土木工程試驗(yàn)與檢測(cè)復(fù)習(xí)資料?一、土木工程材料試驗(yàn)（一）水泥試驗(yàn)1.細(xì)度采用篩析法（負(fù)壓篩法、水篩法、手工篩法）測(cè)定水泥的細(xì)度。篩析法是通過(guò)一定孔徑的篩網(wǎng)，將水泥試樣篩分為篩余物和篩過(guò)物兩部分，以篩余物的質(zhì)量占試樣原始質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示水泥的細(xì)度。試驗(yàn)步驟：準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的水泥試樣，置于規(guī)定的篩網(wǎng)上，在篩析儀上進(jìn)行篩析，直至篩余物的質(zhì)量不再減少。記錄篩余物質(zhì)量，計(jì)算篩余百分?jǐn)?shù)。影響因素：篩網(wǎng)的孔徑大小、篩析時(shí)間、振動(dòng)頻率等都會(huì)影響篩析結(jié)果。2.標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量目的是確定水泥凈漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時(shí)所需的用水量，以便為后續(xù)的凝結(jié)時(shí)間和安定性試驗(yàn)提供標(biāo)準(zhǔn)條件。試驗(yàn)方法有調(diào)整水量法和不變水量法。調(diào)整水量法是通過(guò)調(diào)整用水量，用試桿沉入凈漿并距底板6mm±1mm的水泥凈漿為標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿，此時(shí)的用水量即為標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。不變水量法是采用142.5ml水，通過(guò)計(jì)算試桿下沉深度來(lái)確定標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。影響因素：水泥的品種、細(xì)度等會(huì)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量產(chǎn)生影響。3.凝結(jié)時(shí)間分為初凝時(shí)間和終凝時(shí)間。初凝時(shí)間是從水泥加水?dāng)嚢杵鹬了酀{開(kāi)始失去可塑性所需的時(shí)間；終凝時(shí)間是從水泥加水?dāng)嚢杵鹬了酀{完全失去可塑性并開(kāi)始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間。采用維卡儀測(cè)定。將水泥凈漿裝入試模，放入濕氣養(yǎng)護(hù)箱中，記錄試針下沉至距底板4mm±1mm時(shí)的時(shí)間為初凝時(shí)間，試針沉入試體0.5mm時(shí)的時(shí)間為終凝時(shí)間。影響因素：水泥的品種、外加劑、環(huán)境溫度和濕度等。4.安定性主要檢測(cè)水泥在硬化過(guò)程中體積變化的均勻性。試驗(yàn)方法有試餅法和雷氏法。試餅法是將水泥凈漿制成試餅，養(yǎng)護(hù)后觀察試餅是否有裂縫、彎曲等現(xiàn)象來(lái)判斷安定性。雷氏法是通過(guò)測(cè)量雷氏夾試件沸煮后的膨脹值來(lái)判斷安定性。影響因素：水泥中游離氧化鈣、氧化鎂的含量以及石膏的摻量等。

（二）砂石試驗(yàn)1.顆粒級(jí)配反映砂、石顆粒大小的搭配情況。采用篩分法進(jìn)行測(cè)定。試驗(yàn)步驟：將砂或石試樣過(guò)篩，分別稱取各篩上的篩余量，計(jì)算分計(jì)篩余百分?jǐn)?shù)和累計(jì)篩余百分?jǐn)?shù)，繪制篩分曲線來(lái)評(píng)定顆粒級(jí)配。影響因素：砂、石的來(lái)源、加工方式等。2.含泥量指砂、石中粒徑小于75μm（砂）或小于0.08mm（石）的顆粒含量。試驗(yàn)方法：用淘洗法或虹吸管法將砂、石中的泥土洗去，烘干后稱量剩余的砂、石質(zhì)量，計(jì)算含泥量。影響因素：砂、石的產(chǎn)地環(huán)境等。3.泥塊含量指砂、石中泥塊的含量，泥塊是指砂、石中粒徑大于1.18mm（砂）或大于2.36mm（石），經(jīng)水洗、手捏后變成小于0.60mm（砂）或小于2.00mm（石）的顆粒。試驗(yàn)方法：先將砂、石試樣篩出大于規(guī)定粒徑的顆粒，再將剩余試樣在水中浸泡一定時(shí)間后，用手捏碎泥塊，經(jīng)沖洗、烘干后稱量泥塊質(zhì)量，計(jì)算泥塊含量。影響因素：與含泥量的影響因素類似，同時(shí)還與砂、石的顆粒形狀有關(guān)。

