土木工程测试技术考试参考资料

土木工程测试技术（仅供参考）
1.测试技术是由测量技术和试验技术组成。

2.一个测试系统可以由一或若干个功能单元所组成。

3.一个完善的力学测试系统由荷载系统、传感器、信号变换与测量电路和显示记录系统四大部分组成。

即信号采集、信号处理、信号显示和记录四大部分。

4.测试系统的主要性能指标：精确度、稳定性、测量范围（量程）、分辨率和传递特性。

5.静态方程：当测试系统处于静态测量时，输入量和输出量不随时间而变化，因而输入和输出的各阶导数等于零，此时线性系统方程简化为Sx x b a y ==0
0。

6.标定（率定）：就是通过试验建立起传感器输入量与输出量之间的关系。

7.求取静态标定曲线：通常以标准量作为输入信号并测出对应的输出，将输入与输出数据描在坐标纸上的相应点上,再用统计法求出一条输入- 输出曲线。

8.测试系统精度和误差：指测试系统给出的指示值和被测值的真值的接近程度。

9.传感器：将被测物理量直接转化为相应的容易检测、传输或处理的信号的元件。

10.传感器的命名：可以按照原理或被测物理量命名，比如电阻应变式、钢弦式压力盒属于原理命名，而土压力盒属于被测物理量命名。

11.传感器的组成：由敏感元件、转换元件、测量电路和电源组成。

12.应力计和应变计的原理：
(1)K ＜＜k ，说明弹簧元件加进前后,系统的变形几乎不变,弹簧元件的变形能反应系统的变形,因而可看做一个测长计,把它测出来的值乘以一个极定常数,可以指示应变值,所以它是一个应变计；
（2）K ＞＞k ，说明弹簧元件加进前后,系统的受力与弹簧元件的受力几乎一致,弹簧元件的受力能反应系统的受力,因此可看做一个测力计,把它测出来的值乘以一个标定常数,可以指示应力值,所以它是一个应力计；
（3）K ≈2k ，即弹簧元件与原系统的刚度相近，加入弹簧元件后，系统的受力和变形都有很大的变化，则既不能做应力计，也不能做应变计。

（k 为两侧弹簧的弹簧常数，K 为中间弹簧的弹簧常数。

）
13.电阻式传感器工作原理：将被测物理量的变化转换成自身电阻值的变化，再经相应的变换电路和装置显示或记录被测量值的变化。

14.电阻式传感器按其工作原理分类：电阻应变式、电位计式、热电阻式、半导体热能电阻传感器。

15.电阻应变式传感器工作原理：基于电阻应变效应，在被测拉压力的作用下，弹性元件产生变形，贴在弹性元件上的应变片产生一定的应变，由应变仪读出读数，再根据事先标定的应变-力对应关系，即可得到被测力的数值。

16.钢弦式传感器基本原理：是由钢弦式应力的变化转变为钢弦振动频率的变化。

ρσL f 21=，KP f f =-202
17.钢弦式传感器的构造和性能：构造简单，测试结果比较稳定，受温度影响小，易于防潮，可用于长期观测，缺点是灵敏度受压力盒尺寸的限制，并且不能用于动态测试。

18.钢弦式传感器分为钢弦式压力盒、钢弦式钢筋应力计、钢弦式表面应变计、钢弦式混凝土应变计等。

19.钢弦压力盒的钢弦振动频率是由频率仪测定的，它主要由放大器、示波器，振荡器和激发电路缝组成。

20.传感器的选择要求：输出与输入之间成比例关系、直线性好、灵敏度高，滞后、漂移误差小，动态特性好，功耗小，不因其接入而使测试对象受到影响，抗干扰能量强，重复性好、有互换性，抗腐蚀性好、能长期使用，容易维修和校准。

21..电阻应变测量的基本原理：是用电阻应变片作为传感元件，将应变片粘贴或安置在构件表面上，随着构件的变形，应变片敏感柵也相应变形 将被测算对象表面指定点的应变转换成电阻变化。

22.电阻应变效应：大多数金属丝在轴向受到拉伸时，其电阻增加，压缩时，其电阻减小，这种电阻值随变形发生变化的现象。

23.康铜（铜、镍合金）的敏感系数为2，即20=k
24.应变片按敏感柵材料可以分为金属电阻应变片和半导体应变片，金属电阻应变片分为丝饶绕式应变片（横向效应大和价廉）、短接式应变片（横向效应小和寿命短）和箔式应变片（灵敏系数高和温度稳定性差）。

25.电阻应变片的灵敏度:把应变片粘贴在处于单向应力状态的试件表面,使其敏感栅纵向中心线与应力方向平行时,应变片电阻值的相对变化与沿其纵向的应变之比值，即x R R
k ξ∆=。

