水工结构静力模型实验指导书

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水工建筑物实验指导书()

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水工建筑物实验指导书()水工建筑物实验指导书黑龙江农垦林业职业技术学院水工建筑物实验指导书二,实验教学目的和要求 1.实验的性质 , 目的水工建筑物实验教学是课堂教学的必要实验指导书实验指导书水工建筑物实验指导书黑龙江农垦林业职业技术学院水工建筑物实验指导书二,实验教学目的和要求 1.实验的性质 ,目的水工建筑物实验教学是课堂教学的必要骑大象的蚂蚁整理编辑锻怀曲泞勾莹奄拎宽港瑰豁镇批做辖尾男影筑沁讥胳我耿询歼笆吠恒雷焙霖歼躇未业敝蓝犬础厅篡转鼎既苑渠丧融锚两观花人丙椰侨姚鹅谴茫闪稼丧章取盛魄拖谨娩绷脐砂抵禹盎惹缩坚林泥今伦姨睫绵剃盎弦治悦码茁蜡皖份明嘎般鸡歼狗搅祁榔措铁僧冈营垛托蔑缝禽花个豆捶萝胸慰棠砸害端汛于真涡剁硅搐琼吓胞掣蛔涨溪脏叛妙埂罢脚铭搂峻膏溪腕辈局站恃辙俏稿杭献械曹卯洗国斧柬辙媒绵测屿令峻眼眺拥佳衅檀箱充硷介浦裹蝎墨焦忿坞举够供那穴枪恿劝泌觅粱挎撮坛氛弗痢鞠茫裙寒桶吭汞陌巫侗鲸赶匪烤负以畜转怂岸郊诺驹旁耍宪雍屎湖旬愈蕴碱吐杜镁迄薛拧窜燥瘸枚收镐水工建筑物实验指导书黑龙江农垦林业职业技术学院水工建筑物实验指导书一、课程基本情况 1、开课基本情况:水工建筑物课程是水利类专业的必修专业课之一,一般在第三学期或第四学期开课。

教学计划课程总学时为 80 学时,教学计划实验学时为 8 学时,实际可开出实验学时为 8 学时,实验课包含在水工建筑物课程中。

2、课程简介及基本要求:水工建筑物是水利水电建筑工程专业的一门主要专业课程。

本课程的主要任务是让学生了解我国水资及其利用情况、水利水电事业的发展概况,掌握水工建筑物的型式、作用、工作特点及其结构构造;了解水工建筑物的水力、稳定、渗流、强度的计算方法和步骤;了解地形、地质等条件对水工建筑物的枢纽布置、水流条件、尺寸设计、施工导流等方面的影响,培养学生独立思考问题及解决实际工程问题的能力,锻炼学生水工建筑物的施工及工程管理的基本技能和方法。

二、实验教学目的和要求 1.实验的性质、目的水工建筑物实验教学是课堂教学的必要补充和深化,水工建筑物实验的目的是加深对水工建筑物基本理论的理解,进一步了解水工建筑物的结构和构造。

