大工2017《道桥工程实验(二)》实验报告.doc

大工2017《道桥工程实验(二)》实验报告
实验名称：土的压缩试验
一、实验目的：通过土的压缩试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a1-2，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：
（2）各级压力下试样固结变形稳定后的孔隙比：
（3）土的压缩系数：
（4）土的压缩模量：

三、实验内容：
1、实验仪器、设备：
固结容器：环刀、护环、透水板、水槽、加压上盖。环刀：内径为61.8mm，高度为20mm；护环：保证试样侧面不变形，即满足侧限条件；透水板：其渗透系数大于试样的渗透系数。RbYiO。
加压设备：由压力框架、杠杆及砝码组成。
变形量测设备：量程10mm，最小分度值为0.01mm的百分表。

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
5.658
100
5.288
200
5.009
400
4.727

3、实验成果整理

试样初始高度H0= 20mm 初始密度=1.87g/cm3
土粒比重Gs=2.7 试样天然含水率w0=25%
试样初始孔隙比e0=0.769 百分表初始读数h0=7.887
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）hi
5.658
5.288
5.009
4.727
总变形量（mm）
=h0 -hi
2.229
2.599
2.878
3.160
仪器变形量(mm)
Δi
0.122
0.220
0.275
0.357
校正后土样变形量(mm)
Δhi= -Δi=h0 -hi -Δi
2.107
2.379
2.603
2.803
各级荷载下的孔隙比
ei
0.583
0.559
0.539
0.521
土的压缩系数(MPa-1)
a1-2
0.2
土的压缩模量(MPa)
Es1-2
8.845

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？
该土的压缩类别为中性压缩土。

实验名称：钢筋混凝土简支梁实验
一、实验目的： 1、分析梁的破坏特征，根据梁的裂缝开展判断梁的破坏形态； 2、观察裂缝开展，记录梁受力和变形过程，画出荷载挠度曲线；3、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；4、测定梁开裂荷载和破坏荷载，并与理论计算值进行比较。tOQsI。

二、实验基本信息：
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） 150mm×200mm×1200mm
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
90
91
49
-41.5
2
20 kN
86
83
85
0.5
3
30 kN
82
75
26
-52.5
4
40 Kn
78
68
66
-7
5
50 kN
75
62
11
-57.5
6
60 kN
71
57
52
-12
7
70 kN
67
52
3
-56.5
8
80 kN
64
48
50
-6
9
90 kN
60
43
6
45.5
10
100 kN
57
39
65
17
起裂荷载(kN)
40KN
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
2593
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？TmZBg。
最大荷载C30混凝土，fc=14.3N/mm2，a1=1，HRB335钢筋，fy=300N/mm2 。环境取为一类，保护层厚度取20mm。界限的相对受压区ξ=0.55，取αs=45mm，h0=200-45=155mm，M=1.0×14.3×150×155×0.55×（1-0.5×0.55） =132.574KN·m。破坏荷载为138.3kN，因此实测值略大于计算值。 isDD8。
实验名称：静定桁架实验
一、实验目的：1、掌握杆件应力-应变关系和桁架的受力特点； 2、通过对桁架节点位移、支座沉降和杆件内力测量，以及对测量结果处理分析，掌握静力非破坏试验基本过程；3、结合实验桁架，对桁架工作性能做出分析与评定。 Qns5l。

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
2.06×105

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
108
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
0.75
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？
由于理论计算的数值均略大于实测值，可能的原因如下：实际的桁架结点由于约束的情况受实验影响较大，并非都为理想的铰接点，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。 1domq。

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。
当承受竖向向下荷载时，上弦受压，下弦、腹杆受拉。通过内力分析可以得出，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，为避免压杆失稳，实验中所用的桁架形式更优，受力更合理，更能发挥材料的作用。 Cso0H。
实验名称：结构动力特性测量实验
一、实验目的：1、了解动力参数的测量原理；2、掌握传感器、仪器及使用方法；3、通过振动衰减波形求出简支梁的固有频率和阻尼比。 D5wg5。
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
将振动信号转换成电荷信号输出
动态测试系统
DH5922
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

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
0.0087
0.0067
0.0087
0.0081
0.0079
0.0087
根据公式：（1）、（2）计算上述表格中的频率和阻尼比，填写到上表中。为第i个波形的波峰幅值，为第i+n个波形的波峰幅值。VvURH。

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？
最为关心的技术指标为：灵敏度、频率范围和量程。
（1）灵敏度：土木工程和超大型机械结构的振动在1～100ms-2
左右，可选300～30pC/ms-2的加速度传感器；
（2）频率：土木工程一般是低频振动，加速度传感器频率响应范围可选择0.2～1kHz；
（3）传感器的横向比要小，以尽可能减小横向扰动对测量频率的影响。
使用的注意事项 安装面要平整、光洁。
安装方式：不同安装方式对测试频率的响应影响很大：某一振动传感器，螺钉刚性连接使用频率为10kHz；胶粘安装6kHz；磁力吸座2kHz；双面胶1kHz。 JQzHS。
加速度传感器的质量、灵敏度与使用频率成反比，即灵敏度高，质量大的传感器使用频率低。

2. 什么是自由振动法？
自由振动法就是在试验中采用初位移或初速度的突卸载或突加载的方法，使结构受一冲击荷载作用而产生自由振动。本次实验采用手锤敲击的方法对简支梁进行激振，从而产生振动。 rylXu。