土木工程结构试验与检测.pdf

1.1.结构试验分类：结构试验分类：研究性试验和检验性试验（目的）、静力试验和动力试验（荷载性质）、实体试验和模型试验（试验对象不同）、实验室试验和现场试验（试验场合）、破坏性试验和非破坏性试验（是否被破坏），以及短期荷载试验和长期荷载试验（荷载作用时间的长短）。2 2、结构检测、结构检测是为评定结构工程的质量或鉴定既有结构的性能等所实施的监测工作。检测检测包括检查和测试。结构检测可分结构检测可分为结构工程质量的检测和既有结构性能的检测。研究性试验的全过程：研究性试验的全过程：设计阶段（试件设计、加载方案设计、测量方案设计、安全措施）；准备阶段（试件制作、试件安装、仪器调试）；实施阶段（加载试验、观测试验）；总结阶段（数据处理、试验分析、试验报告）。什么是研究性试验什么是研究性试验研究性试验具有研究探索和开发的性质，其目的在于验证结构设计的某一理论，或验证各种科学的判断、推理、假设及概念的正确性，或者是为了创造某种新型结构体系及其计算理论，而系统的进行的试验研究。什么是检验性试验什么是检验性试验检验性试验对象一般是真实的结构或构件，其目的是通过试验来检验结构构件是否符合结构设计规范及施工验收规范的要求，并对检验结果做出技术结论的试验。常用的加载方式有哪些常用的加载方式有哪些重物加载、气压加载、机械机具加载、液压加载、动力加载。重物直接加载时应注意哪些问题重物直接加载时应注意哪些问题当采用铸铁砝码、砖块、袋装水泥等作为均布荷载时，应注意重物尺寸和堆放距离；当采用砂石等松散颗粒材料作为局部荷载时，切勿连续松散堆放，宜采用袋装堆放，以防止砂石材料摩擦角引起的拱作用；当环境温度不同时，可能引起砂石重量随含水率而变化，造成荷载值的不稳定。液压加载系统有哪几部分组成优点液压加载系统有哪几部分组成优点油泵、油管系统、千斤顶、加载控制台、加载架和试验台。优点是利用油压使液压千斤顶产生较大的荷载，试验操作安全方便。量测技术包括量测方法，量测工具，量测误差分析量测技术包括量测方法，量测工具，量测误差分析量测仪表的基本量测方法，偏位测定法，零位测定法量测仪表的基本量测方法，偏位测定法，零位测定法量测仪器通常由哪几部分组成量测仪器通常由哪几部分组成感受部分、放大部分、显示记录部分。感受部分，直接与被测对象连系，感受被测参量的变化，并将此变化传给放大部分，对于电测仪来说感受部分将非电量的量测对象转换为电量放大部分，将感受部分传来的被测参量通过各种方式进行放大显示记录部分，将放大部分传来的量测结果通过指针或电子数码管屏幕进行显示或通过各种记录设备将实验数据或曲线记录下来。量测仪器的工作原理量测仪器的工作原理，结构试验所用量测仪器一般采用偏位测定法，零位测定法。量测仪器的主要指标：量测仪器的主要指标：量程，刻度值，分辨率，灵敏度，精确度，滞后，线性范围，频响特性，相移特性。量测仪器的选用量测仪器的选用：要求要求，1 符合量测所需的量程及精度要求，2 动力试验量测仪器，其线性范围、频响特性及相移特性等都应满足试验要求，3 对于安装在结构上的仪器或传感器，要求自重轻、体积小，不影响结构的工作，4 同一试验中选用的仪器种类应尽可能少，5 选用仪器时应考虑试验的环境条件。仪器的率定仪器的率定，为了确定仪器的精确度或换算系数，确定其误差，需将仪表指示值和标准量进行比较，这一工作成为仪器的率定。