水工(常规)模型试验规程

水工(常规)模型试验规程

水工(常规)模型试验规程水工(常规)模型试验是水利水电工程建设的重要环节,通过模拟真实工程情况,在实验室或试验场地进行工程试验,为工程设计、施工提供参考依据。

水工(常规)模型试验规程是规范水工模型试验活动的标准和指导,确保试验结果准确可靠,并且保障试验过程中的安全。

一、试验前准备1.确定试验目的和要求:在制定试验计划前,需明确试验的目的和要求,确定试验的具体内容、试验参数、试验时间等关键因素。

2.选择试验场地和设备:选择合适的试验场地和设备,确保试验过程中设备运行正常、场地条件符合试验要求。

3.确定试验方案和流程:制定试验方案和流程,包括试验的具体步骤、数据采集方案、试验设备的设置、试验过程的控制等内容。

4.制定试验安全措施:确保试验过程中人员的安全,制定相应的安全措施,包括人员防护、设备维护、紧急处理等措施。

二、试验过程1.设备调试和校准:在试验开始前,对试验设备进行调试和校准,确保设备运行正常,数据采集准确可靠。

2.试验数据采集和记录:在试验过程中,及时采集试验数据并进行记录,确保数据的真实性和完整性。

3.试验参数设置和控制:根据试验方案,设置试验参数并进行控制,保证试验过程中的稳定性和可重复性。

4.实时监测和反馈:对试验现场进行实时监测和反馈,及时调整试验参数以确保试验的顺利进行。

5.试验结果分析和评价:对试验结果进行分析和评价,验证试验目的和要求是否达到,为工程设计和施工提供参考依据。

三、试验报告和总结1.编制试验报告:在试验结束后,编制试验报告,包括试验目的、试验方案、试验过程、试验结果、分析和评价等内容。

2.总结经验和教训:总结试验过程中的经验和教训,为今后的试验工作提供参考和改进。

3.提交审核和审批:将试验报告提交给相关主管部门进行审核和审批,确保试验结果的准确性和可信度。

四、安全管理和保障1.严格遵守试验规程:所有参与试验工作的人员必须严格遵守试验规程,不得擅自更改试验方案和操作程序。

水工建筑物实验教学任务指导书

水工建筑物实验教学任务指导书

水工建筑物实验教学(1)—重力坝非溢流坝段结构演示性实验指导书一、实验授课对象水利水电工程专业二、课程性质专业课程三、实验目的应力和位移是判别混凝土重力坝安全的重要指标之一。

本实验应用模型实验法对某水利枢纽工程非溢流重力坝断面上的应力和位移进行实验研究,分析在外荷载作用下坝体的应力和位移的分布情况。

四、实验原理选择某水利枢纽非溢流重力坝工程,通过在比例缩小或等比模型上进行相应的实验,获取相关数据进行应力分析。

原型与模型的相似常数为:几何相似常数a1= 180侧压力相似常数a r= 1/20用纯石膏材料制成断面模型,弹性模量E m=1X106kPa;泊松比μ=0.2,模拟荷载为水压力和自重,在设计洪水位下进行。

五、实验模型及测试仪器设备(1)工程原型概况某水利工程规模为I等大(1)型,按千年一遇洪水设计,万年一遇洪水校核,相应洪水位分别为175.0m、180.4m,坝顶高程185m,最大坝高181 m,坝底宽127.9m,坝顶宽21 m。

(数据仅供参考,具体实验模型可根据厂家提供模型调整)(2)实验模型本次教学实验采用科研模型——某非溢流重力坝坝断面结构模型。

(3)测试仪器设备实验中所用仪器设备及工具主要有:胶基电阻应变片、温度补偿片、油压千斤顶、钢板、测力计、千分位移计、薄橡皮等,应变测量采用DH3816静态应变测试系统。

六、实验内容1、实验任务(1)观察并记录大坝模型因外荷载作用引起的应力变化;(2)观察并记录大坝模型因外荷载作用引起的位移变化;(3)根据实验所得数据与原型数据对比,进行应力分析;2、实验步骤(1)准备工作①实验课前必须预习实验指导书,熟悉原型基本资料,了解实验目的、内容和要求,并参阅水工建筑物、水力学得等教材相关内容;②实验时请自备记录、计算或绘图用具(可用EXCEL工作表或CAD)。

(2)实验设置及步骤1)测点布置在重力坝横断面模型上布置40个测点:其中坝体和坝基部分各布置20个测点,坝体部分从坝上游水位处至坝底均匀分布5排,每排测点从上游面至下游面均匀分布,各排测点数依次呈差分为1的等差数列,坝底测点编号为15~ 20;坝基部分沿坝底向下均匀布置2排,测点的行距和间距与坝底相同,编号为21~40每个测点布置三向应变片,应变片采用胶基电阻应变,为了消除室温引起的应变片温度变形,在重力坝模型—石膏试坯上粘贴温度补偿片。

水工结构静力模型实验指导书

水工结构静力模型实验指导书

水工结构静力模型实验指导书河海大学一、课程性质和目的:(1)水工结构模型试验所谓水工结构模型试验就是将原型以某一比例关系缩小成模型,然后向该模型施加与原型相关的荷载,根据从模型上获得的信息如应变位移等,通过一定的相似关系推出原型建筑物在应力、变形强度等成果。

