土木工程綜合實驗報告22p

1、土木工程g實驗報土土木工程綜合實驗報告（隧道與軌道工程方向）班級：姓名：學號：成績：一、實驗報告要求（1）實驗報告的格式形式應(yīng)統(tǒng)一。（2）編寫實驗報告要規(guī)范，一般包括：實驗名稱、目的、內(nèi)容、原理、設(shè)備及儀表（名稱、規(guī)格、型號）、實驗裝置或連接示意圖、實驗步驟、實驗記錄、數(shù)據(jù)處理（或 原理論證、或?qū)嶒灛F(xiàn)象描述、或結(jié)構(gòu)說明等）（3）實驗報告應(yīng)附有實驗原始記錄。（4）每個實驗要求實驗記錄數(shù)據(jù)完整、計算正確、圖表清晰。、實驗課的考核方式與評分辦法或標準（1）本課程考試方式：考查。（2）實驗成績評定標準：要求每名學生按指導書要求參加所列所有試驗項目。實驗成績組成：出勤20%、實驗操作30%、實驗報告50

2、%。實驗成績分：優(yōu)、良、中、合格、不合格五級。目 錄試驗一量測儀器參觀與操作練習3試驗二回彈法測定混凝土強度試驗4試驗三超聲一回彈綜合法測定混凝土強度試驗 7試驗四錨桿拉拔試驗 11試驗五隧道周邊收斂量測 13試驗六鋼筋掃描檢測實驗16試驗七橋梁跨中撓度驗證設(shè)計實驗 18試驗一 量測儀器的參觀與操作練習一、試驗?zāi)康耐ㄟ^參觀、練習，進一步了解各種儀器的工作原理、用途，掌握使用方法。二、 所列量測應(yīng)變的機械式儀表裝置有：機械百分表、機械千分表 。這些儀表裝置都是量測試樣的某一預先選定的原始長度的前后 變化值，然后計算其應(yīng)變值，該原始長度稱為初始值 。它們的刻度值分別為： 0.01 mm，量程分別為

3、： mm。三、量測位移的儀表裝置有：機電百分表、位移計和測高儀。四、量測力的儀器裝置有：拉力測力計、壓力測力計、拉測力傳感器和壓測力傳感器 。五、百分表、千分表的區(qū)別有：（1）精度、（2）量程（3）誤差。用它們測撓度應(yīng)配讀數(shù)顯微鏡，測應(yīng)變應(yīng)配 手持應(yīng)變儀，測轉(zhuǎn)角應(yīng)配傾角儀，測力應(yīng)配測力傳感器。同組實驗者:實驗時間：試驗二回彈法測定混凝土強度試驗一、目的要求1. 了解回彈儀的構(gòu)造及其工作原理；2. 掌握回彈儀的使用方法與技術(shù)要求；3. 掌握回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程 JGJ/T23-2011二、試驗內(nèi)容用回彈儀在測區(qū)內(nèi)隨機布點測得回彈值三、儀器名稱及主要規(guī)格（包括量程、分度值、精度等）、材

4、料1、混凝土回彈儀；2、檢測鋼砧；3、混凝土試件。每一結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的測區(qū)應(yīng)符合下列規(guī)定：1每一結(jié)構(gòu)或構(gòu)件測區(qū)數(shù)不應(yīng)少10個，對某一方向尺寸不大于 4.5m且另一方向尺寸 不大于0.3m的構(gòu)件，其測區(qū)數(shù)量可適當減少，但不應(yīng)少于5個。2相鄰兩測區(qū)的間距應(yīng)控制在2m以內(nèi)，測區(qū)離構(gòu)件端部或施工縫邊緣的距離不宜大于 0.5m，且不宜小于0.2 m。3測區(qū)應(yīng)選在使回彈儀處于水平方向檢測混凝土澆筑側(cè)面。當不能滿足這一要求時，可使回彈儀處于非水平方向檢測混凝土澆筑表面或底面。4測區(qū)宜選在構(gòu)件的兩個對稱可測面上，也可選在一個可測面上，且應(yīng)均勻分布。在構(gòu)件的重要部位及薄弱部位應(yīng)布置測區(qū)，并應(yīng)避開預埋件。5測區(qū)的面積