（三）鋼材試驗(yàn)1.拉伸試驗(yàn)測(cè)定鋼材的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率等力學(xué)性能指標(biāo)。試驗(yàn)步驟：將鋼材制成標(biāo)準(zhǔn)試件，安裝在萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上，緩慢施加軸向拉力，記錄拉力和試件標(biāo)距段的變形，直至試件拉斷。計(jì)算屈服強(qiáng)度\(ReL=Fs/A0\)（\(Fs\)為屈服點(diǎn)拉力，\(A0\)為試件原始橫截面積），抗拉強(qiáng)度\(Rm=Fm/A0\)（\(Fm\)為最大拉力），伸長(zhǎng)率\(\delta=(L1L0)/L0×100\%\)（\(L0\)為原始標(biāo)距，\(L1\)為拉斷后標(biāo)距）。影響因素：鋼材的化學(xué)成分、加工工藝、試件尺寸等。2.彎曲試驗(yàn)檢測(cè)鋼材的冷彎性能，即鋼材在常溫下承受彎曲變形而不破裂的能力。試驗(yàn)方法：將鋼材試件放置在兩支點(diǎn)上，通過(guò)彎心對(duì)試件施加彎曲力，彎曲至規(guī)定角度，檢查試件彎曲處的外表面有無(wú)裂縫、起層等現(xiàn)象。影響因素：鋼材的質(zhì)量、彎曲角度、彎心直徑等。

二、土工試驗(yàn)（一）土的顆粒分析試驗(yàn)1.篩分法適用于粒徑大于0.075mm的土。試驗(yàn)步驟：將風(fēng)干土樣通過(guò)一系列不同孔徑的篩子，稱取各篩上的土質(zhì)量，計(jì)算小于某一篩孔徑的累計(jì)篩余百分?jǐn)?shù)等指標(biāo)，繪制顆粒級(jí)配曲線。2.沉降分析法適用于粒徑小于0.075mm的土。常用的有密度計(jì)法和移液管法。密度計(jì)法：通過(guò)測(cè)量懸液中土顆粒在一定時(shí)間內(nèi)的沉降速度，利用司篤克斯公式計(jì)算土顆粒的粒徑。移液管法是在懸液中不同深度處吸取一定體積的懸液，烘干后稱量土質(zhì)量，從而計(jì)算土顆粒的粒徑分布。

（二）土的含水量試驗(yàn)1.烘干法是測(cè)定土含水量的標(biāo)準(zhǔn)方法。試驗(yàn)步驟：取代表性土樣，放入烘箱中在105℃～110℃下烘干至恒重，稱取烘干后土樣質(zhì)量，計(jì)算含水量\(w=(m0md)/md×100\%\)（\(m0\)為濕土質(zhì)量，\(md\)為干土質(zhì)量）。2.酒精燃燒法適用于快速簡(jiǎn)易測(cè)定含水量。試驗(yàn)步驟：將土樣放在鋁盒中，加入酒精點(diǎn)燃，待酒精燒完后再加入酒精點(diǎn)燃，重復(fù)幾次，直至土樣表面不再冒火星，冷卻后稱量土樣質(zhì)量，計(jì)算含水量。

（三）土的壓實(shí)度試驗(yàn)1.灌砂法是測(cè)定壓實(shí)度的常用方法之一。試驗(yàn)步驟：在試驗(yàn)地點(diǎn)選一塊平坦表面，鑿洞并清掃干凈，稱取洞中取出的土質(zhì)量。然后用標(biāo)準(zhǔn)砂將洞填滿，稱取剩余標(biāo)準(zhǔn)砂質(zhì)量，計(jì)算試洞體積。再?gòu)耐诔龅耐林腥∮写硇缘耐翗訙y(cè)定含水量，最后計(jì)算壓實(shí)度\(K=(m1/m2)×(ρd/ρ0)×100\%\)（\(m1\)為灌砂前砂筒和砂質(zhì)量，\(m2\)為灌砂后砂筒和砂質(zhì)量，\(ρd\)為土的干密度，\(ρ0\)為最大干密度）。2.核子密度儀法利用放射性元素測(cè)量土的密度和含水量。試驗(yàn)步驟：將儀器平穩(wěn)地放置在測(cè)試位置，打開(kāi)儀器預(yù)熱，按照儀器操作說(shuō)明進(jìn)行測(cè)量，直接讀取土的密度和含水量數(shù)據(jù)。

