1、土木工程試驗一、基本知識1、靜力試驗：缺點：不能反映應變速度對結構的影響2、動力試驗：抗震動力試驗一般用電液伺服加載設備或地震模擬振動臺等設備來進行。注意：對每個試驗、每次加載、每個測點、每個儀表都應該有十分明確的 目的性和針對性，切忌盲目追求試驗次數(shù)多，儀表測點多，以及不切實際 的提高量測精度。3、試驗大綱是指導整個試驗的技術文件，包含：（1）試驗目的（2）試件設計與制作要求（3）試件的支撐要求與加載方法（4）量測要求（5）安全措施（6）實驗人員的組織分工，試驗進度計劃的制定（7）經費預算及消耗性材料的用量，實驗設備儀表清單（8）輔助試驗內容注意：制定大綱時，一定要對試驗目的進行充分的研究，

2、對試驗對象作出 初步的理論計算分析。試件的制作：制作尺寸偏差應控制在5鳩內試件的制作過程中應記施工記錄日志，注明試件澆筑日期、原材料情 況、配比、振搗養(yǎng)護情況、箍筋實際尺寸、保護層厚度、預埋件位帶等， 凡制作過程中的一切變動，均應詳細如實的記錄。在準備工作階段和試驗 階段每天記工作日志。4、模型或小試件試驗對于微型混凝土截面在4cmnK 6cm或5cmX 5cm以內或微型砌體（磚塊 尺寸為1.5cm x 3cmx 6cm），普通混凝土截面小于10cmix 10cm磚砌 體小于74cmx 36cm砌塊砌體小于60cmx 120cm的試件都有尺寸效應，必須加以考慮。當砌塊砌體試件大到120cmX

3、244cm尺寸效應才不顯著。因此普通混凝土試件截面邊長在12c m以上，砌體墻最好是真型的1/4以上。但是，在滿足構造模型要求的條件下太大的試件尺寸也沒有必要。因此，局部性的試件尺寸可取真型的1/41,整體性的結構試驗試件可取1/101/2.作為基本構件性能研究，壓彎構件的截面尺寸為16cmx 16cm35cmx 35cm，短柱（偏壓剪）為15cmX 15cm- 50cmX 50cm,雙向受力構件為 10cmX 10cm30cmX 30cm。國內試驗研究框架截面大約為真型 的1 /4 1/2 ;框架節(jié)點，為真型比例的1/21。剪力墻方面單層墻體的外形尺寸為80cmX 100cnr178cnX

4、274cm,多 層的剪力墻為真型的1/101/3cm。磚石和砌塊一般取真型的1/41/2。動力試驗，一般在現(xiàn)場真型結構上進行試驗。試驗室內，可以對足尺構件 進行疲勞試驗。振動臺上試驗，已完成1/501/4。5、試驗數(shù)量設計方法 （1 ）、優(yōu)選設計法利用數(shù)學原理合理安排試驗點（2）、因子設計法（不常采用）試驗數(shù)=水平數(shù)因子數(shù)（3）、正交試驗設計法主要是應用均衡分散、整齊可比性的設計原則， 合理安排試驗。（4）、均勻設計法6、儀器的選擇使儀器的最小刻度值不大于5%的最大被測值。最大被測值宜在滿量程的 1/5 2/3范圍內，一般最大被測者不宜大于選用儀表最大量程的80%。 注意：在進行科研型試驗中，

5、要求同一型號的試件與試件之間，結構構件 與材性之間要保證做到嚴格的材料性質的一致性、施工工藝的一致性和 養(yǎng)護條件的一致性。這就要求對于鋼筋混凝土構件澆筑時要用同批攪拌的混凝土、同樣條件 的成型和養(yǎng)護、同時進行測壓的條件。對于鋼筋骨架要在同一根鋼筋上 截取材性試件，有時甚至在構件試驗破壞后，從被破壞的試件中敲出鋼 筋取樣進行材料試驗。用砌石或砌塊砌體砌筑時，要求用同一工人、用 同批磚塊或砌塊和同批拌制的砂漿去砌筑同一砌體試件，這 樣才可能消 除誤差對試驗結果的影響。7、試驗報告一般包括：（1）試驗目的（2）試驗對象的簡介和考察（3）試驗方法和依據(jù)（4）試驗情況及存在問題（5）試驗成果的處理與分析