测量应变时对标距有何要求测量应变时对标距有何要求（测出的应变值实际是标距范围L 内的平均应变）对匀质材料构件，当应力变化梯度大时，L 应尽可能小；当应力变化梯度小时，L 可以大些。对非匀质材料构件，砼：L23 倍最大骨料粒径；砖砌体：L4 皮砖；木：L20cm。什么是全桥测量和半桥测量什么是全桥测量和半桥测量半桥：测量电桥的桥臂由 2 个电阻应变片和 2 个固定电阻组成。全桥：测量电桥的桥臂由 4 个电阻应变片组成。怎样才能使测振传感器的工作达到理想状态怎样才能使测振传感器的工作达到理想状态当/01 时，拾振器能很好地量测振动体的位移。当/01 的条件不能满足时，应选择/01 的拾振器，此时拾振器能很好地量测振动体的加速度。量测误差有哪三类过失误差。系统误差。偶然误差量测误差有哪三类过失误差。系统误差。偶然误差系统误差：统误差是因量测方法不正确或限于试验条件无法消除的因素造成的偶然误差的概念是什么有何特点偶然误差的概念是什么有何特点由于大量的被控制或控制代价太大而不加控制的微小因素引起的误差。1）误差的绝对值不会超过一定的界限；2）绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的次数要多，近于零的误差出现的次数最多；3）绝对值相等的正误差与负误差出现的次数几乎相等；4）误差的算术平均值随着测量次数的增加而趋向于零。将原始数据经过数据换算、统计分析及归纳演绎后，得到的能反映结构性能的数据、公式、图表等，这样的过程就是数据处理数据处理试验结果的表达方式有哪几种各有什么特点试验结果的表达方式有哪几种各有什么特点表格法：简单易行，形式紧凑，便于数据的比较和参考，但不便看出规律。图形法：可清楚直观地表现各变量之间的关系。（1）曲线图：便于展示整个试验过程中的转折点、最高、最低点、变化规律等。（2）形态图：用来表示裂缝、钢结构屈曲失稳、结构变形状态和结构破坏状态等难以用具体数值表达的状态。函数公式法：形式紧凑、自变量与因变量的关系明确，便于分析和应用。异常试验数据的舍弃有哪几种方法异常试验数据的舍弃有哪几种方法表格法：按内容和格式可分为汇总表格和关系表格；图形法：有曲线图、形态图（照相和手工画图）、直方图等形式。函数公式：通过回归分析和系统识等方法。通过回归分析进行数据多项式拟合的基本原理是最小二乘法。系统识就是用数学的方法，由已知的系统的输入和输出，找出系统的特性或它的最优的近似解。单调静力荷载试验是指试验荷载逐渐单调增加到结构破坏或预定的状态目标研究结构受力性能的试验单调静力荷载试验是指试验荷载逐渐单调增加到结构破坏或预定的状态目标研究结构受力性能的试验一般结构静载试验的加载程序分为一般结构静载试验的加载程序分为预加载，正常使用荷载，极限荷载三个阶段。预载的目的：预载的目的：1 使试件各部分接触良好，进入正常工作状态，荷载与变形关系趋于稳定，2 检测全部试验装置的可靠性，3 检测全部测量仪表工作正常与否，4 检查现场组织工作和人员的工作情况，起演习作用。结构或构件混凝土抗压强度的检测，结构或构件混凝土抗压强度的检测，采用回弹法、钻芯法、超声法、超声回弹综合法、后装拔出法等方法。回弹法运用回弹仪通过测定混凝土表面的硬度以推算混凝土的强度，回弹法运用回弹仪通过测定混凝土表面的硬度以推算混凝土的强度，是混凝土结构现场检测中最常用的一种非破损检测方法。