三、混凝土試驗(yàn)（一）混凝土拌合物性能試驗(yàn)1.坍落度試驗(yàn)測(cè)定混凝土拌合物的流動(dòng)性。試驗(yàn)步驟：將混凝土拌合物按規(guī)定方法裝入坍落度筒，分層振搗密實(shí)，然后垂直提起坍落度筒，測(cè)量筒高與坍落后混凝土試體最高點(diǎn)之間的高度差，即為坍落度值。影響因素：水泥品種、用水量、砂率、外加劑等。2.維勃稠度試驗(yàn)適用于干硬性混凝土拌合物。試驗(yàn)步驟：將混凝土拌合物裝入坍落度筒，提起坍落度筒后，在拌合物頂面放一透明圓盤，開(kāi)啟振動(dòng)臺(tái)，同時(shí)用秒表計(jì)時(shí)，當(dāng)圓盤底面布滿水泥漿時(shí)停止計(jì)時(shí)，所讀秒數(shù)即為維勃稠度值。

（二）混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)1.立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)確定混凝土的強(qiáng)度等級(jí)。試驗(yàn)步驟：將混凝土拌合物制成邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件（溫度20℃±2℃，相對(duì)濕度95%以上）下養(yǎng)護(hù)至28天，然后在壓力試驗(yàn)機(jī)上施加軸向壓力直至試件破壞，記錄破壞荷載，計(jì)算立方體抗壓強(qiáng)度\(fcu=F/A\)（\(F\)為破壞荷載，\(A\)為試件受壓面積）。2.軸心抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)反映混凝土的實(shí)際抗壓能力。試驗(yàn)步驟：將混凝土制成150mm×150mm×300mm的棱柱體試件，養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期后，在壓力試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)，計(jì)算軸心抗壓強(qiáng)度\(fc=F/A\)（\(F\)為破壞荷載，\(A\)為試件承壓面積）。

（三）混凝土耐久性試驗(yàn)1.抗?jié)B性試驗(yàn)檢測(cè)混凝土抵抗壓力水滲透的能力。試驗(yàn)方法有常水頭試驗(yàn)和變水頭試驗(yàn)。常水頭試驗(yàn)是對(duì)試件施加恒定的水頭壓力，記錄在一定時(shí)間內(nèi)通過(guò)試件的水量；變水頭試驗(yàn)是通過(guò)調(diào)節(jié)水頭高度，測(cè)量水頭隨時(shí)間的變化，計(jì)算滲透系數(shù)等指標(biāo)。2.抗凍性試驗(yàn)評(píng)估混凝土在吸水飽和狀態(tài)下抵抗凍融破壞的能力。試驗(yàn)步驟：將混凝土試件飽水后，放入凍融試驗(yàn)機(jī)中，按照規(guī)定的凍融循環(huán)制度進(jìn)行試驗(yàn)，記錄試件的質(zhì)量損失、強(qiáng)度損失等情況，計(jì)算抗凍等級(jí)。

四、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)（一）結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的分類與加載方法1.分類按試驗(yàn)對(duì)象可分為原型試驗(yàn)和模型試驗(yàn)；按試驗(yàn)?zāi)康目煞譃榻Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)、剛度試驗(yàn)、穩(wěn)定性試驗(yàn)等；按加載性質(zhì)可分為靜載試驗(yàn)和動(dòng)載試驗(yàn)。2.加載方法靜載試驗(yàn)加載方法有重物加載、液壓加載、機(jī)械加載等。重物加載簡(jiǎn)單易行，但加載量有限；液壓加載可實(shí)現(xiàn)較大的加載量且加載精度高；機(jī)械加載如千斤頂加載等常用于小型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)。動(dòng)載試驗(yàn)加載方法有慣性力加載、激振器加載等。慣性力加載通過(guò)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生慣性力來(lái)模擬動(dòng)荷載；激振器加載可施加各種頻率和幅值的動(dòng)荷載。

