大工15秋《水利工程实验(二)》实验报告答案

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专 业： 水利水电工程

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：e0(1wG0)sw0 1（2）各级压力下试样固结变形稳定后的孔隙比：eie0(1e0)hi h0（3）土的压缩系数：1-2e1-e2e=-

p2-p1p1+e0

（4）土的压缩模量：Es1-21-2

三、实验内容：

1、实验仪器、设备：1、固结仪：环刀、护环、透水板、水槽、加压上盖；2、加压设备：由压力框架、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 50 100 施加压力后百分表读数 5.659 5.289

200 400 5.01 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 各级荷载下固结变形稳定后百分表读数（mm）hi 总变形量（mm） hi=h0 -hi 仪器变形量(mm) Δi 校正后土样变形量(mm) Δi=h0 -hi -Δi Δhi= h i-各级荷载下的孔隙比 ei 土的压缩系数(MPa-1) a1-2 土的压缩模量(MPa) Es1-2 50 5.659 2.23 0.122 2.108 0.61 100 5.289 2.6 0.220 2.380 0.59 0.4 200 5.01 2.879 0.275 2.604 0.57 400 4.725 3.164 0.357 2.807 0.55 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属于中压缩性土。

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） 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 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 kN 10 kN 20 kN 30 kN 40 Kn 50 kN 60 kN 70 kN 80 kN 90 kN 100 kN 百分表读数 左支座（f1/mm） 右支座（f2/mm） 0.96 0.906 0.86 0.82 0.781 0.742 0.71 0.67 0.64 0.602 0.571 4.99 4.91 4.83 4.754 4.68 4.618 4.566 4.52 4.48 4.432 4.391 40KN 138.3KN 跨中（f3/mm） 5.14 5.484 6.852 6.261 6.665 7.112 7.525 8.029 8.501 9.06 9.651 挠度/mm 0 2.576 4.007 3.474 3.935 4.432 4.887 5.434 5.941 6.543 7.17 起裂荷载(kN) 破坏荷载(kN) 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

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 荷载 10 kN 20 kN 30 kN 40 kN 50 kN 60 kN 70 kN 80 kN 90 kN 100 kN 应变值 测点4读数 36 99 258 445 561 696 843 952 1068 1187 测点5读数 50 168 376 760 1095 1425 1760 2021 2305 2598 测点6读数 58 109 300 497 652 832 1022 1306 1306 1457 测点7读数 88 174 310 448 570 731 842 1046 1046 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与实验实测值相差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 2.06X105 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） 500 1000 1500 2000 1000 0 上弦杆 1点 -34 -68 -100 -133 -67 0 2点 -36 -72 -106 -142 -70 0 均值 -35 -70 -103 -137.5 -68.5 0 力 9.31 4.30 -4.30 -5.37 4.51 0 1点 27 53 78 104 51 0 腹杆 2点 26 51 76 101 50 0 均值 26.5 52 77 102.5 50.5 0 力 18.12 21.77 25.36 29 21.56 0 1点 18 34 52 69 35 0 下弦杆 2点 19 37 55 73 37 0 均值 18.5 35.5 53.5 71 36 0 力 16.98 19.41 21.99 24.5 19.48 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） 500 1000 挠度测量 表① 0 0 累计 0 0 表② 0.075 0.145 累计 0.075 0.145 表③ 0.125 0.253 累计 0.2 0.398 表④ 0 0 累计 0 0 下弦杆 ② 0.075 0.145 ③ 0.125 0.253

1500 2000 1000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.220 0.285 0.142 0.001 0.220 0.285 0.142 0.001 0.377 0.502 0.251 0.002 0.597 0.787 0.393 0.003 0 0 0 0 0 0 0 0 0.220 0.285 0.142 0.001 0.377 0.787 0.251 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？ 第一部分内力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。

上弦杆是受到的压力，下弦杆受到的是拉力，腹杆受到的是拉力。若将实验桁架腹杆反向布置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，前者比后者更好，受力更合理，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、通过试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

上游水深 流量计 （cm） 读数 （m/h） 3收缩断面水深 （cm） 槽底 高程 15.22 水面 高程 16.7 消力坎上水头 下游 （cm） 水面高程坎顶高程 （槽底高程+坎高） 17.12 水面 高程 20.6 19.7 （cm） 槽底 高程 水面 高程 28.9 4.52 15.22 三、消力坎的高度计算（写出详细过程）

ch//jcq2c//2jc2ghqcm2gs 23

将计算数据填入表2 表2

上游 单宽流量 水深 （cm/s） （cm） （cm） 125.56 13.68 4.48 实测 1.48 计算 1.48 实测 3.48 计算 3.48 实测 1.9 计算 1.9 2下游 水深 收缩断面水深 消力坎水头 消力坎高度 hc（cm） H10（cm） c（cm） 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。