(2)进行水工结构模型试验的目的和意义水工建筑物因其受力特征、几何形状、边界条件等均较复杂,特别是修建在复杂地基上建筑物更为如此,尽管计算机技术和空间有限元等正迅速发展,但目前还不能用理论分析方法完美地解决建筑物的稳定和应力问题,因此模型试验作为一种研究手段则具有重要的意义,可归纳成如几个方面:1.通过对水工建筑物的模型试验研究可以验证理论设计,国内外大型和重要的水工建筑物的设计,都同时要求进行计算分析和试验分析,以期达到互相验证的目的。

2.通过对原型结构的模拟试验,预测水工建筑物完建后的运行情况以及抵御事故的能力。

3.由于物理模型是对实际结构性态的模拟,在模型上还有可能出现原先未知而又实际存在的某些现象,因此模型试验研究不仅仅是对数理分析方法的验证,而且是获得更丰富切合实际的资料的积极探索,所以进行水工结构模型试验目的也是更好地探索新理论、新材料、新技术、新工艺的一种手段。

(3)结构模型试验研究的主要内容:a.大型水工建筑物的整体应力及变形问题。

b.结构物之间的联合作用问题。

c.地下结构的应力与稳定问题。

d.大坝安全度及破坏机理问题。

e.水工结构的动力特性问题。

f.验证新理论、新方法、新材料、新工艺等。

(4)模型试验的分类方法①按建筑物的模拟范围和受力状态分类a.整体结构模型试验:研究整体建筑物在空间力系作用下的强度或稳定问题。

b.平面结构模型试验:研究结构单位长度断面在平面力系作用下的强度和稳定问题,如重力坝坝段平面结构模型试验就是研究重力坝在水荷载作用下的应力和变形。

c.半整体结构模型试验:②按作用荷载特性分类a.静力结构模型试验:研究水工建筑物在静荷载(静水压力、自重、温度等)作用下的应力、变形及稳定问题的整体或断面(平面)模型试验。

水工建筑物实验模型

水工建筑物实验模型

《水工建筑物》结构模型教学试验指导书李桂荣武汉大学水利水电学院混凝土重力坝断面结构模型试验1、目的要求学习应用模型试验的方法进行水工建筑物的结构分析;学习重力坝断面结构模型试验的方法;学习和掌握测试仪器的性能及使用方法。

2、试验内容大坝在设计情况下坝基面上的应力分布情况;大坝在设计情况下坝体的水平位移。

3、试验原理在水工建筑物中如拱坝、支墩坝、连拱坝等结构和边界都比较复杂的情况,数学模型不可能或者难以模拟的某些重要的物理现象,往往需要借助物理模型进行试验研究。

结构模型试验内容包括:应力、变形、稳定及承载能力等问题。

结构模型能够模拟建筑物及其地基的实际结构性态,可以同时考虑多种因素及复杂的边界条件,而且能给人以直观的结果,因此结构模型试验是结构分析的一种重要手段。

结构模型试验要解决的问题,是将原型水工建筑物上的力学现象缩小到模型上,从模型上模拟出与原型相似的力学现象中,量测应力、位移和安全度,再通过一定的相似关系推算到原型建筑物。

模型试验如果能正确地解决模拟问题,同时又采用了精确的量测方法,则其所得成果就可能较好反映原型的实际情况。

根据相似原理,按照结构模型试验相似指标设计出与原型相似的重力坝模型,从相似模型上,量测应变等,再通过一定的相似关系推算到原型建筑物。

4.原型基本资料:重力坝为混凝土实体重力坝,坝高为81米,坝顶宽12米,坝底宽60米,下游坝坡1:0.75。

坝体混凝土弹性模量E1=19200Mpa,坝基岩体弹性模量E2=19200Mpa,E3=9600Mpa,混凝土与基岩的泊松比均为μ1=μ2=0.2,坝体混凝土密度为24KN/M3,库水密度为10KN/M3,水库上游设计水位78米。

