大工17春《水利工程实验(二)》实验报告

姓名：唐天牛报名编号：201509199125学习中心：内蒙古包头奥鹏学习中心层次：专升本（高起专或专升本）专业：水利水电工程实验名称：土的压缩试验一、实验目的：通过土的压缩实验得到试样的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，并以此计算土的压缩系数a1-2,判断土的压缩性，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：0sw00(1)1wGe（2）各级压力下试样固结变形稳定后的孔隙比：000(1)iieeehh（3）土的压缩系数：121-221-=-p-ppeee（4）土的压缩模量：0s1-21-21+eE三、实验内容：1、实验仪器、设备支架、变形量测（百分表）、固结容器（环刀、护环、压力盖、上下透水板、量表架）、加压设备（压力框架、杠杆、砝码、吊盘）2、实验数据及结果施加压力等级kPa施加压力后百分表读数505.659mm1005.288mm2005.009mm4004.725mm3、实验成果整理试样初始高度H0=20mm试样初始密度ρ0=1.87g/cm3土粒比重Gs=2.7试样天然含水率w0=25%试样初始孔隙比e0=0.805百分表初始读数h0=7.895mm试验所加的各级压力（kPa）p50100200400各级荷载下固结变形稳定后百分表读数（mm）hi5.6595.2885.0094.725总变形量（mm）=h0-hi2.3262.6072.8863.17仪器变形量(mm)Δi0.1220.2200.2750.357校正后土样变形量(mm)Δhi=-Δi=h0-hi-Δi2.2042.3872.6112.813各级荷载下的孔隙比ei0.3010.25930.2080.162土的压缩系数(MPa-1)a1-20.000834土的压缩模量(MPa)Es1-21920.2四、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？根据实验结果土的压缩系数为0.0008340.1，所以该实验用土为低压缩性土。ihih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，画出荷载挠度曲线。3，根据每级荷载下应变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150mm*200mm（2）简支梁的截面配筋（正截面）A6@100、2Ф8、2Ф142．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荷载百分表读数挠度/mm左支座（f1/mm）右支座（f2/mm）跨中（f3/mm）00kN0.964.995.140110kN0.904.915.482.575220kN0.864.835.850.43330kN0.824.756.260.47440Kn0.784.686.670.455550kN0.744.617.110.505660kN0.714.567.520.455770kN0.674.528.030.535880kN0.644.488.50.52990kN0.64.439.060.610100kN0.574.399.650.625起裂荷载(kN)40破坏荷载(kN)138.3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荷载应变值测点4读数测点5读数测点6读数测点7读数110kN36505888220kN99148109174330kN258376300310440kN445760497448550kN5611095652570660kN6961425832831770kN84317601022842880kN95220211156957990kN106823051306104610100kN1187259814571170四、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，fc=14.3N/mm2,a1=1,HRB335钢筋，fy=300N/mm2环境取为一类，保护层厚度取为20mm，相对受压区为ξ=0.55，取a2=45mm,h0=200-45=155mm,M=1.0*14.3*150*155*0.55*(1-0.5*0.55)=132.574KN.m实测破坏荷载为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：桁架数据表格外径(mm)内径(mm)截面积(mm)杆长度(mm)线密度(kg/m)弹性模量(Mpa)222069.545000.512.06*105三、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，并完成表格荷载（N）上弦杆腹杆下弦杆1点2点均值力1点2点均值力1点2点均值力500-34-36-35-475.3272526.5359.87181918.5251.231000-68-72-70-950.6535152706.16343735.5482.091500-100-106-103-1398.747876771045.66525553.5726.532000-133-142-137.5-1867.25104101102.51391.95697371964.181000-61-70-68.5-930.23515050.5685.79353736488.880000000000000第2部分：记录试验微应变值和下弦杆百分表的读数，并完成表格荷载（N）挠度测量下弦杆表①累计表②累计表③累计表④累计②③500000.0750.0750.1250.125000.0750.1251000000.1450.1450.2530.253000.1450.2531500000.220.220.3770.377000.220.3772000000.2850.2850.5020.502000.2850.5021000000.1420.1420.2510.251000.1420.2510000.0010.0010.0020.002000.0010.002四、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？由于理论计算的数字略大于实测值，可能的原因是：实际的桁架结点由于约束的情况受实验影响较大，并非都是理想的铰接点，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，荷载和支座的作用位置有可能有偏差，所以实际的内力值和理论值要有误差。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。当承受竖向向下的荷载时，上弦受压，下弦和腹杆受拉，通过受力分析得出，反向布置之后，腹杆由受拉变为受压，但是受力的大小不变，所以为避免压杆失衡，实验中布置的桁架形式更优越，受力更合理。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，了解辅助消能工作的作用。二、实验数据1、已知数据（1）实验槽宽B=10cm（2）消力坎实测高度=1.9cm2、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4.5215.2228.9515.2216.9817.1220.5419.75三、消力坎的高度计算（写出详细过程）因为消力坎的计算公式为：223//2//22ccjcsjcqqchmggh（1）其中：j为水跃淹没度，一般取1.05；ch、//ch为临界水跃的跃前水深、跃后水深；200002vEPHPHg（2）20222cccqEhgh（3）238112ccchqhgh（4）其中：为流速系数，采用公式10.0155/PH计算；cq为单宽流量；m为折线型实用堰的流量系数，一般取0.42m；s是消能墙的淹没系数，自由出流取1.0。式（1）是计算消能墙高度的基本公式。消力坎的水力计算步骤：（1）按式（2）、（3）和式（4）计算chc和h；（2）设消能墙为自由出流，即1s，由式（1）求出墙高c。将计算数据填入表21、实测流量流量Q=流量计读数×1000/3.6=4.52×1000/3.6=125.52、实测上游水深上游水深=上游水面高程-槽底高程=28.95-15.22=13.733、实测收缩断面水深收缩断面水深=收缩断面水面高程-槽底高程=16.98-15.22=1.764、实测消力坎上水头消力坎上水头=消力坎上水面高程-坎顶高程=20.54-17.12=3.42坎顶高程=槽底高程+坎高=15.22+1.9=17.125、实测下游水深下游水深=下游水面高程-槽底高程=19.75-15.22=4.536、计算单宽流量/cqQB=125.5/10=12.57、计算消力坎水头23102csqHmg，m为折线型实用堰的流量系数，一般取0.42m；s是消能墙的淹没系数，自由出流取1.0。则H10=（12.5/1*0.42*4.43）2/3=6.7182/38、计算EE=P+H=上游水深9、计算流速系数10.0155/PH10、通过试算计算收缩断面水深20222cccqEhgh11、计算收缩断面共轭水深382112ccchqhgh12、计算消力坎高度c223//2//22ccjcsjcqqchmggh，其中j为水跃淹没度，一般取1.05。表2单宽流量（cm2/s）上游水深（cm）下游水深（cm）收缩断面水深hc（cm）消力坎水头H10（cm）消力坎高度c（cm）实测计算实测计算实测计算12.513.734.531.763.426.751.9四、实验结果分析及回答思考题1、计算数据成果表中，各参数的实际测量和理论计算值是否完全相等？如有误差，请分析原因。实测数据和理论计算值有所不同，误差原因大约是人为误差所致。