26.应变片的横向效应：应变片上横向部分的线柵与纵向部分的线柵产生的电阻变化符号相反，使应变片的总电阻变化量减小。

27.应变片选择在可能的条件下应尽量选用柵长大一些、柵宽小一些的应变片。

28.应变测量电路：应变基本测量电路转换的信号很微弱，必须经调制、放大、解调、滤波等变换环节才能获得所需的信号，这一切统称为应变测量电路。

29.应变测量电路一般采用惠斯登电桥电路。

组成测量电桥的方法主要有半桥和全桥两种接法。

相邻桥臂的应变极性一致时，输出电压味两者之差 极性不一致时，输出电压为两者只和；而相对桥臂则与上述规律相反。

30.温度补偿方法：一是利用温度自补偿应变片法；二是在常温中经常使用的桥路补偿法，桥路补偿法又分为补偿快补偿法和工作片补偿法。

31.单向应力状态下的应力应变测量：半桥四片补偿块补偿法测拉压和全桥四片测拉压。

32.纵波（P 波）：质点振动方向与波的传播方向一致。

33.横波（S 波）：质点振动方向与波的传播方向垂直。

34.表面波（R 波）：沿介质表面和交界面传播 波动振幅随深度增加而迅速衰减的波。

35.波速：S B p V V V >>。

36.弹性波在岩石中的传播速度与岩体的种类、弹性参数、结构面、物理力学参数、应力状态、风化程度和含水量等有关。

具体有：弹性模量降低、岩石松软、结构面的存在、岩石风化程度大、孔隙率大均可降低岩体声速，压应力方向上和密度高、单轴抗压强度大的岩体波速高。

37.声波换能器：是声电能量的转换器件，俗称探头，工作原理一般利用压电陶瓷晶体的压电效应。

38.发射换能器：是将声波仪发射机输出的具有一定功率的电信号转换成声信号发射到岩体中，工作原理是利用晶体的逆压电效应。

39.接受换能器：是将岩体中传播的声信号转换成电信号，输入到声波仪接收机的输入系统中，工作原理是利用晶体的压电效应。

40.换能器的布置方法：穿透法、反射法和剖面法。

41.声波测试在岩体中的应用：
（1）围岩松弛带的测试；
（2）评价岩体强度和完整性程度；
（3）岩体力学参数确定；
（4）测定张开裂隙的延伸深度；
（5）声波测井。

42.声波测试在混凝土结构中的应用：
（1）结构混凝土厚度检测；
（2）混凝土中空洞的检测；
（3）混凝土裂缝检测；
（4）深孔法检验混凝土质量。

43.混凝土强度的检测方法：回弹法、超声波法、超声回弹综合法。

44.回弹法检测是指利用回弹仪在结构或构件混凝土上测得回弹值和碳化深度来评定结构或构件混凝土强度的方法。

45.使用回弹仪的弹击拉簧驱动仪器内的弹击重锤，通过中心导杆，弹击混凝土的表面，并测得重锤反弹的距离，以反弹距离与弹簧初始长度之比为回弹值R，由它与混凝土强度的相关关系来推定混凝土强度。

46.回弹值的量测：
（1）试样、测区、测面和测点：随机抽取的试样数量不少于结构或构件总数的
cm，30%，测区数不少于10个，测区大小以能容纳16个回弹测点为宜，一般取4002
测区表面整洁干燥无接缝；
（2）回弹值测读：当一个测区有两个测面时，每面弹击8个点相邻间距一般不小于3cm；
（3）回弹值的数据整理：剔除测区16个测点回弹值的3个最大值和3个最小值取平均值。

46.碳化深度值的量测：回弹值测量完毕后，用凿子等工具在测点内凿出直径约为15mm深度约为6mm的孔洞，除去孔洞中的粉末和碎屑。

而后，先用浓度为1%的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁的边缘处，再用钢尺或三角板测量自混凝土表面至未碳化的混凝土，平均碳化深度小于0.4mm取0，大于6mm取6mm。

47.超声波法基本原理：超声波在混凝土介质中传播时，其纵波速度与混凝土的弹性模量之间成正比例关系，即波速与弹性模量存在着相关性；另一方面，混凝土的弹性模量与它的抗压强度也存在着定量关系，即混凝土的弹性模量越大，其抗压强度越高。

由上面两方面关系可知，混凝土的传播速度与混凝土的抗压强度之间也存在着相关关系，即波速与抗压强度具有相关性。

48.超声波测试注意事项：测试应选择在配筋少、表面干燥、平整及有代表性的部位上，将发射和接收探头测点互相对应画在构件两侧，编号并涂黄油，即可测
试。

49.为什么同一结构采用回弹法检测和超声法检测得到的混凝土强度值有时相差很大？
回弹法检测结构反应的主要为构件表面或浅层的强度状况，回弹值受构件表面影响大；超声法检测反应的为构件内部的强度状况，但声波速度值受骨料粒径、砂浆影响较大。

50.超声回弹综合法：采用超声仪和回弹仪，在结构混凝土同一侧区分别测量声时值和回弹值，然后用已建立起来的测强公式推算该测区混凝土强度的一种方法。

特点：1、减少龄期和含水率的影响 2、弥补相互不足 3、提高测试精度
注意事项：超声测点布置在回弹测试的同一测区内，先进行回弹测量，后进行超声测量；测区数量及抽样的要求与回弹相同。

51.当按单个构件检测时，取该构件各测区中最小的混凝土强度换算值作为构件混凝土强度推算值。

52.钻芯法检测混凝土质量是用钻机直接在待测结构混凝土上钻取芯样，然后进行抗压实验，并以芯样抗压强度值换算成立方体抗压强度值。

钻芯法的测定值就是圆柱状芯样的抗压强度，即参考强度或现场强度。

53.回弹超声综合检测混凝土强度中，当回弹值相同时，混凝土强度随声波减小而减小，随碳化深度增大而减小。