6、（6）結束結論（7）附錄二、工程結構試驗量測技術量測內容：外部條件（主要為外荷載及支座反力等）、結構變形（位移、 應變、曲率等）、內力（應力）、裂縫以及自振頻率、振型、阻尼 比等一 系列動力特性。基本測量方法：偏位測定法和零位測定法。偏位測定法根據(jù)量測儀器放大 部分產生的偏轉或位移量定出預測參數(shù)的大小。百分表、雙杠桿應變儀； 零位測定法是用已知的標準量去抵消未知物理量對儀表產生的偏轉，使被 測量和標準量對儀器的指示裝銘的效應經常保持相等，指示裝銘指零時的 標準量。如靜態(tài)電子應變儀。1、應變電測法一般分為應變機械測法和應變電測法。電阻應變片的性能：（1）標距I；（2）使用面積IX b;（3）電阻

7、值R,一般為120門；（4）靈敏系數(shù)K,通常K=2. 0左右；（5）應變極限，一般為1%3%左右；（6）機械 滯 后；（7）疲勞壽命；（8）零漂；（9）蠕變；（10 ）絕緣電阻；（11） 溫度適用范圍，可溶性粘合劑工作溫度約為-2060C;經化學作用而固化 的粘合劑，工作溫度約為-60200C; （12）橫向靈敏度系數(shù)、溫度特征、頻響特性。敏感柵的結構形狀有單軸和多軸之分。單軸應變片一般指一片只有一個敏 感柵，多用于測量單軸應變；多軸應變片指一片有幾個敏感柵組成，也稱 應變化。應變片的粘貼技術：（1）選擇應變片。應注意試件的材質性質和試件的應力狀態(tài)。均質材料或應變場的應變變化較大時，應采用小標

8、距應變片。對非勻質 材料（如混凝土、鑄鐵等）應采用大標距應變片。在混凝土上使用 應變，其標距應大于混凝土粗骨料最大粒徑的3倍。處于平面應變狀態(tài)下測點應選用應變花。在分選應變片時，應 逐片 進行外觀檢查，應變片絲柵應平直，片內無氣泡、霉斑、銹點等缺 陷，不合格的片應剔除；然后用電橋逐片測定阻值并以阻值分成若 干組。同一組應變片的阻值偏差不得超過應變儀可調平衡的允許范 圍，一般在0.5門以內。（2）選擇黏結劑。分為水膠和膠劑兩類。選擇時候視應變片基底材 料 和試件材料的不同而異。一般要求黏結劑具有足夠的抗拉強度和抗 剪強度，蠕變小和絕緣性能好。目前在勻質材料粘貼應變片常采用 氤基丙烯酸累水劑黏結劑

9、；在混凝土等非勻質材料上常用環(huán)氧樹脂 膠。（3）測點表面處理。先用工具或化學試劑清除貼片處的漆層、油污、 銹層等污垢，然后用鋰刀鋰平，在用0號砂紙在試件表面打成45 度的斜紋，吹去浮塵并用丙酮、四氯化碳等溶劑擦洗干凈。應變片的粘貼與干燥。選擇膠劑，在試件上畫出測點的定向標記。用氤基丙烯酸類水劑貼片時，先在試件表面的定向標記處和應 變片基底上分別涂一層均勻膠層，待膠層發(fā)黏迅速將應變片按正確 的位銘就位，并取一塊聚乙烯薄膜蓋在應變片上，用手指稍加壓力 后即可等待其干燥。在混凝土或砌塊等表面貼片時，一般應先用環(huán) 氧樹脂膠做找平層，待膠層完全固化后再用砂紙打磨，擦洗后方可 貼片。焊接導線。先在離應變片