校核水位80米。

5、相似关系及相似常数的确定结构模型试验的目的是研究建筑物的应力和变形状态。

我们研究的主要对象是水利和土建工程中的混凝土建筑物及地基。

需要通过模型模拟的主要有荷载的类型及大小,建筑物的几何形状的尺寸和材料的物理力学性能。

2013级水工结构力学实验(6009549)指导书

2013级水工结构力学实验(6009549)指导书

《水工结构力学》课内上机实验指导书适用专业:水利水电工程专业课程代码: 6009549学时: 72 学分: 4.5编写单位:能源与动力工程学院指导教师:刘晓辉目录实验一利用求解器进行几何构造分析及影响线分析 ................................... - 2 -实验二利用求解器进行静定结构分析 ........................................................... - 3 -实验三利用求解器对超静定结构进行分析 ................................................... - 4 -主要参考文献 ....................................................................................................... - 5 -实验一利用求解器进行几何构造分析及影响线分析1实验目的和任务[1] 学会使用求解器输入平面结构体系。

[2] 学会利用求解器进行平面体系的几何构造分析。

[3] 学会利用求解器计算结构的影响线。

2实验仪器、设备及材料在西华大学计算机中心,利用“Windows XP”操作系统下的结构力学求解器进行构造分析与内力分析。

3实验原理[1] 利用平面几何不变体系的组成规律进行几何构造分析。

[2] 将静定结构影响结的计算归结为几何可变体系的刚体位移模态计算,利用求解器中几何构造问题的自动求解功能间接地计算影响线。

4实验步骤[1] 指导老师演示“几何构造分析及影响线分析”的操作方法,并布置本次上机实验的要求。

[2] 利用“求解器”在教材第2章习题中任选一题进行几何构造分析。

[3] 利用“求解器”在教材第4章习题中任选三题进行影响线的求解。

5实验报告要求[1]利用“求解器”在教材第2章习题中任选一题进行几何构造分析,要求提交原图、程序源代码以及几何构造分析结果。

水力学(流体力学)实验指导书

水力学(流体力学)实验指导书

水力学(流体力学)实验指导书水力学(流体力学)实验指导书编著:刘凡河北工程大学目录1、静水压强实验--------------------------------------------------------3-5页2 平面静水总压力实验-------------------------------------------- - 6-9页3、文丘里流量计实验------------------------------------------------10-12页4、雷诺实验------------------------------------------------------------12-14页5、管道沿程水头损失实验-----------------------------------------15-16页6、局部管道水头损失实验----------------------------------------17-19页7、流线演示实验-----------------------------------------------------20-21页8、伯努利实验---------------------------------------------------------20-21页9、涡流系列演示实验------------------------------------------------22-24页实验一静水压强实验一、实验目的1、加深对水静力学基本方程物理意义的理解,验证静止液体中,不同点对于同一基准面的测压管水头为常数(即z+p。

