土木工程實(shí)驗(yàn)是土木工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)技術(shù)課程。教材共12章,內(nèi)容主要包括:土木工程荷載與加載方法、試驗(yàn)量測(cè)技術(shù)、土木工程試驗(yàn)設(shè)計(jì)、模型試驗(yàn)、誤差分析與數(shù)據(jù)處理、土木工程動(dòng)載試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)、土木工程材料實(shí)驗(yàn)、土木工程材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)、土工實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)非破損檢測(cè)技術(shù)、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。教材還提供了視頻,可掃二維碼查看。
第1章土木工程實(shí)驗(yàn)概論001
學(xué)習(xí)目標(biāo)002
1.1土木工程實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用與發(fā)展002
1.2土木工程實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù)004
1.2.1研究性試驗(yàn)004
1.2.2生產(chǎn)性試驗(yàn)005
1.3實(shí)驗(yàn)方法的重要性和意義008
1.4土木工程實(shí)驗(yàn)的分類(lèi)009
1.4.1按試驗(yàn)對(duì)象的尺寸分類(lèi)009
1.4.2按試驗(yàn)荷載性質(zhì)分類(lèi)010
1.4.3按試驗(yàn)時(shí)間分類(lèi)011
1.4.4按試驗(yàn)場(chǎng)地分類(lèi)011
1.5土木工程實(shí)驗(yàn)的基本過(guò)程012
1.5.1試驗(yàn)策劃與論證階段012
1.5.2試驗(yàn)準(zhǔn)備階段013
1.5.3試驗(yàn)加載階段014
1.5.4試驗(yàn)資料整理分析和總結(jié)階段015
思考拓展015
第2章試驗(yàn)荷載與加載方法016
學(xué)習(xí)目標(biāo)017
2.1概述017
2.1.1試驗(yàn)荷載的基本概念017
2.1.2動(dòng)荷載作用017
2.1.3靜荷載作用018
2.2重物加載法018
2.2.1重物直接加載試驗(yàn)018
2.2.2杠桿重物加載方法試驗(yàn)019
2.3氣壓加載法020
2.4機(jī)械加載法020
2.5液壓加載法021
2.5.1液壓加載系統(tǒng)021
2.5.2大型液壓加載試驗(yàn)機(jī)022
2.5.3電液伺服液壓系統(tǒng)023
2.6地震模擬振動(dòng)臺(tái)025
2.6.1模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的基本概念025
2.6.2地震模擬振動(dòng)臺(tái)的組成和工作原理025
2.7產(chǎn)生動(dòng)荷載的其他加載方法026
2.7.1慣性力加載法026
2.7.2電磁加載法027
2.7.3現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)力試驗(yàn)的其他激振方法028
2.8荷載試驗(yàn)加載輔助設(shè)備029
2.8.1加載框029
2.8.2分配梁029
思考拓展029
第3章結(jié)構(gòu)試驗(yàn)量測(cè)技術(shù)030
學(xué)習(xí)目標(biāo)031
3.1概述031
3.2量測(cè)儀表的基本概念031
3.2.1量測(cè)儀表的基本組成031
3.2.2量測(cè)儀表的基本量測(cè)方法032
3.2.3量測(cè)儀表的主要性能指標(biāo)032
3.2.4量測(cè)儀表的選用原則033
3.3儀表的率定033
3.4應(yīng)力、應(yīng)變量測(cè)034
3.4.1應(yīng)力、應(yīng)變量測(cè)的基本概念034
3.4.2應(yīng)變的測(cè)量方法034
3.4.3電阻應(yīng)變片的工作原理036
3.4.4電阻應(yīng)變計(jì)的構(gòu)造和性能037
3.4.5電阻應(yīng)變儀的測(cè)量電路038
3.4.6電阻應(yīng)變計(jì)的使用技術(shù)042
3.5位移量測(cè)047
3.6其他變形量測(cè)049
3.7裂縫量測(cè)050
3.8力的測(cè)定050
3.8.1常規(guī)用力傳感器050
3.8.2斜拉橋索力測(cè)量傳感器051
3.9振動(dòng)參量的量測(cè)051
3.9.1測(cè)振傳感器的力學(xué)原理052
3.9.2測(cè)振傳感器量測(cè)參量的轉(zhuǎn)換054
3.10光纖傳感器的應(yīng)用058
3.10.1光纖傳感技術(shù)應(yīng)用概論058
3.10.2光纖結(jié)構(gòu)和傳光原理059
3.10.3光纖光柵傳感器062
3.10.4振弦式光纖傳感器的基本原理064
3.10.5光纖傳感器的品種065
3.11數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)065
3.11.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成065
3.11.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)常用的幾種類(lèi)型066
思考拓展067
第4章土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)068
學(xué)習(xí)目標(biāo)069
4.1土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的一般過(guò)程069
4.2土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的試件設(shè)計(jì)069
4.2.1試件的形狀070
4.2.2試件尺寸071