5、不宜大于0.04m 2。6檢測面應(yīng)為混凝土原漿面，并應(yīng)清潔、平整，不應(yīng)有疏松層、浮漿、油垢、涂層以 及蜂窩、麻面。7對彈擊時產(chǎn)生顫動的薄壁，小型構(gòu)件應(yīng)進行固定。四、試驗步驟檢測前后均應(yīng)在鋼砧上做率定試驗，在洛氏硬度HRC為60+-2的鋼砧上，回彈儀率定值應(yīng)為80+-2。檢測時，回彈儀的軸線應(yīng)始終垂直于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的混凝土檢測面，緩慢施壓，準確 讀數(shù)，快速復位。測點宜在測區(qū)范圍內(nèi)均勻分布，相鄰兩測點的凈距不宜小于 20mm，測點距外露鋼 筋、預埋件的距離不宜小于30mm，測點不應(yīng)在氣孔或外露石子上，同一測點只應(yīng)彈擊 一次，每一測區(qū)應(yīng)記取16個回彈值，每一測點的回彈值讀數(shù)應(yīng)精確至 1。測試過程中，儀

6、器的縱軸線應(yīng)始終與被測混凝土表面保持垂直，其操作程序應(yīng)符合使用說明書的規(guī)定。五、試驗結(jié)果及分析1. 原始記錄的整理，把各項記錄、圖形按要求加以整理、計算與修正（在記錄表格上進行）回彈法檢測原始記錄表工程名稱：第 頁 共 頁編號回彈值R測 試 角 度a修正 后回 彈值構(gòu) 件測區(qū)12345678910111213141516Rn12345678910測面?zhèn)让?、表面、底面、干、潮濕狀態(tài)回型號彈編號儀率定值測試：記錄：計算：測試時間：年 月曰2試驗成果計算(計算出換算強度，并進行結(jié)果評定)六、討論1. 回彈法的適用范圍。(1) 、適用溫度范圍：-440C；(2) 、適用齡期范圍：141000天，長齡期

7、應(yīng)采用鉆芯法修正；(3) 、適用強度范圍：1060MPa(4) 、不適用于表層與內(nèi)部質(zhì)量有明顯差異或內(nèi)部存在缺陷的構(gòu)件檢測，如遭受凍害、化學侵蝕、火災(zāi)、高溫損傷后的檢測。(5) 、不適用于厚度小于100mn構(gòu)件的混凝土強度檢測。2. 采用回彈法時，如何評定混凝土的實測強度？根據(jù)回彈值進行換算，計算測區(qū)平均回彈值，應(yīng)從該測區(qū)的16個回彈值中剔除3 個最大值和3個最小值余下的10個回彈值應(yīng)按有關(guān)公式計算。由于回彈儀與所測面 所成角度有關(guān)，因此當檢測時回彈儀為非水平方向且測試面為非混凝土的澆筑側(cè)面時應(yīng) 先按回彈法檢測混凝土抗壓強度技規(guī)程(JGJ/T23-2001)附錄C對回彈值進行角度修正再按回彈法

8、檢測混凝土抗壓強度技規(guī)程(JGJ/T23-2001)附錄D對修正后的值進行澆筑面修。正計算回彈法測取砼的強度：首先測出回彈實測值，在進行碳化深度測量， 得出兩者結(jié)果后進行換算得出砼的強度。取得回彈同批次砼合格報告后，不需要在對同 批次砼進行評定。同組實驗者： 實驗時間：試驗三 超聲一回彈綜合法測定混凝土強度試驗一、試驗?zāi)康?、了解回彈儀、超聲儀的基本工作原理；2、掌握回彈儀、超聲儀使用方法、步驟；3 、掌握回彈法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程 JGJ/T23-2011超聲回彈綜合法檢測 混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程CECS02 2005;二、試驗內(nèi)容1. 用超聲儀在測區(qū)內(nèi)隨機布點測得聲速2. 結(jié)合回彈儀

9、測得的回彈值得出混凝土強度三、儀器名稱及主要規(guī)格(包括量程、分度值、精度等)、材料1、混凝土回彈儀；2、檢測鋼砧；3、混凝土試件；4、超聲儀。測區(qū)布置應(yīng)符合下列規(guī)定：(1) 、當按單個構(gòu)件檢測時，應(yīng)在構(gòu)件上均勻布置測區(qū)，每個構(gòu)件上的測區(qū)數(shù)不應(yīng)少于 10個；(2) 、對同批構(gòu)件按批抽樣檢測時 ，構(gòu)件抽樣數(shù)應(yīng)不少于同批構(gòu)件的30%,且不少于10件，每個構(gòu)件 測區(qū)數(shù)不應(yīng)少于10個；(3) 、對長度小于或等于 2m的構(gòu)件，其測區(qū)數(shù)量可適當減少，但不應(yīng)少于3個。當按批抽樣檢測時，符合下列條件的構(gòu)件才可作為同批構(gòu)件：(1) 、混凝土強度等級相同，(2) 、混凝土原材料、配合比、成型工藝、養(yǎng)護條件及齡期基本