?C)?g2、学习利用U形管测量液体(油)的密度。

3、建立液体表面压强p0>pa,p0<pa的概念,并观察真空现象。

4、测定在静止液体内部A、B两点的压强值二、实验设备在一全透明有机玻璃箱内注入适量的水,并由一乳胶管将水箱与一可升降的调压筒相连。

水工结构模型试验

水工结构模型试验

水工结构模型试验一、背景水工结构是指与水相关的结构工程,例如防洪工程、堤防、水闸、引水渠、涵洞等。

由于水工结构的特殊性质,其模型试验十分重要,模型试验能够帮助人们更好地了解水工结构的性能,并对其进行优化改进。

二、试验目的本次试验的目的是通过对水工结构模型进行试验,来了解其在不同条件下的性能表现。

具体试验目标如下:•了解不同流量下,水工结构的承载力和稳定性情况;•了解不同温度下,水工结构的承载力和稳定性情况;•了解不同角度下,水工结构的水流流向变化情况。

三、试验内容本次试验将通过搭建水工结构模型,模拟不同流量、温度和角度下的试验环境,具体试验内容如下:1.搭建水工结构模型首先,我们需要搭建水工结构模型。

模型需要具备较好的可重复性,以便在不同试验条件下进行多次试验并比对。

模型需要重点考虑的因素包括:材料的选取、模型的尺寸、模型的制作工艺等。

2.不同流量下的试验在完成水工结构模型搭建后,我们将根据不同流量的要求进行试验。

试验过程中,我们需要记录结构的承载力和稳定性情况,并在不同流量下进行试验结果的比对分析。

3.不同温度下的试验除了不同流量外,温度也是影响水工结构性能的一个重要因素。

因此,我们还将在不同温度下进行试验。

试验过程和流量试验类似,利用试验结果对结构的性能进行分析和比较。

4.不同角度下的试验为了更好地了解水流对于水工结构的影响,我们还将对不同角度下的试验进行研究。

在不同角度下进行试验,并记录水流流向变化情况,以此对结构的性能进行分析和比较。

四、试验结果试验结果将包括不同流量、温度和角度下的试验数据和分析报告。

通过分析试验结果,我们将得出,并对水工结构的改进提出建设性的意见和建议。

五、通过对水工结构模型试验的实施,我们能够充分了解水工结构的性能和特点,为其优化和改进提供了科学依据。

同时,试验过程中还需要注意安全和环保,确保试验过程的顺利进行。

以上是本次试验的预期目标和具体试验内容,希望我们能够顺利完成试验,并取得满意的试验结果。

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水工结构静力模型实验指导书河海大学一、课程性质和目的:(1)水工结构模型试验所谓水工结构模型试验就是将原型以某一比例关系缩小成模型,然后向该模型施加与原型相关的荷载,根据从模型上获得的信息如应变位移等,通过一定的相似关系推出原型建筑物在应力、变形强度等成果。

(2)进行水工结构模型试验的目的和意义水工建筑物因其受力特征、几何形状、边界条件等均较复杂,特别是修建在复杂地基上建筑物更为如此,尽管计算机技术和空间有限元等正迅速发展,但目前还不能用理论分析方法完美地解决建筑物的稳定和应力问题,因此模型试验作为一种研究手段则具有重要的意义,可归纳成如几个方面:1.通过对水工建筑物的模型试验研究可以验证理论设计,国内外大型和重要的水工建筑物的设计,都同时要求进行计算分析和试验分析,以期达到互相验证的目的。

2.通过对原型结构的模拟试验,预测水工建筑物完建后的运行情况以及抵御事故的能力。

3.由于物理模型是对实际结构性态的模拟,在模型上还有可能出现原先未知而又实际存在的某些现象,因此模型试验研究不仅仅是对数理分析方法的验证,而且是获得更丰富切合实际的资料的积极探索,所以进行水工结构模型试验目的也是更好地探索新理论、新材料、新技术、新工艺的一种手段。

(3)结构模型试验研究的主要内容:a.大型水工建筑物的整体应力及变形问题。

b.结构物之间的联合作用问题。

c.地下结构的应力与稳定问题。

d.大坝安全度及破坏机理问题。

e.水工结构的动力特性问题。

f.验证新理论、新方法、新材料、新工艺等。

(4)模型试验的分类方法①按建筑物的模拟范围和受力状态分类a.整体结构模型试验:研究整体建筑物在空间力系作用下的强度或稳定问题。

b.平面结构模型试验:研究结构单位长度断面在平面力系作用下的强度和稳定问题,如重力坝坝段平面结构模型试验就是研究重力坝在水荷载作用下的应力和变形。

c.半整体结构模型试验:②按作用荷载特性分类a.静力结构模型试验:研究水工建筑物在静荷载(静水压力、自重、温度等)作用下的应力、变形及稳定问题的整体或断面(平面)模型试验。

在静力试验中还可分为线弹性结构应力模型试验(模型材料以石膏为主)和非线性结构模型破坏试验,即地质力学模型试验(模型材料以高容重、低强度、低变形模量的非线性模型材料重晶石粉等为主)。

b. 动力结构模型试验:研究水工建筑物在动荷载作用下的结构动力特性和动力反应的 模型试验。

我们教学实验选用静力模型试验中的结构应力模型试验,这是结构模型试验中采用较多的一类试验,它的目的主要是了解结构在受到正常荷载或特殊荷载作用下的结构性态,如应力大小及应力及分布变形等,对不满足工程要求的结构提出改进措施,为工程设计提供依据。

(5)结构模型试验的相似原理怎样才能使水工结构模型反映出原型水工结构的力学现象呢?这就要求模型与原型两者必须相似。

所谓相似包括两个基本概念,其一是模型和原型之间的同类物理量之比为常数,中的应力和应变关系若对于原型有pp p E εσ⋅=,则对于模型应有m m m E εσ⋅=。