4.2.3試件數(shù)目071
4.2.4結(jié)構(gòu)試驗(yàn)對(duì)試件的構(gòu)造要求074
4.3試驗(yàn)荷載方案設(shè)計(jì)075
4.3.1試驗(yàn)荷載設(shè)計(jì)的要求075
4.3.2單調(diào)加載靜力試驗(yàn)076
4.3.3結(jié)構(gòu)低周反復(fù)加載靜力試驗(yàn)077
4.3.4結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)試試驗(yàn)079
4.3.5結(jié)構(gòu)動(dòng)力加載試驗(yàn)080
4.3.6結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)081
4.3.7試驗(yàn)加載裝置的設(shè)計(jì)082
4.4結(jié)構(gòu)試驗(yàn)觀(guān)測(cè)方案設(shè)計(jì)083
4.4.1觀(guān)測(cè)項(xiàng)目的確定083
4.4.2測(cè)點(diǎn)的選擇與布置083
4.4.3儀器的選擇與測(cè)讀的原則084
4.4.4儀器儀表準(zhǔn)備計(jì)劃084
4.5結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的技術(shù)性文件085
思考拓展086
第5章模型試驗(yàn)087
學(xué)習(xí)目標(biāo)088
5.1模型試驗(yàn)的基本概念088
5.2模型試驗(yàn)的相似理論基礎(chǔ)089
5.2.1模型相似的概念089
5.2.2模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相似條件與確定方法091
5.3模型的分類(lèi)095
5.3.1彈性模型095
5.3.2強(qiáng)度模型095
5.3.3間接模型096
5.4模型設(shè)計(jì)096
5.5模型材料與模型試驗(yàn)應(yīng)注意的問(wèn)題099
5.5.1模型材料099
5.5.2模型試驗(yàn)應(yīng)注意的問(wèn)題101
思考拓展102
第6章誤差分析與數(shù)據(jù)處理103
學(xué)習(xí)目標(biāo)104
6.1概述104
6.2間接測(cè)定值的推算104
6.3實(shí)驗(yàn)誤差分析104
6.3.1誤差的概念105
6.3.2誤差理論基礎(chǔ)105
6.3.3量測(cè)值的取舍110
6.3.4間接測(cè)定值的誤差分析112
6.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表達(dá)113
6.4.1列表表示法113
6.4.2圖形表示法113
6.4.3經(jīng)驗(yàn)公式表示法114
6.5周期振動(dòng)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理117
6.5.1簡(jiǎn)諧振動(dòng)117
6.5.2復(fù)雜周期振動(dòng)118
6.6實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析簡(jiǎn)介118
思考拓展119
第7章土木工程靜載試驗(yàn)121
學(xué)習(xí)目標(biāo)122
7.1概述122
7.2試驗(yàn)前的準(zhǔn)備122
7.3靜載試驗(yàn)加載和量測(cè)方案的確定124
7.3.1加載方案124
7.3.2觀(guān)測(cè)方案126
7.4結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)實(shí)例127
7.5靜載試驗(yàn)量測(cè)數(shù)據(jù)的整理要點(diǎn)131
7.5.1整體變形的量測(cè)數(shù)據(jù)整理要點(diǎn)131
7.5.2應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量數(shù)據(jù)的整理要點(diǎn)133
7.5.3間接測(cè)定值的推算要點(diǎn)134
7.6結(jié)構(gòu)性能的檢驗(yàn)(產(chǎn)品檢驗(yàn))134
7.6.1預(yù)制構(gòu)件承載力檢驗(yàn)134
7.6.2預(yù)制構(gòu)件的撓度檢驗(yàn)135
7.6.3預(yù)制構(gòu)件的抗裂檢驗(yàn)136
7.6.4預(yù)制構(gòu)件裂縫寬度檢驗(yàn)136
7.6.5預(yù)制構(gòu)件結(jié)構(gòu)性能評(píng)定與驗(yàn)收136
思考拓展137
第8章工程結(jié)構(gòu)的動(dòng)載試驗(yàn)138
學(xué)習(xí)目標(biāo)139
8.1概述139
8.2工程結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的試驗(yàn)測(cè)定140
8.2.1人工激振法測(cè)定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性140
8.2.2環(huán)境隨機(jī)振動(dòng)法測(cè)量結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性143
8.3工程結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)試驗(yàn)測(cè)定145
8.3.1尋找主振源的試驗(yàn)測(cè)定145
8.3.2結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)參數(shù)的量測(cè)146
8.3.3工程結(jié)構(gòu)動(dòng)力系數(shù)的試驗(yàn)測(cè)定146
8.4工程結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)147
8.4.1概述147
8.4.2疲勞試驗(yàn)項(xiàng)目148
8.4.3疲勞試驗(yàn)荷載148
8.4.4疲勞試驗(yàn)的步驟148
8.4.5疲勞試驗(yàn)的觀(guān)測(cè)148