10、3 5mn處粘貼接線端子。應變片的粘貼質量檢查。用兆歐表量測應變片的絕緣電阻；觀 察應 變片的零點漂移，若漂移值小于5，(4min之內)認為合格；將應 變片接入應變儀，檢查其工作的穩(wěn)定性。若漂移值過大，工作穩(wěn)定 性差，則應鏟除重貼。防潮和防水處理。防潮措施必須在檢查應變片貼片質量合格后立即進行。防潮的簡便方法是用松香石蠟合劑或凡士林涂于應變片 表面，使應變片與空氣隔離達到防潮目的。防水處理一般 都采用環(huán) 氧樹脂膠。2、鋼弦式傳感器優(yōu)點：輸出的是頻率而不是電壓埋入式應變計。又稱埋入式應變傳感器，多埋于混凝土、鋼筋混凝土等結構物中。主要用于結構物內部的應變(應力)的長期觀 測；也可用于病害工程，采

11、取鑿孔(槽)的方式埋入混凝土中，便 于觀測病害的發(fā)展情況。（2）表面式應變計。安裝在建筑物的表面，用于結構物應變或混凝土結構裂縫的觀測。（3）鋼筋應力計。也稱鋼筋應力傳感器，常用于量測鋼筋混凝土結構 中的鋼筋應力，亦可將其串接起來用于量測隧道及地下工程 錨桿的 應力分布。3、光纖光柵法。系統(tǒng)主要由光纖光柵傳感器、傳輸信號用的光纖和光 纖光柵解調設備組成。主要用于獲取溫度、應變、位移等 物理量的 值。特別適用于：室外、大型結構（如橋梁、公路、水壩等）的應 變測試即安全檢測。4、位移測量（1） 線位移測量。線位移傳感器（簡稱位移傳感器）可用來測量結 構 的位移，包括結構的反應和對結構的作用、支座位

12、移等，它測得的 位移是某一點相對另一點的位移，即測點相對于位移傳感器支架固 定點的位移。通常把傳感器支架固定在試驗臺或地 面的不動點上， 這時所測到的位移表示測點相對于試驗臺座或地面的位移。常用的 位移傳感器有：機械式百分表、電子百分表、滑阻式傳感器和差動 電感式傳感器。（2）角位移測量。主要有以下類型：水準式測角儀、表式測角儀、電 子測角儀。5、光電撓度計。是一種光電圖像式橋梁撓度檢測儀，檢測頻率范圍達 到020Hz,每秒采樣達40200個點。所以，它是橋梁 工程檢測工 作中用來檢測撓度、位移、變形的一種新型儀器。6、應變場的應變及裂縫測定。電阻應變片的測量結果代表的是應變片 柵長內的平均應

13、變,絕不是柵長中點處的應變；對鋼筋混凝土和磚 石、砌體等結構，在試驗過程中必須測定裂縫的出現(xiàn)與發(fā)展。采用 振弦式裂縫計用于測量裂縫的開度，例如：建筑、橋梁、管道、大 壩等內部的施工縫；土體內的張拉縫與巖石和 混凝土內的接縫；采 用裂縫擴展片以測定裂紋是否已達到該柵 條處；采用石灰漿涂層來 發(fā)現(xiàn)裂縫，是在構件表面刷一薄層石 灰漿后借助放大鏡用肉眼查找 裂縫，為便于記錄和描述裂縫的發(fā)展部位，在構件表面劃出5cmK 5cm左右的方格。當需要更精 確的確定開裂荷載時，在拉區(qū)連續(xù)搭接 安裝應變計監(jiān)測第一批 裂縫的出現(xiàn)。7、測溫元件。是橋梁工程檢測中的一項重要內容,用于橋梁結構 溫度 測試的常用元件有熱電

