大工16春《水利工程实验(二)》实验报告详解

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层 次： 本科二学历 （高起专或专升本） 专 业：

实验名称：土的压缩试验

一、实验目的： 通过土的压缩实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，并以此计算土压缩系数a 1-2，判断图的压缩性，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：0s w

00

(1)1

w G e ρρ+=

- （2）各级压力下试样固结变形稳定后的孔隙比：000

(1)

i i e e e h h +=-

∆ （3）土的压缩系数：121-221-=-p -p p e e e

α∆=

∆

（4）土的压缩模量：0

s1-21-2

1+e E α=

三、实验内容：

1、实验仪器、设备： 固结容器：环刀、护环、透水板、水槽、加压上盖。环刀：内径为61.8mm ，高度为20mm ；护环：保证试样侧面不变形，即满足侧限条件；透水板：其渗透系数大于试样的渗透系数。 加压设备：由压力框架、杠杆及砝码组成。 变形量测设备：量程10mm ，最小分度值为0.01mm 的百分表。

2、实验数据及结果

3、实验成果整理

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？

土的压缩系数为0.2,按土的压缩性分数规定,该为中压缩性土。

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，画出茶载挠度曲线；

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150*200mm

（2）简支梁的截面配筋（正截面）A6@100、2φ8、2Φ14

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

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

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？

最大荷载C30混凝土，ƒc=14.3N/mm2，α1=1，HRB335钢筋，ƒy=300N/mm2环境取为一类，保护层厚度取为20mm。界限的相对受压区为0.55，取αs=45mm，h0=200-45=155mm，M=1.0×14.3×150×155×0.55×（1-0.5×0.55）=132.574KN·m 破坏荷载为138.3KN，因此实测值略大于计算值。

实验名称：静定桁架实验

一、实验目的：

1.掌握杆件应力—应变关系与桁架的受力特点。

2.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，掌握静力非破坏实验实验基本过程。

3.结合实际工程，对桁架工作性能作出分析与评定。

二、实验数据记录：

桁架数据表格

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

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

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？

解：由于理论计算的数值均略大于实测值，可能的原因如下：实际的桁架结点由于约束的情况受实验影响较大，并非都为理想的铰接点，因此部分结点可以传递弯矩，而实际的桁架轴线也未必都通过铰的中心，且荷载和支座反力的作用位置也可能有所偏差，所以实际的内力值要与理论值有误差。

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。

解：当承受竖向向下荷载时，上弦受压，下弦、腹杆受拉。通过受力分析可以得出，反向布置之后，腹杆由之前的受拉变为受压，但是受力的大小不变。据此为避免压杆失稳，实验中布置的桁架形式更优越，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、通过实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

流量计读数（m3/h）

上游水深

（cm）

收缩断面水深

（cm）

消力坎上水头

（cm）

下游

水面高程

（cm）槽底

高程

水面

高程

槽底

高程

水面

高程

坎顶高程

（槽底高程+坎高）

水面

高程

4.52 1

5.22 28.44 15.22 1

6.20 1

7.12 20.14 19.25

三、消力坎的高度计算（写出详细过程）

Q=流量计读数×1000/3.6=4.52×1000/3.6=1255.56(cm3/s)

计算单宽流量qc=Q/B=1255.56/10=125.56（cm2/s）

计算消力坎水头H

10=(

)32

2g

sm

qc

σ

=3.57（cm），m为折线型实用堰的流

量系数，一般取0.42m；σs是消能墙的淹没系数，自由出流取1.0，计算E=P+H=上游水深＝13.22，9.93+H=13.22 H=3.29

计算流速系数ϕ

ϕ=1-0.0155/PH=1-0.0155×（9.93/3.29）=0.95