支梁的截面配筋（正截面） A6100

5、、28、214 2材料 （1）混凝土強(qiáng)度等級(jí) C30 （2）鋼筋強(qiáng)度等級(jí) HRB335 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 第1部分：實(shí)驗(yàn)中每級(jí)荷載下記錄的數(shù)據(jù) 荷載 百分表讀數(shù) 撓度/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 0.9 4.90 5.48 2.575 2 20 kN 0.86 4.83 5.85 0.43 3 30 kN 0.82 4.75 6.27 0.47 4 40 Kn 0.78 4.68 6.66 0.455 5 50 kN 0.74 4.61 7.11 0.505 6 60 kN 0.7 4.56

6、 7.53 0.455 7 70 kN 0.67 4.52 8.02 0.535 8 80 kN 0.64 4.48 8.5 0.52 9 90 kN 0.6 4.43 9.06 0.6 10 100 kN 0.57 4.39 9.65 0.625 起裂荷載(kN) 40KN 破壞荷載(kN) 138.3KN 注：起裂荷載為裂縫開始出現(xiàn)裂縫時(shí)所加荷載的數(shù)值。 第2部分：每級(jí)荷載作用下的應(yīng)變值 荷載 應(yīng)變值 測(cè)點(diǎn)4讀數(shù) 測(cè)點(diǎn)5讀數(shù) 測(cè)點(diǎn)6讀數(shù) 測(cè)點(diǎn)7讀數(shù) 1 10 kN 38 50 38 88 2 20 kN 99 168 109 174 3 30 kN 258 376 300 310 4 40

7、 kN 445 760 497 440 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、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與判定： （1）根據(jù)試驗(yàn)梁材料的實(shí)測(cè)強(qiáng)度及幾何尺寸，計(jì)算得到該梁正截面能承受最大荷載為90.2kN，與實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)值相比相差多少？ 解：最大荷載C30混凝土，HRB335鋼筋， 環(huán)境取為一類，保護(hù)層厚度取為20mm。界限的相對(duì)受

8、壓區(qū)為，取，h0=200-45=155mm，M=1.0×14.3×150×155×0.55×（1-0.5×0.55）=132.574KN·m 破壞荷載為138.3KN，因此實(shí)測(cè)值略大于計(jì)算值。 實(shí)驗(yàn)名稱：靜定桁架實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1.掌握桿件應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系與桁架的受力特點(diǎn)。 2.對(duì)桁架節(jié)點(diǎn)位移、支座沉降和桿件內(nèi)力測(cè)量，以及對(duì)測(cè)量結(jié)果處理分析，掌握靜力非破壞實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)基本過程。 3.結(jié)合實(shí)際工程，對(duì)桁架工作性能作出分析與評(píng)定。 二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄： 桁架數(shù)據(jù)表格 外徑(mm) 內(nèi)徑(mm) 截面積(mm) 桿長(zhǎng)度(mm) 線密度

9、 (kg/m) 彈性模量(Mpa) 22 20   69.54 500  0.51   2.06*105 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 第1部分：記錄試驗(yàn)微應(yīng)變值和下弦桿百分表的讀數(shù)，并完成表格 荷載（N） 上弦桿 腹桿 下弦桿 1點(diǎn) 2點(diǎn) 均值 力 1點(diǎn) 2點(diǎn) 均值 力 1點(diǎn) 2點(diǎn) 均值 力 500 -34 -36 -35 -475.3 27 26 26.5 359.9 18 19 18.5 251.2 1000 -68 -72 -70 -950.6 53 51 52 706.2 34 37 35.5 482.1 1500 -100 -106 -103 -

10、1398.7 78 76 77 1045.7 52 55 53.5 726.5 2000 -133 -142 -137.5 -1867.3 104 102 103 1391.9 69 73 71 964.2 1000 -61 -70 -68.5 -930.2 51 50 50.5 685.8 35 37 36 488.9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 第2部分：記錄試驗(yàn)微應(yīng)變值和下弦桿百分表的讀數(shù)，并完成表格 荷載 （N） 撓度測(cè)量 下弦桿 表 表 表 表 500 0 0.075 0.125 0 0.075 0.125 1000 0 0145 0.253 0 0.145

