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：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)康模和ㄟ^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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：e0=(1+w0)GSρW/ρ0-1（2）各級壓力下試樣固結(jié)變形穩(wěn)定后的孔隙比：ei=e0-(1+e0)/h0*Δhi（3）土的壓縮系數(shù)：a1-2=(e1–e2)/(p2-p1)=-Δe/Δp（4）土的壓縮模量：Es1-2=(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)所加的各級壓力（kPa）p50100200400各級荷載下固結(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-hi2.2292.5992.8784.727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？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：鋼筋混凝土簡支梁實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?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(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）簡支梁的截面尺寸150*200mm（2）簡支梁的截面配筋（正截面）A6@100、2φ8、2Φ142．材料（1）混凝土強(qiáng)度等級C30（2）鋼筋強(qiáng)度等級HRB335三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：第1部分：實(shí)驗(yàn)中每級荷載下記錄的數(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）00kN0.964.995.140110kN0.94.905.482.575220kN0.864.835.850.43330kN0.824.756.270.47440Kn0.784.686.660.455550kN0.744.617.110.505660kN0.74.567.530.455770kN0.674.528.020.535880kN0.644.488.50.52990kN0.64.439.060.6 10100kN0.574.399.650.625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：每級荷載作用下的應(yīng)變值荷載應(yīng)變值測點(diǎn)4讀數(shù)測點(diǎn)5讀數(shù)測點(diǎn)6讀數(shù)測點(diǎn)7讀數(shù)110kN38503888220kN99168109174330kN258376300310440kN445760497440550kN5611095652570660kN6961425832731770kN84317601022842880kN95220211156957990kN106823051306104610100kN1187259814571170四、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。界限的相對受壓區(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?.掌握桿件應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系與桁架的受力特點(diǎn)。2.對桁架節(jié)點(diǎn)位移、支座沉降和桿件內(nèi)力測量，以及對測量結(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，對桁架工作性能作出分析與評定。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)桿長度(mm)線密度(kg/m)彈性模量(Mpa)2220??69.54500?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500-34-36-35-475.3272626.5359.9181918.5251.21000-68-72-70-950.6535152706.2343735.5482.11500-100-106-103-1398.77876771045.7525553.5726.52000-133-142-137.5-1867.31041021031391.9697371964.21000-61-70-68.5-930.2515050.5685.8353736488.90000000000000 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）撓度測量下弦桿表①表②表③表④②③50000.0750.12500.0750.1251000001450.25300.1450.253150000.2200.37700.2200.377200000.2850.50200.2850.502100000.1420.25100.1420.251000.0010.00200.0010.002四、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?，但是受力的大小不變。?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)力特性測量實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解動(dòng)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(dòng)衰減波形求出簡支梁的固有頻率和阻尼比；二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備信息：1、設(shè)備和儀器名稱型號和規(guī)格用途拾振器DH105將振動(dòng)信號轉(zhuǎn)換成電荷信號輸出動(dòng)態(tài)測試系統(tǒng)DH5922采集振動(dòng)傳感器輸出的電信號，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量傳遞給計(jì)算機(jī)2、簡支梁的基本數(shù)據(jù)截面高度(mm)截面寬度(mm)長度(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/Hz阻尼比ζ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)對測量頻率的影響；使用時(shí)應(yīng)該注意安裝面要平整、光潔。安裝方式：不同安裝方式對測試頻率的響應(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。加速度傳感器的質(zhì)量、靈敏度與使用頻率成反比，即靈敏度高，質(zhì)量大的傳感器使用頻率低。2.什么是自由振動(dòng)法？解：自由振動(dòng)法就是在試驗(yàn)中采用初位移或初速度的突卸載或突加載的方法，使結(jié)構(gòu)受一沖擊荷載作用而產(chǎn)生自由振動(dòng)。本次實(shí)驗(yàn)采用手錘敲擊的方法對簡支梁進(jìn)行激振，從而產(chǎn)生振動(dòng)；