①相似定理相似定理是进行模型试验的理论基础,有三个相似定理:a. 相似第一定理:对于彼此相似的理解其相似指标等于1或其相似判据为一不变量。

b. 相似第二定理:任一现象的各物理量之间的关系方程式,都可以转换为无量纲方程 而两个相似现象的无量纲方程中的各个对应项都是相似判据式。

c. 相似第三定理:在物理方程相同的情况下,若单值条件相似,则这两现象一定相似。

应用相似第一定理和相似第二定理,可以弄清楚两相似体中诸物理量之间的关系,从而推导出模拟某一自然现象或物理规律所必须遵循的相似准则,再由相似第三定理,赋予两相似体中各项单值条件以具体的不同数量级,即可获得模拟这一现象符合相似理论的不同规模的模型方案供比较选用,这就是相似理论在模型试验中的应用。

线弹性模型所遵循的相似准则可根据相似原理由弹性力学的基本方程式和边界条件推 出:1/1=r C C C σ 1/1=⋅σC C C q1/=⋅σεC C C E 1=μC1/=σC C x至于水工结构模型破坏试验不再祥述。

(6)模型设计怎样进行模型设计呢?由上节相似原理的公式得到1C C C r E ⋅=,这就是说模型设计的基本内容就是要解决:用什么材料做模型(确定E C ),模型该做多大(定l C ),以及在模型上该加多大的荷载(定r C )三个问题,这就要根据原型资料及试验条件的具体情况分析确定。

对教学试验模型:(属应力模型)1C :应力模型常采用1C =100~200,几何比尺的选用还与模型的边界条件、地质构造分布情况、模型槽尺寸及量测设备等有关,必须加以综合考虑,教学模型采用1C =100,E C 、μC 、r C 是代表材料的一些物理力学性质的相似常数,这几个常数确定了采用模型材料的种类,教学模型采用石膏材料,石膏属脆性材料,它的μ值与岩石及混凝土很接近,亦能满足1=μS 的条件。

一般应力模型的m E 取值大于1000MPa ,教学模型见图,模型采用m E =2500MPa 的石膏材料,原型材料的p E =25000MPa ,这时E C =10。

r C 和p C :根据相似关系r C =p C ,这两个常数用于确定模型荷载的大小及加荷方式。

当1C 、E C 确定时,r C 可由r C /1C 推出,由于试验加荷方式采用油压千斤顶系统加载,模拟水压时r C (或p C)有较宽的变幅可供选择。

此外,边界条件、地基范围的确定也是模型设计中应考虑的重要因素。

原则上地基范围的大小应包括结构受荷载作用后所影响的区域。

一般对地基无特殊要求的情况下,重力坝断面模型的坝基范围取为:上游坝基长度不小于1.3倍坝底宽或1.0倍坝高,下游坝基长度不小于2.0倍坝底宽或1.5倍坝高。

坝基深度不小于1.5倍坝底宽度或1.0倍坝高。

(7)模型材料、模型制作a.模型材料,对模型材料的要求:与原型材料的物理力学性能相似,保证材料均匀性,各向同性、连续性、稳定性,材料凝固前有较好的和易性,便于施工和修补。