8.4.6疲勞試驗(yàn)試件的安裝要點(diǎn)與疲勞加載試驗(yàn)方法存在的缺陷149
8.5工程結(jié)構(gòu)的風(fēng)洞試驗(yàn)149
8.5.1風(fēng)的定義與風(fēng)作用力對(duì)建筑物的危害149
8.5.2工程結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的實(shí)測(cè)試驗(yàn)150
8.5.3風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室150
思考拓展151
第9章結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)152
學(xué)習(xí)目標(biāo)153
9.1概述153
9.1.1結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)的目的和任務(wù)153
9.1.2結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)的特點(diǎn)和分類(lèi)153
9.1.3結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)方法的發(fā)展和抗震技術(shù)規(guī)范化154
9.2結(jié)構(gòu)的偽靜力試驗(yàn)(低周反復(fù)加載試驗(yàn))154
9.2.1偽靜力試驗(yàn)的基本概念154
9.2.2加載設(shè)備與加載反力裝置155
9.2.3偽靜力試驗(yàn)的加載制度158
9.2.4偽靜力試驗(yàn)測(cè)試項(xiàng)目158
9.2.5偽靜力試驗(yàn)的數(shù)據(jù)整理要點(diǎn)160
9.2.6偽靜力試驗(yàn)實(shí)例162
9.3結(jié)構(gòu)擬動(dòng)力試驗(yàn)165
9.3.1結(jié)構(gòu)擬動(dòng)力試驗(yàn)的基本概念165
9.3.2擬動(dòng)力試驗(yàn)的操作方法和過(guò)程165
9.3.3擬動(dòng)力試驗(yàn)實(shí)例166
9.4結(jié)構(gòu)模擬振動(dòng)臺(tái)的試驗(yàn)方法167
9.4.1模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的特點(diǎn)167
9.4.2模擬地震振動(dòng)臺(tái)在抗震研究中的作用168
9.4.3模擬地震振動(dòng)臺(tái)的加載過(guò)程及試驗(yàn)方法168
9.4.4模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)實(shí)例170
9.5天然地震觀(guān)測(cè)試驗(yàn)172
9.5.1天然地震觀(guān)測(cè)試驗(yàn)的概念172
9.5.2工程結(jié)構(gòu)的強(qiáng)震觀(guān)測(cè)173
思考拓展175
第10章土木工程材料實(shí)驗(yàn)176
學(xué)習(xí)目標(biāo)177
10.1材料的基本物理性質(zhì)實(shí)驗(yàn)177
10.1.1密度實(shí)驗(yàn)177
10.1.2表觀(guān)密度實(shí)驗(yàn)178
10.1.3吸水率實(shí)驗(yàn)179
10.2水泥性能實(shí)驗(yàn)179
10.2.1水泥細(xì)度測(cè)定179
10.2.2水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測(cè)定184
10.2.3水泥凈漿凝結(jié)時(shí)間測(cè)定185
10.2.4水泥安定性的測(cè)定186
10.2.5水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)188
10.3集料實(shí)驗(yàn)190
10.3.1砂的篩分析實(shí)驗(yàn)190
10.3.2砂的表觀(guān)密度實(shí)驗(yàn)(容量瓶法)191
10.3.3砂的堆積密度實(shí)驗(yàn)192
10.3.4石子篩分析實(shí)驗(yàn)193
10.3.5石子表觀(guān)密度實(shí)驗(yàn)194
10.3.6石子堆積密度與空隙率實(shí)驗(yàn)195
10.4普通混凝土實(shí)驗(yàn)196
10.4.1混凝土拌合物和易性實(shí)驗(yàn)196
10.4.2混凝土拌合物表觀(guān)密度實(shí)驗(yàn)199
10.4.3混凝土立方體抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)200
10.4.4混凝土綜合實(shí)驗(yàn)201
10.5建筑砂漿實(shí)驗(yàn)203
10.5.1砂漿拌合物試樣制備203
10.5.2砂漿稠度實(shí)驗(yàn)204
10.5.3砂漿分層度實(shí)驗(yàn)204
10.5.4砂漿立方體抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)205
10.6墻體材料實(shí)驗(yàn)207
10.6.1蒸壓粉煤灰磚的抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)207
10.6.2蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)208
10.7瀝青材料實(shí)驗(yàn)209
10.7.1瀝青針入度實(shí)驗(yàn)209
10.7.2瀝青延度實(shí)驗(yàn)210
10.7.3瀝青軟化點(diǎn)實(shí)驗(yàn)211
思考拓展213
第11章材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)214
學(xué)習(xí)目標(biāo)215
11.1拉伸實(shí)驗(yàn)215
11.2壓縮實(shí)驗(yàn)218
11.3扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)219
11.4梁的純彎曲正應(yīng)力實(shí)驗(yàn)221
思考拓展223