10、相同，(3) 、構(gòu)件種類相同，(4) 、在施工階段所處狀態(tài)相同。構(gòu)件的測區(qū)應(yīng)滿足下列要求：(1) 、測區(qū)布置在構(gòu)件混凝土洗灌方向的側(cè)面，(2) 、測區(qū)均勻分布，相鄰兩測區(qū)的間距不宜大于 2m,(3) 、測區(qū)避開鋼筋密集區(qū)和預埋件 ，(4) 、測區(qū)尺寸為 200mM 200mm,(5) 、測試面應(yīng)清潔、平整、干燥 ，不應(yīng)有接縫、飾面層、浮漿和油垢，并避開蜂窩、麻面部位，必要時可用砂輪片清除雜物和磨平不平整處，并擦盡殘留粉塵。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上的測區(qū)應(yīng)注明編號，并記錄測區(qū)位置和外觀質(zhì)量情況。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的每一測區(qū)，宜先進行回彈測試，后進行超聲測試。非同一測區(qū)內(nèi)的回彈值及超聲聲速值 ，在計算混凝土強度換算值

11、時不得混用。四、試驗步驟1、操作前應(yīng)仔細閱讀儀器使用說明書；2、 儀器在接通電源前，應(yīng)檢查電源電壓，接上電源后，儀器宜預熱10min ;3、 換能器與標準棒應(yīng)耦合良好，調(diào)節(jié)首波幅度至3040mm后測讀聲時值，有調(diào)零裝置的儀器，應(yīng) 調(diào)節(jié)調(diào)零電位器以扣除初讀數(shù)；4、 在實測時，接收信號的首波幅度均應(yīng)調(diào)至3040mm后，才能測讀每個測點的聲時值。五、試驗結(jié)果及分析1. 原始記錄的整理，把各項記錄、圖形按要求加以整理、計算與修正。(在記錄表格上進行)超聲-回彈綜合法檢測原始記錄表編號回彈值R修正后回彈值聲速V(km/s)測距L(mm)修正后聲速值va (km/s)1234567891011121314

12、1516Rm123Vm構(gòu)件測區(qū)12345678910測面狀態(tài)回彈儀型號測試方法儀器零讀數(shù)測試角度a編號超聲儀型號4s率定值工程名稱:第測試:測試時間:計算:記錄:2. 試驗成果計算（計算出換算強度，并進行結(jié)果評定）六、討論1. 回彈法、超聲法各有哪些優(yōu)缺點？為什么采用超聲-回彈綜合法能提高檢測精度？回彈測試時，測點在測區(qū)范圍內(nèi)宜均勻布置且始終保持回彈儀的軸線垂直于混凝土測試面， 宜首先選擇混凝土澆筑方向的側(cè)面進行水平方向測試，如不具備澆筑方向側(cè)面水平測試的條件可采用非水平狀態(tài)測試，或測試混凝土澆筑的頂面或底面并進行相應(yīng)的修正。因此它具有實驗 儀器簡單，在混凝土結(jié)構(gòu)物表面進行測試故操作容易，但回

13、彈法檢測混凝土強度只能對混凝土 結(jié)構(gòu)物表面強度進行推斷，實驗誤差大，結(jié)果不夠精確。超聲法測試時，超聲測點應(yīng)布置在回彈測試的同一測區(qū)內(nèi)，每一測區(qū)布置3個測點。超聲測試宜優(yōu)先采用對測或角測；當被測構(gòu)件不具備對測或角測條件時，可采用單面平測。雖然超聲測試實驗儀器多了超聲儀，操作復雜，但超聲測試時，換能器輻射面應(yīng)通過耦合劑與混凝土測試面良好耦合，利用聲波在不同物質(zhì)中傳播速度不一樣，產(chǎn)生不同的波形，來判斷混凝土 強度。超聲回彈綜合法兼有兩者的優(yōu)點，故超聲回彈綜合法檢測混凝土強度時能夠檢測到混凝 土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，推測出強度。同組實驗者實驗時間:試驗四錨桿拉拔試驗一、試驗?zāi)康? 掌握錨桿拉拔計的使用方法。2掌握