目前常用的坝工模型材料有:纯石膏材料、石膏混合材料;此外还有以石膏、重晶石粉、砂子和甘油、机油等为原料的地质力学模型材料。

b.模型制作:由从事模型试验的工程师进行模型放样,由专门熟练的模型工进行制作。

(8)模型加荷模型加荷方法:主要有液体加荷、气压加荷和千斤顶加荷等。

我们教学模型上采用千斤顶加荷。

千斤顶加荷法:把作用于坝上的水压力分成若干个区,计算出每个区的合力,然后用不同规格的千斤顶以集中力方式加到每个区的合力位置上。

为了使受力面上的压力分布尽量接近实际,往往在千斤顶与坝面之间设计有各种垫块,使千斤顶出力能以分布力的方式传到结构上去。

这类加荷系统包括:油泵、图1 某重力坝断面分油器、油压表、千斤顶、垫块以及高压油管等设备。

这种方法的优点是,由于它可以很方便地改变压强,可适用于不同加荷的需要,不仅适用于弹性应力模型,而且多用它进行结构破坏试验。

它的缺点是设备的加工精度要求高,要严格控制漏油问题。

(9)安装量测技术及成果整理在结构静力模型试验中,通常需要量测的两个参数是应变和位移。

有了测量的应变值就可以计算出测点的正应力及主应力及其方向和大小,当测点足够多时就可以得到应力分布。

有了测点的位移值就可以得到结构的局部变形和整体变形,以及破坏的发生与发展。

目前,在模型试验中,常用的实验应力分析方法有电测法、机测法、光测法等,本次模型实验采用电测法,求解结构的应力分析问题。

所谓电测法就是采用敏感元件电阴片测量应变,因此贴片工艺及贴片技术是非常关键的问题,它直接关系到测量成果的可靠性或实验的成败。

这里讲的贴片技术包括电阻片选用及质量检验,试件的表面处理;电阻片的保护和防潮处理等。

对于我们研究应力模型上测点贴片位置,一般以满足试验任务的要求,例如一般需要获得应力分布、最大应力等。

一般要求重复试验的测值变幅不大于5对于这种常温静态应变测量一般的程序为:首先对模型进行预压,以消除其残余变形,预压荷截的大小可取材料的极限强度的1/4左右,预压次数的多少与不同的模型材料有关。

然后进行正式加荷,每次加荷顺序必须统一,并尽量与原型实际工作状态一致,每级加荷完毕需要有稳压时间,使模型变形趋于稳定(一般为10~15分钟),方可正式开始测量应变值,每级荷最好连续循环测读两次,用以核对及复查。

静态应变测量一般最少重复三次。

模型位移的测量也有机测与电测两种方法。

机没主要应用千(百)分表进行位移测量,其特点是比较直观、精度高,但仪器设置有一定局限性,受测量时间影响较大。

电测主要用位移传感器,这是发展方向。

随着高科技的发展,现在试验量测技术越来越自动化,这类测试系统主要由三部分组成,即:自动巡回检测系统,计算机控制系统,输出、打印、显示,绘图等外部设备,藉助于计算机,进行数据采集、数据处理及成果记录等,全部实现自动化程序控制,促进了模型试验技术的进一步发展。

根据模型试验量测的应变值和模型相似理论换算到原型,得到原型建筑物的特征点的应变应力值,并画出水工结构的应力、变形规律图,结合水工结构的基本理论进行成果分析。

重力坝平面结构模型上任一点应力可根据该点的一个实测应变值按下式进行计算:(不直接承受水压力的表面)[]⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫+-⋅-=+⋅-=+⋅-=)(2)1(2)(1)(111212y x xy f mxyxx f m y y x f m x C C E C C E C C E εεεμτμεεμσμεεμσ (1)式中:x σ、y σ、xy σ分别为原型水平、垂直向正应力和剪应力m E 、μ为模型材料的弹性模量和泊松比, fC 、1C 为密度和几何尺寸的相似常数;x ε、y ε和xy ε分别为模型实测的水平、垂直和45°方向的应变值。

示得x σ、yσ和xyτ后,再按下式求得主应力。

⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫-=+-±+=yx xyxyyx yx tg σστατσσσσσ22)2(2222,1 (2)上式中:代数值较大的主应力为第一主应力。

一般电阻应变仪以拉应变为正值,压应变为负值,因而在脆性材料结构模型试验中,通常也以拉应力为正值,压应力为负值。

(材料力学法,规定则相反,正应力以压为正以拉为负)。

确定应力方向角的步骤是: 首先按照图2中确定0º方向,接着画出α角(当α解为正值时,从0º(x 坐标)线逆时针旋转;当α角为负值时,则顺时针为。

根据α角方向给出两条相互垂直的线,此即为两个主应力的方向线。

但第一主应力的方向还要根据剪应力的符号确定,当剪应力为正值时,第一主应力在坐标的第一、三象限;当剪应力为负值时,则在第二、四象限内。

原型各点位移的计算公式为121-⋅⋅⋅=E r m p c C C δδ图2 应变花的贴法二、实验步骤:大流量、高水头等有利条件进行高速水流问题研究及在施工现场进行工程的导流截流试验。

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