14、阻、熱敏電阻、熱電偶等。8、測振傳感器。又稱為拾振器，是將機械振動信號變換成電參量的一 種敏感元件。種類繁多，按測量參數(shù)可分為位移式、速度式和加速 度式；按構造原理可分為磁電式、壓電式和應變式；從使用角度出 發(fā)又可分為絕對式（或稱慣性式）和相對式、接觸式和非接觸式 等。三、工程結構靜載試驗1、加載方案設計。正位試驗、異位試驗，同時進行稱為成對試驗。2、測點的選擇和布資。主要測點的布設應能控制結構最大應力（應變）和最大撓度（位移）。一般情況下，對撓度測點的布設要求能夠 測量 結構的豎向撓度、側向位移和扭轉變形，應能給出受檢跨及相鄰 跨的撓曲值和最大撓度。每跨一般需要布設35個測點。應力應變測點的

15、布設應 測出內力控制截面沿豎向、橫向的應力分布狀態(tài)。對組 合構件應測出組 合構件的結合面上下緣應變。梁的每個截面的豎向測點沿截面高度應不 少于5個測點，包括上、下緣和截面突變處，應能說明平截面假設是否 成立。橫向截面抗彎應變測點布設在截面橫橋向應力可能分布較大的部 位，沿截面上下緣布設，橫橋向布設一般不少于3處，以控制最大應力的 分布，寬翼緣構件應能給出剪力滯效應的大小。對于箱型斷面，頂板和 底板測點應布設“十”字應變花，而腹 板測點應布設45。應變花，T形 斷面下翼緣可用單向應變片。剪切應變測點的布設一般采用設谿應變花 的方法進行觀測。溫度測點的布設在于大多數(shù)測點較接近的部位設資12處氣溫觀

16、測點。常用橋梁的主要 測點布資應能控制結構的最大應力（應變）和最大撓度（或位移），測 點的布資不宜過多，但要保證質量，常用的如下：（1）簡支梁橋：跨中撓度，支點沉降，跨中截面應變。（2）連續(xù)梁橋：跨中撓度，支 點沉降，跨中和支點截面應變。（3）懸臂梁橋：懸臂端部撓度，支點 沉降，支點截面應變。（4）拱橋：跨中與L/4處撓度，拱頂，L/4和拱 腳截面應變。四、工程結構動力試驗。歸納起來大概有以下幾個方面：（1）工程結構的抗震問題。（2）工業(yè)廠房生產過程中的振動問題。（3）高層建筑 與高聳構筑物（如電視塔、輸電線架空塔架、斜拉橋和懸索橋的索塔 等）設計時需要解決風荷載所引起的振動問題。（4）橋梁設

17、計與建設 中需要考慮車輛運動對橋梁的振動、流水浮冰對橋墩的沖刷和沖擊、大雨 使斜拉橋的斜拉索產生雨震和索塔產生振動等問題。（5）近海結構物 設計中需要解決海浪拍擊、風暴、浮冰沖擊等引起的振動問題。（6）國 防建設中需要研究建筑物的抗爆問題，研究如何抵抗核爆炸等所產生的瞬 時沖擊荷載（即沖擊波）對結構的影響。結構動力試驗可分為結構動力特 性基本參數(shù)（如自振頻率、阻尼系數(shù)、振型等）和結構動力反應的測 定，結構抗震試驗，結構疲勞性能試驗 等。通常有如下幾項基本內容：（1）結構動力特性測試，是反映結構本身國有的動力性能，而與外荷載 無關。（2）振源識別和動荷載特性測定。振源識別就是尋找對結構振 動起主導作用且危害最大的主振源，這是振動環(huán)境治理的前提。動荷載特 性測定包括：測定結構動荷載的大小、方向、頻率及其作用規(guī)律等。（3）結構動力反應測試。（4）振動臺模型試驗。（5）結構構件疲勞試 驗。風洞試驗：采用縮小模型或相似模型在專門的試驗裝銘內模擬風力試 驗，即風洞試驗。風洞是產生不同速度和不