大工2017《道橋工程實(shí)驗(yàn)(二)》實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)名稱：土的壓縮試驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)土的壓縮試驗(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—e～p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：（2）各級(jí)壓力下試樣固結(jié)變形穩(wěn)定后的孔隙比：（3）土的壓縮系數(shù)：（4）土的壓縮模量：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)505.6581005.2882005.0094004.7273、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=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）p50100200400各級(jí)荷載下固結(jié)變形穩(wěn)定后百分表讀數(shù)（mm）hi5.6585.2885.0094.727總變形量（mm）=h0-hi2.2292.5992.8783.160儀器變形量(mm)Δi0.1220.2200.2750.357校正后土樣變形量(mm)Δhi=-Δi=h0-hi-Δi2.1072.3792.6032.803各級(jí)荷載下的孔隙比ei0.5830.5590.5390.521土的壓縮系數(shù)(MPa-1)a1-20.2土的壓縮模量(MPa)Es1-28.845四、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？該土的壓縮類別為中性壓縮土。實(shí)驗(yàn)名稱：靜定桁架實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、掌握桿件應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系和桁架的受力特點(diǎn)；2、通過(guò)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，掌握靜力非破壞試驗(yàn)基本過(guò)程；3、結(jié)合實(shí)驗(yàn)桁架，對(duì)桁架工作性能做出分析與評(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(mm2)桿長(zhǎng)度(mm)線密度(kg/m)彈性模量(Mpa)

222069.545000.512.06×105三、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500-34-36-35-475.3272626.5359.87181918.5251.231000-68-72-70-950.6535152706.16343735.5482.091500-100-106-103-1398.747876771045.66525553.5726.532000-133-142-137.5-1867.25108101102.51391.95697371964.181000-67-70-68.5-930.23515050.5685.79353736488.880000000000000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①表②表③表④②③50000.750.12500.0750.125100000.1450.25300.1450.253150000.2200.37700.2200.377200000.2850.50200.2850.502100000.1420.25100.1420.251000.0010.00200.0010.002四、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？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(guò)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)際的內(nèi)力值要與理論值有誤差。2.通過(guò)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。當(dāng)承受豎向向下荷載時(shí)，上弦受壓，下弦、腹桿受拉。通過(guò)內(nèi)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?，但是受力的大小不變，為避免壓桿失穩(wěn)，實(shí)驗(yàn)中所用的桁架形式更優(yōu)，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?、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(guò)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)61185203518501012.734.35三、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)123456第i個(gè)波形波峰時(shí)間1.56152.92551.57459.3582.5681.5615幅值500.73518.79490.20424.32436.28500.73第i+n個(gè)波形波峰時(shí)間1.75053.14051.7629.54452.7811.7505幅值341.18370.39334.59297.06293.01341.18間隔n787787周期/s0.0270.026880.02680.02660.026620.027頻率/Hz37.03737.20237.31337.59437.56637.037阻尼比ζ0.00870.00670.00870.00810.00790.0087根據(jù)公式：（1）、（2）計(jì)算上述表格中的頻率和阻尼比，填寫(xiě)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(wèn)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)？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1～100ms-2左右，可選300～30pC/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0.2～1kHz；（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。使用的注意事項(xiàng)安裝面要平整、光潔。安裝方式：不同安裝方式對(duì)測(cè)試頻率的響應(yīng)影響很大：某一振動(dòng)傳感器，螺釘剛性連接使用頻率為10kHz；膠粘安裝6kHz；磁力吸座2kHz；雙面膠1kHz