土木工程结构试验与检测知识点汇总讲课稿

1-1土木工程试验分类结构试验目的：

分类研究性试验和检验性试验（实验目的）、静力试验和动力试验（荷载性质）、实体（原型）试验和模型试验（实验对象）、实验室试验和现场试验（试验场地）、破坏性试验和非破坏性试验（结构或构件破坏与否）。、短期荷载试验和长期荷载试验（时间长短）

目的：结构试验是指在结构物或试验对象上，利用设备仪器为工具，以各种试验技术为手段，在施加各种作用（荷载、机械扰动力、模拟的地震作用、风力、温度、变形等）的工况下，通过量测与试验对象工作性能有关的各种参数（应变、变形、振幅、频率等）和试验对象的实际破坏形态，来评定试验对象的刚度、抗裂度、裂缝状态、强度、承载力、稳定和耗能能力等，并用以检验和发展结构的计算理论。3

2-1

2-2 如何确定研究性试验的试验荷载？加载装置的设计应符合哪些要求？

A 对于混凝土结构，试验荷载值确定时一般应考虑下列情况： 1）对结构构件的刚度、裂缝宽度进行试验时，应确定正常使用极限状态的试验荷载值； 2）对结构构件的抗裂性进行试验时，应确定开裂试验荷载值； 3）对结构构件进行承载能力试验时，应确定极限承载能力试验荷载值； 4）按荷载作用时间的不同，正常使用极限状态的试验荷载值可分为短期试验荷载值和长期试验荷载值。由于大部分试验是在短时间内进行，故应按规

范要求，考虑长期效应组合影响进行修正。在进行结构动力试验时，试验荷载值确定还应考虑动力荷载的动力系数。

B 为保证试验工作的正常进行，试验装置必须进行专门设计。具体要求如下： 1）试验装置应有足够刚度。在最大试验荷载作用下，应有足够承载

力（包括疲劳强度）和稳定性； 2）试验结构构件的跨度、支承方式、支撑等条件和受力状态应符合设计计算简图，且在整个试验过程中保持不变；3）试验装置要满足构件的边界条件和受力变形的真实状态，且不应分担试验结构构件承受的试验荷载，且不应阻碍结构构件变形的自由发展； 4）应满足试件就位支承、荷载设备安装、试验荷载传递和试验过程的正常工

作要求

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3-1、重物加载方法的作用方式及其特点、要求是什么？答：重物加载有重力直接加载和间接加载。重力直接加载是将物体的重力直接作用于结构上的一种加载方法，即在结构表面堆放重物模拟构件表面的均布荷载；或

在结构表面围设水箱，利用防水膜止水，再向水箱内灌水。水的重力作用最接近于结构的重力状态，易于施加和排放，加载卸便捷，适合大面积的

平板试件。但用水加载要求水箱具有良好的防水性能，且对结构表面平整

度较高，同事观测仪表不知较为困难。重力间接加载常利用杠杆原理把荷载放大作用在结构试件上。利用杠杆支点间的比例关系，可减少劳动工作量 5 倍以上。杠杆加载装置应根据实验室或现场试验条件按力的平衡原理设计。试验时杠杆和挂篮的自重是直接作用于试件上的荷载，试验前需称其重量，并作为第一级荷载加于试件上，杠杆各支点位置必须准确测量，实际加载值需根据各支点的比例关系计算得到。

3-2、液压加载系统由哪几个部分组成？答：主要由储油箱、高压油泵、测力装置和各类阀门组成的操纵台，通过高压油管同时并联接若干个液压加载器组成，由操控台控制，满足多点同步加荷载的要求。

3-3.什么是气压加载？简述气压加载的适用情况及其优、缺点。气压加载是使用压缩空气或高压氮气对建筑结构施加均布荷载。气压加载适用于对板壳等大面积的结构物施加均布荷载。气压加载的优点是加卸荷载方便可靠，荷载值稳定易控制；缺点是进行板壳结构极限承载力的试验时有一定的危险性，抽真空加载无法直接观察混凝土开裂情况。

4-7如何测定结构的应力？测量应变时对标距有何要求？

直接测量应力比较困难，而是借助测定应变值，然后通过材料σ--ε关系曲线或方程换算为应力值，测定应变则是测出一定长度范围 l 内的长

度变化Δl，再计算应变εΔl/l。标距要求：结构的应力梯度较大时，应变计标距应尽量小：混凝土结构，应大于 2-3 倍最大骨粒径；砖石结构应大于 6皮砖；木结构中标距不小于 20cm；对于钢材质材料，应变标距可取小些。

4-8、电阻应变计的主要技术指标

1）电阻值 R（n），120Ω。 2）标距 L，即敏感栅的有效长度。3）灵敏系数 K。4）使用面积以标距 l 乘以敏感栅宽度 a 表示。5）线性输出时，所能量测的最大应变值。6）机械滞后。7）疲劳寿命。8）绝缘电阻。

4-9、电阻应变计的工作原理

：电阻应变片的工作原理是基于应变效应。电阻应变片的测量原理为：金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外，还与金属丝的长度，横截面积有关。将金属丝粘贴在构件上，当构件受力变形时，金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化，进而发生电阻变化。

4-10、何谓全桥测量半桥测量？电桥的输出特性：当四个桥臂都接入电阻应变时称为全桥测量；将工作片接入 AB 桥臂，将另一应变片贴于与试件相同材料上，置于相同温度且不受荷载，将其接入 BC 桥臂，正好抵消工作片热输出的接法为半桥测量。输出特性：将信号放大。

4-11、温度变化会给电阻应变测量带来影响？

消除办法：应变片受温度变化影响产生变形。消除办法：温度补偿应变片法、应变片温度互补偿法。

4-12、电测应变为什么要温度补偿？补偿方法：应变片反映的应变值含包试件与应变片受温度影响而产生的变形及试件材料与应变片温度线胀系数不同而产生的变形，所以要温度补偿。方法：温度补偿应变片法、应变片温度互补偿法。

4-14、裂缝量测主要项目？裂缝宽度如何量测：

裂缝的发生、裂缝的宽度、裂缝的长度。宽度测量一般用读数放大镜；较简单的方法是用印有不同宽度线条的宽度标尺和裂缝对比，来确定裂缝宽度。

16. 惯性式测振传感器（又称拾振器）的力学原理是什么？怎样才能使测振传感器的工作达到理想状态？

答：由于振动具有传递作用，做动力试验时很难找到一个静止点作为测振的从准点。为此，必须在测振仪内部设置惯性质量弹簧系统，建立一个基准点。惯性式测振传感器是利用弹簧质量系统的强迫振动特性来进行振动测量的。这种传感器被直接固定在被测振动体上，不需要相对固定点。测量所得结果直接以固结于地球上的惯性参考系坐标为参考坐标，因此，它是一种绝对式拾振仪器。在一个刚性的外壳里面，安装一个单自由度的有阻尼的弹簧质量系统。根据质量块相对于外壳的运动来判断被测振动体的