大工20秋《水利工程实验(二)》实验报告【答案】

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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：通过土的压缩试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，并以此计算土的压缩系数 a 1-2，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：0 s w00(1)1wGe （2）各级压力下试样固结变形稳定后的孔隙比：000(1)i iee e hh  （3）土的压缩系数：1 21-22 1-=-p-p pe e e（4）土的压缩模量：0s1-21-21+eE 三、实验内容：

1、实验仪器、设备：

（1）固结仪：环刀、护环、透水版、水槽、加压上盖；（2）加压设备：压力框架、杠杆及砝码组成；（3）变形量测设备。

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 50 5.659

100 5.289 200 5.01 400 4.725 3、实验成果整理 试样初始高度 H 0 = 20mm 试样初始密度 ρ 0 =1.87g/cm 3 土粒比重 G s =2.7 试样天然含水率 w 0 =25% 试样初始孔隙比 e 0 = 0.8 百分表初始读数 h 0 =7.889mm 试验所加的各级压力（kPa）p 50 100 200 400 各级荷载下固结变形稳定后百分表读数（mm）h i 5.659 5.289 5.01 4.725 总变形量（mm）=h 0-h i 2.23 2.6 2.879 3.164 仪器变形量(mm)Δ i 0.122 0.220 0.275 0.357 校正后土样变形量(mm)Δh i =-Δ i =h 0-h i-Δ i 2.108 2.380 2.604 2.807 各级荷载下的孔隙比 e i 0.61 0.59 0.57 0.55 土的压缩系数(MPa-1)a 1-2 0.4 土的压缩模量(MPa)E s1-2 4.5 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？ 该土的压缩系数为 0.4 MPa-1，根据土的压缩性分类属于中压缩性土。

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 150mm×200mm（2）简支梁的截面配筋（正截面）箍筋上面两端是两根直径为 8mm 的钢筋，下面两端是两根直径为 14mm 的钢筋。

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 荷载 百分表读数 挠度/mm 左支座（f1/mm）右支座（f2/mm）跨中（f3/mm）0 0 kN 0.96 4.99 5.14 0 1 10 kN 0.906 4.91 5.484 2.576 2 20 kN 0.86 4.83 6.852 4.007 3 30 kN 0.82 4.754 6.261 3.474 4 40 Kn 0.781 4.68 6.665 3.935 5 50 kN 0.742 4.618 7.112 4.432 6 60 kN 0.71 4.566 7.525 4.887 7 70 kN 0.67 4.52 8.029 5.434 8 80 kN 0.64 4.48 8.501 5.941 9 90 kN 0.602 4.432 9.06 6.543 10 100 kN 0.571 4.391 9.651 7.17 起裂荷载(kN)40KN 破坏荷载(kN)138.3KN 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

1 10 kN 36 50 58 88 2 20 kN 99 168 109 174 3 30 kN 258 376 300 310 4 40 kN 445 760 497 448 5 50 kN 561 1095 652 570 6 60 kN 696 1425 832 731 7 70 kN 843 1760 1022 842 8 80 kN 952 2021 1306 1046 9 90 kN 1068 2305 1306 1046 10 100 kN 1187 2598 1457 1170 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？ 实验测出的破坏荷载是 138.3KN，计算出的 90.2KN 与实验实测值相差48.1KN。

实验名称：

静定桁架实验

一、实验目的：1、掌握杆件应力-应变关系和桁架的受力特点； 2、通过对桁架节点位移、支座沉降和杆件内力测量，以及对测量结果处理分析，掌握静力非破坏试验基本过程；3、结合实验桁架，对桁架工作性能做出分析与评定。

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)22 20 69.54 500 0.51 2.06X105 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 9.31 27 26 26.5 18.12 18 19 18.5 16.98 1000-68-72-70 4.30 53 51 52 21.77 34 37 35.5 19.41 1500-100-106-103-4.30 78 76 77 25.36 52 55 53.5 21.99 2000-133-142-137.5-5.37 104 101 102.5 29 69 73 71 24.5 1000-67-70-68.5 4.51 51 50 50.5 21.56 35 37 36 19.48 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 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 ② ③ 500 0 0 0.075 0.075 0.125 0.2 0 0 0.075 0.125 1000 0 0 0.145 0.145 0.253 0.398 0 0 0.145 0.253 1500 0 0 0.220 0.220 0.377 0.597 0 0 0.220 0.377 2000 0 0 0.285 0.285 0.502 0.787 0 0 0.285 0.787 1000 0 0 0.142 0.142 0.251 0.393 0 0 0.142 0.251 0 0 0 0.001 0.001 0.002 0.003 0 0 0.001 0.002 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？

第一部分内力结果与桁架理论值产生误差的原因是上弦杆受到的是压力，下弦杆受到的是拉力。

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。

上弦杆是受到的压力，下弦杆受到的是拉力，腹杆受到的是拉力。若将实验桁架腹杆反向布置腹杆由之前的受拉变为受压，但是受力的大小不变，为避免压杆失稳，前者比后者更好，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 15.22 28.9 15.22 16.7 17.12 20.6 19.7 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 /cq Q B  =1255.56/10=125.56（cm2 /s）计算消力坎水头23102csqHm g     =3.57（cm）m 为折线型实用堰的流量系数，一般取 0.42 m  ；s 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  1 0.0155 / P H    =1-0.0155×（9.93/3.29）=0.95 通过试算计算收缩断面水深 202 22cccqE hg h   通过试算，得出 hc=0.83 计算收缩断面共轭水深

