大工17春《道橋工程實驗》實驗報告及答案

1、實驗名稱：土的壓縮試驗一、實驗?zāi)康模和ㄟ^土的壓縮實驗得到試樣在側(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 并以此計算土的壓縮系數(shù)a1-2判斷土勺勺壓緯性為土的沉誹變形計眞提供依據(jù)。二、實驗原理：1、計算公式(1) 試樣初始孑L隙比：e o=(1+W0)G§ p y/ p 0 -1(2) 各級壓力下試樣固結(jié)變形穩(wěn)定后的孔隙比：e三e二(1+e°)/h o* Ahi(3) 土的壓縮系數(shù)：a i-2 =(e i e 2)/(p 2 - p i)二- e/ Ap(4) 土的壓縮模量：Es i-2=(1+e°)/a 1-2三、實驗內(nèi)容：1、實驗儀器、設(shè)備：

2、固結(jié)容器：環(huán)刀、護環(huán)、透水板、水槽、加壓 上蓋。環(huán)刀： 內(nèi)徑為 61.8mn, 高度為 20mm 護環(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。變形量測設(shè)備：量程 10mm最小分度值為 0.01mm的百分表。2、實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果施加壓力等級kPa施加壓力后百分表讀數(shù)505.6581005.2882005.0094004.7273、實驗成果整理試樣初始高度H0= 20mm土粒比重G-2.7試樣初始孔隙比e°=0.769初始密度P=1.87g/cm3試樣天然含水率w=25%百分表初始讀數(shù)h0=7.887試驗所加的各級

3、壓力(kPa) p50100200400各級何載下固結(jié)變形穩(wěn)定后百分表讀數(shù)(mm hi5.6585.2885.0094.727總變形量(mr)h 二ho - hi2.2292.5992.8784.727儀器變形量(mm) i0.1220.2200.2750.357校正后土樣變形量（mm） hi= - i =ho - hi - i2.1072.3792.6032.803各級荷載下的孔隙比ei0.5830.5590.5390.521土的壓縮系數(shù)(MPa-1)ai-20.2土的壓縮模量(MPa)Es1-28.845四、實驗結(jié)果分析與判定：(1)根據(jù)實驗結(jié)果，該土的壓縮類別如何？土的壓縮系數(shù)為02按土

4、的壓縮性分數(shù)規(guī)定，該為中壓縮性土實驗名稱：鋼筋混凝土簡支梁實驗一、實驗?zāi)康模?、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、測定梁開裂荷載和破壞荷載，并與理論計算值進行比較 。二、實驗基本信息：1 .基本設(shè)計指標(1) 簡支梁的截面尺寸 150*200mm(2) 簡支梁的截面配筋(正截面)A61O0 2© 8 2142. 材料(1) 混凝土強度等級 C30(2) 鋼筋強度等級 HRB335三、實驗內(nèi)容：第1部分：實驗中每級荷載下記錄的數(shù)據(jù)何載百分表讀數(shù)撓

5、度/mm左支座(f1/mm)右支座(f2/mm)跨中(f3/mm)00 kN0.964.995.140110 kN0.94.905.482.575220 kN0.864.835.850.43330 kN0.824.756.270.47440 Kn0.784.686.660.455550 kN0.744.617.110.505660 kN0.74.567.530.455770 kN0.674.528.020.535880 kN0.644.488.50.52990 kN0.64.439.060.610100 kN0.574.399.650.625起裂荷載(kN)40KN破壞荷載(kN)138.3K

6、N注：起裂荷載為裂縫開始出現(xiàn)裂縫時所加荷載的數(shù)值。第2部分：每級荷載作用下的應(yīng)變值何載應(yīng)變值測點4讀數(shù)測點5讀數(shù)測點6讀數(shù)測點7讀數(shù)110 kN38503888220 kN99168109174330 kN258376300310440 kN445760497440550 kN5611095652570660 kN6961425832731770 kN84317601022842880 kN95220211156957990 kN106823051306104610100 kN1187259814571170四、實驗結(jié)果分析與判定：(1)根據(jù)試驗梁材料的實測強度及幾何尺寸，計算得到該梁正截面能

7、承受最大荷載為90.2kN，與實驗實測值相比相差多少?2解：最大荷載 C30混凝土，fc"43N/mm , X " , HRB335鋼筋，2fy =300N/mm環(huán)境取為一類，保護層厚度取為20mm界限的相對受壓區(qū)為匕=°55，取=45mm , h0=200-45=155mm M=1.0X 14.3 X 150X 155X 0.55 X( 1-0.5 X 0.55 ) =132.574KNm 破壞荷載為 138.3KN,因此實測值略大于計算值。實驗名稱：靜定桁架實驗一、實驗?zāi)康模?. 掌握桿件應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系與桁架的受力特點。2. 對桁架節(jié)點位移、支座沉降和桿件內(nèi)力