从测区的 16 个回弹值中分别剔除 3 个最大值和 3 个最小值，取余下的 10 个有效回弹值的平均值作为该地区的回弹值。回弹值Rma=Ri/10 Rm=Rma+Rs常用的现场测试混凝土强度的方法有哪些常用的现场测试混凝土强度的方法有哪些回弹法、超声法、超声-回弹综合法、拔出法、钻芯法、内部缺陷检测、内部钢筋检测。常用的砌体工程现场检测的方法有哪些常用的砌体工程现场检测的方法有哪些抗压强度：原位轴压法、扁顶法、切制抗压试件法；工作应力，弹性模量：扁顶法；抗剪强度：原位单剪法、原位双剪法；砂浆强度：推出法、筒压法、砂浆片剪切法、砂浆回弹法、点荷法和砂浆片局压法；块体抗压强度：烧结砖回弹法、取样法。各种检测方法的测点数应符合：各种检测方法的测点数应符合：原位轴压法、扁顶法、原位单剪法，筒压法：测点数不应少于 1 个，原位单砖双剪发、推出法、砂浆片剪切法、回弹法、点荷法、射钉法：测点不应少于5 个。砌体强度的检测砌体强度的检测，砌体的强度，可采用取样的方法或现场原位的方法检测。取样法是从砌体中截取试件，在实验室测定试件的强度，原位法是在现场测试砌体的强度，主要有扁顶法、原位轴压法、原位单剪法、原位单砖双剪法。扁顶法扁顶法试验装置是由扁式液压加载器及液压加载系统组成。原位轴压法原位轴压法实验装置由扁式加载器、自平衡反力架和液压加载系统组成。常用的钢材现场检测的方法有哪些常用的钢材现场检测的方法有哪些现场取样法、压痕法。简述回弹法检测混凝土度的原理。简述回弹法检测混凝土度的原理。混凝土表面硬度与混凝土极限强度存在一定，回弹仪的弹击重锤被一定弹力打击在混凝土表面上，其回弹高度和混凝土表面硬度存在一定关系。这样可以利用回弹仪测试混凝土表面硬度，并结合混凝土碳化深度从而间接测定混凝土强度。回弹检测：回弹检测：一个构件不少于 10 个测区，同一测点只应弹击一次，读数精确至1回弹值需要进行哪几项修正修正次序有何要求回弹值需要进行哪几项修正修正次序有何要求先进行角度修正，再对修正后的回弹值进行浇筑面修正。简述超声简述超声-回弹综合法检测混凝土度的原理。回弹综合法检测混凝土度的原理。表面上相同的测区内，超声法和回弹法反映了不同深度范围混凝土的弹性性质，回弹法仅反映混凝土的表层强度，超声波能反映内部混凝土的性能。超声波只反映混凝土的弹性性能，而回弹法使混凝土局部表面发生塑性变形，既反映混凝土的弹性性能，也反映其塑性性能。超声回弹的优点超声回弹的优点混凝土的龄期和含水率对回弹值和声速都有影响。回弹法通过混凝土表层的弹性和硬度反映混凝土的强度，超声法通过整个截面的弹性特性反映混凝土的强度。回弹法回弹法运用回弹仪通过测定混凝土表面的硬度以推算混凝土的强度，是混凝土结构现场检测中最常用的一种费破损检测方法超声法超声法利用混凝土的抗压强度 fcu与超声波在混凝土中的传播参数之间的相关关系检测混凝土的强度。按试验目的的不同长将结构模型分为强度模型.弹性模型。间接模型电测法由电阻应变计。电阻应变仪。测量桥路组成实验数据处理实验数据处理对直接量测的实验数据进行运算分析，找出实验对象中各参量的相互关系和变化规律的过程就是实验数据处理。位移测量的意义位移测量的意义结构的位移代表结构的整体变形，它概括了结构总的工作性能通过位移量测，不仅可以了解结构的刚度及其变化情况，区分结构的弹性和非弹性性质，而且可以了解结构某部位的异常变形和局部破坏移量测的内容位移量测的内容位 1 某一特点的荷载位移曲线，2 个特征荷载，构建纵轴的挠度曲线