38 21 12c cch qhgh      =5.82 计算消力坎高度 c  22 3//2//22c cj csj cq qc hm gg h      =1.05×5.82+125.562 /(2×980(1.05×5.82)2)-3.57=2.76 将计算数据填入表 2 表 2 单宽流量（cm2 /s）上游 水深（cm）下游 水深（cm）收缩断面水深 h c（cm）消力坎水头 H 10（cm）消力坎高度 c（cm）实测 计算 实测 计算 实测 计算 125.56 13.22 4.03 0.98 0.83 3.02 3.57 1.9 2.76 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。

不相等，存在误差，误差产生的原因主要有水流的流态、各系数的选取及测量本省也存在一定的误差。消力坎式各有优缺点，需根据地质，施工等各方面具体条件，全面考虑确定，有时还需二者结合起来，为综合式消力池。计算时需先确定坎高 c,再确定 d。

注：以下部分为本课程完整试卷和学习要求，供学生复习和参考使用，阅读后可删除。

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（高起专或专升本）专 业：

实验名称：

土的压缩试验 一、实验目的：

二、实验原理：

1、计算公式（1）试样初始孔隙比：

（2）各级压力下试样固结变形稳定后的孔隙比：

（3）土的压缩系数：

（4）土的压缩模量：

三、实验内容：

1、实验仪器、设备：

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 50 100 200 400 3、实验成果整理

试样初始高度 H 0 = 20mm 试样初始密度 ρ 0 =1.87g/cm 3 土粒比重 G s =2.7 试样天然含水率 w 0 =25% 试样初始孔隙比 e 0 = 百分表初始读数 h 0 = 试验所加的各级压力（kPa）p 50 100 200 400 各级荷载下固结变形稳定后百分表读数（mm）h i 总变形量（mm）=h 0-h i 仪器变形量(mm)Δ i 0.122 0.220 0.275 0.357 校正后土样变形量(mm)Δh i =-Δ i =h 0-h i-Δ i 各级荷载下的孔隙比 e i 土的压缩系数(MPa-1)a 1-2 土的压缩模量(MPa)E s1-2 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？ 实验名称：

钢筋混凝土简支梁实验 一、实验目的：

ihih

二、实验基本信息：

1．基本设计指标（1）简支梁的截面尺寸（2）简支梁的截面配筋（正截面）2．材料（1）混凝土强度等级（2）钢筋强度等级 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）0 0 kN 0.96 4.99 5.14 0 1 10 kN 2 20 kN 3 30 kN 4 40 Kn 5 50 kN 6 60 kN 7 70 kN 8 80 kN 9 90 kN 10 100 kN 起裂荷载(kN)破坏荷载(kN)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 1 10 kN 2 20 kN 3 30 kN

4 40 kN 5 50 kN 6 60 kN 7 70 kN 8 80 kN 9 90 kN 10 100 kN 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？ 实验名称：

静定桁架实验 一、实验目的：

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)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 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 ② ③ 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？

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。

实验名称：

水利工程底流消能实验 一、实验目的 二、实验数据

1、已知数据（1）实验槽宽 B = cm（2）消力坎实测高度= 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 三、消力 坎的高度 计算（写出详细过程）将计算数据填入表 2 表 2 单宽流量（cm2 /s）上游 水深（cm）下游 水深（cm）收缩断面水深 h c（cm）消力坎水头 H 10（cm）消力坎高度 c（cm）实测 计算 实测 计算 实测 计算 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。

《 水利工程实验 》（二）课程学习要求 一、课程考核形式 本课程的考核形式为 离线作业（实验报告），无在线作业和考试。“离线作业及要求”在该课程的“离线作业”模块中下载。

二、离线作业要求 学生需要在平台离线作业中下载“大工 19 秋《水利工程实验》（二）实验报告”，观看实验课件，根据课件中的操作及实验结果来读取实验数据、认真填写“大工 19 秋《水利工程实验》（二）实验报告”，并提交至课程平台，学生提交的实验报告作为本课程考核的依据，未提交者无成绩。

《水利工程实验》（二）实验报告由土的压缩实验、钢筋混凝土简支梁破坏实验、静定桁架实验、水利工程底流消能实验四个独立的部分构成，学生需要完成实验报告的全部内容。

三、离线作业提交形式及截止时间 大作业上交时文件名写法为：[姓名 奥鹏卡号 学习中心]（如：戴卫东 101410013979 浙江台州奥鹏学习中心[1]VIP）； 学生需要以附件形式上交离线作业（附件的大小限制在 10M 以内），选择已完成的作业，点“上交”即可。如下图所示。

截止时间之前，学生可随时提交离线作业，如需修改，可直接上传新文件，平台会自动覆盖原有文件。

四、离线作业批阅 老师会在作业关闭后集中批阅离线作业，在离线作业截止提交前不进行任何形式的批阅。

注意事项：

独立完成 实验报告，不准抄袭他人 或者请人代做，如有雷同，成绩以零分计！大连理工大学网络教育学院

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