8、測量，以及對測量結(jié)果處 理分析，掌握靜力非破壞實驗實驗基本過程。3. 結(jié)合實際工程，對桁架工作性能作出分析與評定。二、實驗數(shù)據(jù)記錄：桁架數(shù)據(jù)表格外徑內(nèi)徑截面積桿長度線密度彈性模量(mm)(mm)(mm)(mm)(kg/m)(Mpa)222069.545000.5152.06*10三、實驗內(nèi)容:第1部分：記錄試驗微應(yīng)變值和下弦桿百分表的讀數(shù)，并完成表格何載（N）上弦桿腹桿下弦桿1占1八、2占J > 、均值力1占1八、2占均值力1占1八、2占均值力500-34-36-35-475.3272626.5359.9181918.5251.21000-68-72-70-955351527063437

9、35.4820.6.25.1-13-10-10-1010453.726150006398.7876775.752555.57-18-13-14-131399642000327.567.1041021031.9697371.23-68-9350.6854881000-61-70.50.251505.8353736.90000000000000第2部分：記錄試驗微應(yīng)變值和下弦桿百分表的讀數(shù)，并完成表格何載(N撓度測量下弦桿表表表表50000.0750.12500.0750.1251000001450.25300.1450.253150000.2200.37700.2200.377200000.28

10、50.50200.2850.502100000.1420.25100.1420.251000.0010.00200.0010.002四、實驗結(jié)果分析與判定：1將第一部分中內(nèi)力結(jié)果與桁架理論值對比，分析其誤差產(chǎn)生的原因？解：由于理論計算的數(shù)值均略大于實測值，可能的原因如下：實 際的桁架結(jié)點由于約束的情況受實驗影響較大， 并非都為理想的鉸接 點，因此部分結(jié)點可以傳遞彎矩， 而實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，所以實際的內(nèi)力值要與理論值有誤差。2.通過試驗總結(jié)出桁架上、下弦桿與腹桿受力特點，若將實驗桁架 腹桿反向布置，對比一下兩者優(yōu)劣。解：當承受豎向向下

11、荷載時，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?受力的大小不變。據(jù)此為避免壓桿失穩(wěn)，實驗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。實驗名稱：結(jié)構(gòu)動力特性測量實驗一、實驗?zāi)康模篲1、了解動力參數(shù)的測量原理；2、掌握傳感器、儀器及使用方法；3、通過振動衰減波形求出簡支梁的固有頻率和阻尼比;二、實驗設(shè)備信息：1、設(shè)備和儀器名稱型號和規(guī)格用途拾振器DH105將振動信號轉(zhuǎn)換成電荷信號輸出動態(tài)測試系統(tǒng)DH5922米集振動傳感器輸出的電信號， 并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量傳遞給計 算機2、簡支梁的基本數(shù)據(jù)截面咼 度(mm)截面寬 度(mm)長度(

12、mm)跨度(mm)彈性模量(GPa)重量(kg)自振頻 率理論 值(Hz)61185203518501012.734.35三、實驗內(nèi)容：根據(jù)相鄰n個周期的波峰和時間信息，并根據(jù)公式計算一階固有頻率和阻尼比次數(shù)123456第i個波形波峰時間1.56152.92551.57459.3582.5681.5615幅值500.73518.79490.20424.32436.28500.73第i+n個波形波峰時間1.75053.14051.7629.54452.7811.7505幅值341.18370.39334.59297.06293.01341.18間隔n787787周期/ s0.0270.02688

13、0.02680.02660.026620.027頻率/ Hz阻尼比Z根據(jù)公式：（1）冗、（2）上ln仇計算上述表格中的頻率和阻尼比，填寫到上表中。A（ti）為第i個波形的波峰幅值，Ati nTd）為第i+n個波形的波峰幅值。四、問題討論：1.在實驗中拾振器的選擇依據(jù)是什么？使用時有什么注意事項？解：最為關(guān)心的技術(shù)指標為： 靈敏度、頻率范圍和量程。（1）靈敏度：土木工程和超大型機械結(jié)構(gòu)的振動在 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，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對測量頻率的影響；使用時應(yīng)該注意安裝面要平整、光潔。安裝方式： 不同