（二）結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的測(cè)點(diǎn)布置與數(shù)據(jù)采集1.測(cè)點(diǎn)布置測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在能反映結(jié)構(gòu)受力和變形特征的部位。對(duì)于梁，測(cè)點(diǎn)可布置在跨中、支座等位置測(cè)量彎矩和撓度；對(duì)于柱，測(cè)點(diǎn)可布置在柱頂、柱底測(cè)量軸力、彎矩等。測(cè)點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和試驗(yàn)?zāi)康暮侠泶_定，既要保證能準(zhǔn)確獲取結(jié)構(gòu)的受力和變形信息，又要避免測(cè)點(diǎn)過(guò)多增加試驗(yàn)成本和工作量。2.數(shù)據(jù)采集常用的測(cè)量?jī)x器有位移傳感器、應(yīng)變片、壓力傳感器等。位移傳感器用于測(cè)量結(jié)構(gòu)的位移；應(yīng)變片通過(guò)測(cè)量電阻變化來(lái)獲取結(jié)構(gòu)的應(yīng)變；壓力傳感器用于測(cè)量結(jié)構(gòu)所受的壓力。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可實(shí)時(shí)采集和記錄結(jié)構(gòu)試驗(yàn)過(guò)程中的各種數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，繪制相關(guān)曲線和圖表，以便直觀地了解結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能變化。

（三）結(jié)構(gòu)試驗(yàn)實(shí)例分析以簡(jiǎn)支梁的靜載試驗(yàn)為例：1.試驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)定簡(jiǎn)支梁在不同荷載作用下的彎矩、剪力和撓度，驗(yàn)證梁的承載能力和變形性能是否滿足設(shè)計(jì)要求。2.測(cè)點(diǎn)布置：在梁的跨中布置一個(gè)位移測(cè)點(diǎn)測(cè)量撓度，在跨中、四分點(diǎn)、支座等位置布置應(yīng)變片測(cè)量應(yīng)變，通過(guò)應(yīng)變計(jì)算彎矩和剪力。3.加載方案：采用分級(jí)加載，記錄各級(jí)荷載下的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)。4.試驗(yàn)結(jié)果分析：根據(jù)采集的數(shù)據(jù)繪制彎矩?fù)隙惹€、剪力荷載曲線等，分析梁的力學(xué)性能，判斷梁是否安全可靠。若試驗(yàn)結(jié)果不符合設(shè)計(jì)要求，需進(jìn)一步分析原因，采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理。

五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與誤差分析（一）試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1.數(shù)據(jù)整理對(duì)試驗(yàn)中采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、編號(hào)、列表等整理工作，使其清晰、有序，便于后續(xù)分析。例如，將混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)按試件編號(hào)、齡期、強(qiáng)度值等進(jìn)行列表整理。2.數(shù)據(jù)計(jì)算根據(jù)試驗(yàn)方法和要求，對(duì)整理好的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。如計(jì)算混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計(jì)參數(shù)。對(duì)于鋼材拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率等力學(xué)性能指標(biāo)。3.數(shù)據(jù)表達(dá)采用圖表等形式直觀地表達(dá)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。如繪制混凝土強(qiáng)度等級(jí)直方圖，展示不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的分布情況；繪制鋼材拉伸試驗(yàn)的應(yīng)力應(yīng)變曲線，清晰地反映鋼材的力學(xué)性能變化。

（二）誤差分析1.誤差來(lái)源系統(tǒng)誤差：由試驗(yàn)儀器、試驗(yàn)方法、試驗(yàn)環(huán)境等因素引起的有規(guī)律的誤差。例如，天平的零點(diǎn)不準(zhǔn)會(huì)導(dǎo)致稱量結(jié)果產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。隨機(jī)誤差：由各種偶然因素引起的無(wú)規(guī)律的誤差。如試驗(yàn)過(guò)程中的溫度、濕度波動(dòng)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。過(guò)失