14、隧道開挖過程中圍巖松動圈、塑性圈范圍的確定方法二、試驗內(nèi)容使用錨桿拉拔計，測出拉拔力，從而得出錨桿的錨固力三、儀器名稱及主要規(guī)格1 錨桿拉拔儀；2 錨桿（鋼筋代替）混凝土試件。四、試驗步驟1 將錨桿拉拔計和反力扳套在錨桿上。2. 油泵手動加壓。3. 記錄拉拔力。五、試驗結(jié)果及分析1. 錨桿拉拔試驗用途說明。檢驗錨桿安裝質(zhì)量，評估錨桿錨固能力2. 拉拔力原始記錄。3. HC數(shù)顯式錨桿拉拔儀的基本原理。錨桿拉拔試驗的原理是摩擦作用，通過施加正應(yīng)力，使錨桿與土體之間緊密結(jié)合，從而利 用彼此界面上的靜摩擦力抵抗外力（拉拔力）。例如錨桿拉拔試驗大于3.5t，即錨桿與土體之 間靜摩擦力抵抗外力要大于3.5

15、t。HC數(shù)顯式錨桿拉拔儀利用錨固在錨桿上的油壓千斤頂提供 的反向壓力的大小，檢測出錨桿上的錨固力，通過應(yīng)變線將力轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式，顯示在數(shù)字屏 上。同組實驗者：實驗時間：試驗五隧道周邊收斂量測一、試驗?zāi)康? 了解隧道周邊位移收斂量測的意義及量測目的。2 了解收斂計的性能，掌握使用方法。3掌握隧道圍巖穩(wěn)定性判別準則。二、試驗內(nèi)容1了解儀器的結(jié)構(gòu)。2 測二基準點間距離，讀三次數(shù)，取平均值，并做記錄。三、儀器名稱及主要規(guī)格隧道周邊收斂計（主要規(guī)格：JSS30A四、試驗步驟1、首先在測點處牢固的埋設(shè)預埋件；預埋件長度根據(jù)需要加工，連接件與預埋件的連接， 應(yīng)使銷釘孔方向鉛直。2、檢查預埋測點有無損壞、松動

16、并將測點灰塵擦凈。3、打開收斂計鋼尺搖把，拉出尺頭掛鉤放入測點孔內(nèi)，將收斂計拉至另一測點，并將尺 架掛鉤掛入測點孔內(nèi)，選擇合適的尺孔，將尺孔銷插入與聯(lián)尺架固定。4、調(diào)整調(diào)節(jié)螺母，仔細觀察，使塑料窗口上的刻線對在張力窗口內(nèi)標尺上的兩條白線之 間（每次應(yīng)一致）。5、記下鋼尺存聯(lián)尺架端時的基線長度與數(shù)顯讀數(shù)。為提高量測精度，每次基線應(yīng)重復測 三次取平均值。當三次讀數(shù)極差大于 0.05mm時.應(yīng)重新測試。6、測試過程中，若數(shù)顯讀數(shù)己超過25mm，則應(yīng)將鋼尺收攏（換尺孔）25mm重新測試， 兩組平均值相減，即為兩尺孑 L的實際間距，以消除鋼尺沖孔距離不精確造成的測量誤差。7、記錄數(shù)據(jù)、時間、溫度、尺孔位

17、置和測點編號。& 一條基線測完后，應(yīng)及時逆時針轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺母，摘下收斂計，打開尺卡收攏鋼一特尺， 為下一次使用作好準備。五、試驗結(jié)果及分析記錄數(shù)據(jù)有三項內(nèi)容，包括數(shù)顯讀數(shù)； 鋼卷尺使用長度及測點附近氣溫。 一般情況下讀數(shù) 取三次平均值，三次讀數(shù)的偏差應(yīng)小于 0.05mm?；€兩點間收斂值S按下式計算：S= （Do+Lo）- （Dn+L n）式中：Do首次數(shù)顯讀數(shù)，（mm）；Lo首次鋼尺長度，（mm）;Dn第n次數(shù)顯讀數(shù)，（mm）;Ln第n次鋼尺長度，（mm）。如第n次測量與首次測量的環(huán)境溫度相差較大時，要進行溫度修正。公式如下:Ln' = Ln - a（Tn - To） Ln式中

18、：Ln'溫度修正后鋼尺長度，（mm）;a 一鋼尺材料的線膨脹系數(shù)，取1.17X10&C：Tn一第n次量測環(huán)境溫度，（C）;To 一首次測量環(huán)境溫度，（C）；鋼尺溫度修正后收斂值（S'）按下式計算：S'= （Do + L* （Dn + Ln'）基線縮短，S或S為正值，反之為負。數(shù)據(jù)如下：六、簡述收斂儀構(gòu)造。收斂計主要由（1）鉤、（2）尺架、（3）調(diào)節(jié)螺、（4）外殼、（5）塑料蓋、顯示窗口、（7）張力窗口、（8）聯(lián)尺架、（9）尺卡、（10）尺孔銷、（11）帶孔鋼尺等部件組成，見圖1圖1收斂計結(jié)構(gòu)與工作示意圖收斂計是利用機械傳遞位移的方法，將兩個基準點間的相對

