大工18春水利工程实验二实验报告及要求.doc

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专 业：

实验名称：土的压缩试验
一、实验目的： 测定土体的压缩变形与荷载的关系
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：
（1）固结仪：环刀、护环、透水版、水槽、加压上盖；
（2）加压设备：压力框架、杠杆及砝码组成；
（3）变形量测设备。
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
5.289
200
5.01
400
4.725
3、实验成果整理

试样初始高度H0= 20mm 试样初始密度ρ0=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=0.8 百分表初始读数h0=7.889mm
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
5.659
5.289
5.01
4.725
总变形量（mm）
=h0 -hi
2.23
2.6
2.879
3.164
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
2.108
2.380
2.604
2.807
各级荷载下的孔隙比
ei
0.61
0.59
0.57
0.55
土的压缩系数(MPa-1)
a1-2
0.4
土的压缩模量(MPa)
Es1-2
4.5

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？
该土的压缩系数为0.4 MPa-1，根据土的压缩性分类为中压缩性土。

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。
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） 截面尺寸为：150mm×200mm×1200mm，箍筋上面两端是两根直径为8mm的钢筋，下面两端是两根直径为14mm的钢筋。
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
4.91
5.484
2.576
2
20 kN
0.86
4.83
6.852
4.007
3
30 kN
0.82
4.754
6.261
3.474
4
40 Kn
0.781
4.68
6.665
3.935
5
50 kN
0.742
4.618
7.112
4.432
6
60 kN
0.71
4.566
7.525
4.887
7
70 kN
0.67
4.52
8.029
5.434
8
80 kN
0.64
4.48
8.501
5.941
9
90 kN
0.602
4.432
9.06
6.543
10
100 kN
0.571
4.391
9.651
7.17
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？
实验测出的破坏荷载是138.3KN，计算出的90.2KN与实验值相差48.1KN。

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。
二、实验数据记录：
桁架数据表格
外径(mm)
内径(mm)
截面积(mm)
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
9.31
27
26
26.5
18.12
18
19
18.5
16.98
1000
-68
-72
-70
4.30
53
51
52
21.77
34
37
35.5
19.41
1500
-100
-106
-103
-4.30
78
76
77
25.36
52
55
53.5
21.99
2000
-133
-142
-137.5
-5.37
108
101
102.5
29
69
73
71
24.5
1000
-67
-70
-68.5
4.51
51
50
50.5
21.56
35
37
36
19.48
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
累计
表②
累计
表③
累计
表④
累计
②
③
500
0
0
0.075
0.075
0.125
0.2
0
0
0.075
0.125
1000
0
0
0.145
0.145
0.253
0.398
0
0
0.145
0.253
1500
0
0
0.220
0.220
0.377
0.597
0
0
0.220
0.377
2000
0
0
0.285
0.285
0.502
0.787
0
0
0.285
0.502
1000
0
0
0.142
0.142
0.251
0.393
0
0
0.142
0.251
0
0
0
0.001
0.001
0.002
0.003
0
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：第一部分结果与桁架理论值产生误差的原因是上弦杆受到的是压力，下弦杆受到的是拉力。

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。
答：反向布置之后，腹赶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，受力更加
合理，更能发挥材料的作用。

实验名称：水利工程底流消能实验
一、实验目的
1、通过实验了解底流消能原理及其类型。
2、校核消能措施的几何尺寸。
3、了解辅助消能工的作用。
二、实验数据
1、 已知数据
（1）实验槽宽B = 10 cm
（2）消力坎实测高度= 1.9 cm
2、实测数据
将实测数据填入表1
表1
流量计
读数
（m3/h）
上游水深
（cm）
收缩断面水深
（cm）
消力坎上水头
（cm）
下游
水面高程（cm）
槽底
高程
水面
高程
槽底
高程
水面
高程
坎顶高程
（槽底高程+坎高）
水面
高程
4.52
15.22
28.9
17.2
16.7
17.12
20.6
19.7
三、消力坎的高度计算（写出详细过程）
Q=流量计读数×1000/3.6=4.52×1000/3.6=1255.56(cm3/s)
计算单宽流量=1255.56/10=125.56（cm2/s）
计算消力坎水头=3.57（cm）m为折线型实用堰的流量系数，一般取；是消能墙的淹没系数，自由出流取1.0
计算E=P+H=上游水深＝13.22 9.93+H=13.22 H=3.29
计算流速系数
=1-0.0155×（9.93/3.29）=0.95
通过试算计算收缩断面水深
通过试算，得出hc=0.83
计算收缩断面共轭水深
=5.82
计算消力坎高度c
=1.05×5.82+125.562 /(2×980(1.05×5.82)2 )-3.57=2.76

将计算数据填入表2
表2
单宽流量
（cm2/s）
上游
水深
（cm）
下游
水深
（cm）
收缩断面水深
hc（cm）
消力坎水头
H10（cm）
消力坎高度
c（cm）
实测
计算
实测
计算
实测
计算
125.56
13.22
4.03
0.98
0.83
3.02
3.57
1.9
2.76
四、实验结果分析及回答思考题
1、计算数据成果表中，各参数的实际测量和理论计算值是否完全相等？如有误差，请分析原因。
不相等，存在误差，误差产生的原因主要有水流的流态、各系数的选取及测量本省也存在一定的误差。消力坎式各有优缺点，需根据地质，施工等各方面具体条件，全面考虑确定，有时还需二者结合起来，为综合式消力池。计算时需先确定坎高c,再确定d。