第12章土工試驗(yàn)224
學(xué)習(xí)目標(biāo)225
12.1土的密度試驗(yàn)(環(huán)刀法)225
12.2土的含水率試驗(yàn)(烘干法)226
12.3土的比重試驗(yàn)227
12.4界限含水率的測(cè)定(液塑限聯(lián)合測(cè)定法)229
12.5土的顆粒分析試驗(yàn)231
12.6固結(jié)試驗(yàn)(快速法)234
12.7直接剪切試驗(yàn)236
12.8無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)238
12.9擊實(shí)試驗(yàn)239
思考拓展241
第13章現(xiàn)場(chǎng)非破損檢測(cè)技術(shù)242
學(xué)習(xí)目標(biāo)243
13.1工程結(jié)構(gòu)物現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)概論243
13.1.1工程結(jié)構(gòu)物現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的目的和意義243
13.1.2現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)檢測(cè)的特點(diǎn)和常用檢測(cè)方法243
13.1.3混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)部位的選擇245
13.1.4測(cè)點(diǎn)數(shù)量的確定245
13.2回彈法檢測(cè)結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度245
13.2.1回彈法的基本概念245
13.2.2回彈法的檢測(cè)技術(shù)247
13.2.3結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土強(qiáng)度的計(jì)算與評(píng)定248
13.3超聲法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度249
13.4超聲回彈綜合法檢測(cè)結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度250
13.4.1基本原理250
13.4.2超聲回彈綜合法檢測(cè)技術(shù)250
13.4.3超聲回彈綜合法推定結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度252
13.5鉆芯法檢測(cè)結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度253
13.5.1鉆芯法的基本概念253
13.5.2芯樣抗壓試驗(yàn)和混凝土強(qiáng)度推定254
13.6超聲法檢測(cè)混凝土缺陷254
13.6.1超聲法檢測(cè)混凝土缺陷的基本原理254
13.6.2混凝土裂縫深度檢測(cè)255
13.6.3超聲法檢測(cè)混凝土中不密實(shí)區(qū)和空洞位置257
13.6.4超聲法檢測(cè)混凝土灌注樁缺陷258
13.7混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋檢測(cè)260
13.7.1概述260
13.7.2鋼筋數(shù)量、位置和間距的檢測(cè)260
13.7.3混凝土保護(hù)層厚度檢測(cè)261
13.7.4混凝土中鋼筋直徑檢測(cè)261
13.7.5混凝土中鋼筋銹蝕狀況的檢測(cè)261
13.8砌體結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)262
13.8.1直接截取標(biāo)準(zhǔn)試樣法(切制抗壓試樣法)262
13.8.2砌體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的原位非破損檢測(cè)方法263
13.8.3磚砌體強(qiáng)度的直接測(cè)定法264
13.8.4磚砌體強(qiáng)度的間接測(cè)量法265
13.8.5磚砌體強(qiáng)度的間接測(cè)定法267
13.9鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)268
13.9.1鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)要點(diǎn)與檢測(cè)依據(jù)268
13.9.2鋼材強(qiáng)度測(cè)定方法269
13.9.3超聲法檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)焊縫缺陷270
13.9.4鋼結(jié)構(gòu)螺栓連接節(jié)點(diǎn)與高強(qiáng)螺栓終擰扭矩的檢測(cè)271
13.10火災(zāi)試驗(yàn)研究與火災(zāi)后結(jié)構(gòu)物的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)271
13.10.1概述271
13.10.2火災(zāi)試驗(yàn)研究272
13.10.3火災(zāi)后對(duì)結(jié)構(gòu)物的外觀(guān)檢查和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)272
13.10.4火災(zāi)溫度對(duì)建筑結(jié)構(gòu)材料力學(xué)性能影響274
13.10.5火災(zāi)后對(duì)建筑結(jié)構(gòu)燒損程度的分類(lèi)277
思考拓展278
第14章虛擬仿真實(shí)驗(yàn)279
學(xué)習(xí)目標(biāo)280
14.1概述280
14.2土木工程中柱受壓虛擬仿真實(shí)驗(yàn)280
14.2.1實(shí)驗(yàn)原理及軟硬件要求281
14.2.2實(shí)驗(yàn)方法與步驟要求282
14.3半剛性鋼框架擬靜力虛擬仿真實(shí)驗(yàn)287
14.3.1實(shí)驗(yàn)原理287
14.3.2實(shí)驗(yàn)方法與步驟要求290
思考拓展295
參考文獻(xiàn)296