11、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、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與判定： 1. 將第一部分中內(nèi)力結(jié)果與桁架理論值對(duì)比，分析其誤差產(chǎn)生的原因？ 解： 由于理論計(jì)算的數(shù)值均略大于實(shí)測(cè)值，可能的原因如下：實(shí)際的桁架結(jié)點(diǎn)由于約束的情況受實(shí)驗(yàn)影響較大，并非都為理想的鉸接點(diǎn)，因此部分結(jié)點(diǎn)可以傳遞彎矩，而實(shí)際的桁架軸線也未必都通過鉸的中心，且荷載和支座反力的作用位置也可能有所偏差，所以實(shí)際

12、的內(nèi)力值要與理論值有誤差。 2. 通過試驗(yàn)總結(jié)出桁架上、下弦桿與腹桿受力特點(diǎn)，若將實(shí)驗(yàn)桁架腹桿反向布置，對(duì)比一下兩者優(yōu)劣。 解：當(dāng)承受豎向向下荷載時(shí)，上弦受壓，下弦、腹桿受拉。通過受力分析可以得出，反向布置之后，腹桿由之前的受拉變?yōu)槭軌海鞘芰Φ拇笮〔蛔?。?jù)此為避免壓桿失穩(wěn)，實(shí)驗(yàn)中布置的桁架形式更優(yōu)越，受力更合理，更能發(fā)揮材料的作用。 實(shí)驗(yàn)名稱：結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)量實(shí)驗(yàn) 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1、了解動(dòng)力參數(shù)的測(cè)量原理； 2、掌握傳感器、儀器及使用方法； 3、通過振動(dòng)衰減波形求出簡(jiǎn)支梁的固有頻率和阻尼比； 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備信息： 1、設(shè)備和儀器 名稱 型號(hào)和規(guī)格 用途 拾振器 DH105 將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換

13、成電荷信號(hào)輸出 動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng) DH5922 采集振動(dòng)傳感器輸出的電信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量傳遞給計(jì)算機(jī) 2、簡(jiǎn)支梁的基本數(shù)據(jù) 截面高度 (mm) 截面寬度 (mm) 長(zhǎng)度 (mm) 跨度 (mm) 彈性模量 (GPa) 重量 (kg) 自振頻率理論值 (Hz) 61 185 2035 1850 10 12.7 34.35 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 根據(jù)相鄰n個(gè)周期的波峰和時(shí)間信息，并根據(jù)公式計(jì)算一階固有頻率和阻尼比 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 第i個(gè) 波形 波峰 時(shí)間 1.5615 2.9255 1.5745 9.358 2.568 1.5615 幅值 500.73 518.79 490.20 424

14、.32 436.28 500.73 第i+n個(gè)波形 波峰 時(shí)間 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 間隔n 7 8 7 7 8 7 周期 / s 0.027 0.02688 0.0268 0.0266 0.02662 0.027 頻率/ Hz 阻尼比 根據(jù)公式：（1）、（2）計(jì)算上述表格中的頻率和阻尼比，填寫到上表中。為第i個(gè)波形的波峰幅值，為第i+n個(gè)波形的波峰幅值。 四、問題討論： 1. 在實(shí)驗(yàn)中拾振器的選擇依據(jù)是什么？使用時(shí)有什么注意事項(xiàng)？ 解：最為關(guān)心的技術(shù)指標(biāo)為：靈敏度、頻率范圍和量程。 （1）靈敏度：土木工程和超大型機(jī)械結(jié)構(gòu)的振動(dòng)在1100ms-2左右，可選30030pC/ms-2的加速度傳感器； （2）頻率：土木工程一般是低頻振動(dòng)，加速度傳感器頻率響應(yīng)范圍可選擇0.21kHz； （3）傳感器的橫向比要小，以盡可能減小橫向擾動(dòng)對(duì)測(cè)量頻率的影響； 使用