19、位移轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)顯位移計的二次 讀數(shù)差。如圖1所示，當用掛鉤連接兩準點 A、B預埋件時，通過調(diào)整調(diào)節(jié)螺母，改變收斂計 機體長度可產(chǎn)生對鋼尺的恒定張力， 從而保證量測的準確性及可比性，機體長度的改變量，由數(shù)顯電路測出。當A、B兩點間隨時間發(fā)生相對位移時，存不同時間內(nèi)所測讀數(shù)的不同，其差 值就是A，B兩點間的相對位移值。當兩點間的相對位移值超過數(shù)顯位移計有效量程時， 可調(diào)整尺孔銷所插尺孔，仍能繼續(xù)用 數(shù)顯位移計讀數(shù)。試驗六鋼筋掃描檢測實驗一、試驗?zāi)康? 掌握鋼筋掃描儀的使用方法。2測試鋼筋位置、數(shù)量，并繪圖。二、試驗內(nèi)容用鋼筋掃描儀掃描出混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋排布三、儀器名稱及主要規(guī)格1 混凝土構(gòu)件模型；

20、2 鋼筋掃描儀；3.直尺。四、試驗步驟1. 確定檢測區(qū)根據(jù)需要在被測構(gòu)件上選擇一塊區(qū)域作為檢測區(qū)，盡量選擇表面光滑的區(qū)域，以便提高檢測精度。2. 確定主筋（或上層筋）位置選擇一個起始點，沿主筋垂向（對于梁、柱等構(gòu)件）或上層筋垂向（對于網(wǎng)狀布筋的板、墻 等）進行掃描，以確定主筋或上層筋的位置，然后平移一定距離，進行另一次掃描，將兩次掃 描到的點用直線連起來。注意：如果掃描線恰好在箍筋或下層筋上方，則有可能出現(xiàn)找不到鋼 筋或鋼筋位置判定不準確的情況，表現(xiàn)為重復掃描時鋼筋位置判定偏差較大。此時應(yīng)將該掃描 線平移兩個鋼筋直徑的距離，再次掃描。3. 確定箍筋（或下層筋）位置在已經(jīng)確定的兩根鋼筋的中間位置

21、沿箍筋（或下層筋）垂向進行掃描，以確定箍筋（或下層 筋）的位置，然后選擇另兩根的中間位置進行掃描，將兩次掃描到的點用直線連接起來。五、試驗結(jié)果及分析1 簡述鋼筋掃描儀的原理。根據(jù)電磁場理論，線圈是嚴格磁偶極子， 當信號源供給交變電流時，它向外界輻射出電 磁場。鋼筋是一個電偶極子，它接收外界電場，從而產(chǎn)生大小沿鋼筋分布的感應(yīng)電流。鋼筋的 感應(yīng)電流重新向外界輻射出電磁場（即二次場），使原激勵線圈產(chǎn)生感生電動勢，從而使線圈 的輸出電壓產(chǎn)生變化，鋼筋位置測定儀正是根據(jù)這一變化的來確定鋼筋所在的位置及其保護層 厚度。而且在鋼筋的正上方時，線圈的輸出電壓受鋼筋所產(chǎn)生的二次磁場的應(yīng)響最大。根據(jù)這 一特點，因

22、此在測試中，探頭移動的過程中，可以自動鎖定這個受影響最大的點，即信號值最 大的點。更具保護層厚度和信號之間的對應(yīng)關(guān)系得出厚度值。22. 繪制所測構(gòu)件鋼筋分布圖。如附圖所示：鋼筋骨架圖及保護層厚度保護層厚度（mm3. 試分析影響測量精度的因素。1鋼筋材質(zhì)的變化；2、鋼筋直徑的變化：橢圓、螺紋、月牙紋；3、鋼筋分布的影響：密集的相鄰鋼筋，密集的雙層（多層）鋼筋;4、混凝土中的磁性介質(zhì)；5、測鋼筋的區(qū)域位置。試驗七 橋梁跨中撓度驗證設(shè)計實驗、試驗?zāi)康?掌握撓度實驗的實驗方法2、學會用實驗來驗證理論3、驗證簡支梁在集中荷載作用下跨中最大撓度計算公式。二、試驗內(nèi)容在實驗室用鋼筋模擬橋梁，通過在跨中增減砝碼，并用儀器測出撓度值。三、儀器名稱及主要規(guī)格1. 12- 14不同長度鋼筋若干；2 光電測距儀；3. 卷尺；4. 紅磚；5. 不同質(zhì)量