土木工程测试试题

2016工程测试研究生试题（试题占90分、平时成绩10分）
一、选择与填空题：（30分、每题3分）
1.[ B ]是把计算机分析和恢复力实测结合起来的半理论半经验的非线性地震反
应分析方法。

A. 伪静力试验
B. 拟动力试验
C. 动力加载试验
D. 振动台试验
2.加载程序可以有多种，根据试验目的的不同而选择，一般结构静载试验的加载
程序均分为[ D ]三个阶段。

A.正常使用荷载、破坏荷载、极限荷载
B. 开裂荷载、正常使用荷载、破坏荷
载 C. 预载、开裂荷载、正常使用荷载 D. 预载、标准荷载、破坏荷载
3.有关结构动力特性的说法正确的是 [ B ]
A．在振源的作用下产生的 B．与外荷载无关
C．可以用靜力试验法测定 D．可以按结构动力学的理论精确计算
4.贴电阻应变片处的应变为1500με，电阻应变片的灵敏系数K=2.0，在这个电
阻应变片上应产生的电阻变化率是[ D ]。

A.0.2%
B.0.4%
C.0.1%
D.0.3%
5.用超声波检测混凝土内部空洞和疏松等缺陷时，当建筑结构和构件仅有一对平
行的测试面时，应采用[ A ]。

A. 斜测法
B. 反射法
C. 对测法
D. 穿透法
6. 梁及单向板是典型的受弯构件，试验时安装成简支结构，即[ D ]，将梁安装
在台座上。

A. 一端用固定端支座，另一端用活动铰支座
B. 一端用固定端支座，另一端用
滚动铰支座
C. 一端用固定铰支座，另一端用滚动铰支座
D. 一端用固定铰支座，另一端用
活动铰支座
7. （振弦式应变计）测量信号是频率信号，所以测量不受长距离导线的
影响，而且抗干扰能力较强，对测试环境要求较低，因此特别适用于长期监测和现场测量。

8.由缺陷本身发出缺陷信息，而不是由外部输入对缺陷进行扫查的无损检测的技
术是（声发射）。

9.（共振法）是利用频率可调的激振器，使结构产生振动，逐步地从
低到高调节激振器频率。

随着频率的变化，结构的振动强度也随着变化，当激振器频率接近或等于结构固有频率时，结构振动最强。

10.（回弹法）是在结构和构件混凝土抗压强度与混凝土材料表
面的硬度相关基础上建立的一种检测方法。

二、简答题：（40分、每题10分）
1、采用模型试验时，为了保证模型试验所研究的物理现象与实物试验的同一现
象是相似的，必需考虑哪些问题？
答：采用模型试验时，为了保证模型试验所研究的物理现象与实物试验的同一现象是相似的，下列问题必需考虑：
试验材料如何选择；试验参数如何确定，试验中应该测量哪些量，如何处理试验结果以及可以推广到什么样的现象上去。

模型试验条件：1.几何尺寸；2.物理性质；3.边界条件；4.加载条件；5.时间。

2、简述结构动载试验与静载试验比较有什么些特殊的规律性？
3、钢筋与混凝土的应变量测中应变片的选择有何不同?说明理由。

答：
1、金属应变片：
应变片长度：0.2、0.3、1、2、3、4、5、6、10、20、30 mm
应变片类型：单轴、双轴、三轴、四轴、单轴5片、双轴5片
适合膨胀系数：5、11、16、23、27×10-6 /℃
电阻：60、120、350、500、1000Ω
2、混凝土粘贴型应变片
线性片
应变片长度：60、70、80、120 mm
类型：单轴
箔应变片
应变片长度：10、20、30 mm
类型：单轴、双轴0°/90°、三轴型0°/90°/45°（双轴和三轴仅应变片长度10 mm）3、两个的作用不一样，钢筋应变片是测钢筋应力变化情况。

混凝土应变片是测混凝土应力变化的。

实测后与设计进行比较，
电阻应变片的选用
1.应变性质：一般根据静态、动态、测量等特殊要求进行选择.对于长期动荷载作用下的应变测量就选用疲劳寿命长的电阻片，如箔片。

对冲击荷载或高频动荷载作用下的应变测量应考虑电阻片的频率响应。

一般基长愈短愈好，当要测量塑性范围应变时，则应选用机械应变值极高的电阻片。

2. 应力状态：若是一维应力，选用单轴电阻片，纯扭转的圆轴或高压容器筒壁，虽是二维应力问题，可主应力已知，所以可以使用垂直应变花。

若主应力未知，就必须作用三栅或四栅应变花。

3.根据应力分布：对于应力梯度较大，材质均匀的试件应选用基长小的电阻片，若材质不均匀，而强度不等（如砼）或应力变化缓慢的构件，应选用基长大的电阻片。

4. 测量环境:应根据构件的工作环境温度选择合适的应变片，使得在给定的实验温度范围内，应变片能正常工作。

潮湿对应变片的性能影响极大，会出现绝缘电阻降低、黏结强度下降等现象，严重时将无法进行测量。

为此，在潮湿环境中，应选用防潮性能好的胶膜应变片，如酚醛—缩醛、聚酯胶膜应变片等，并采取有效的防潮措施。

5. 应变片在强磁场作用下，敏感栅会伸长或缩短，使应变片产生输出。

因此，敏感栅材料应采用磁致伸缩效应小的镍铬合金或铂钨合金。

6. 测量精度。

一般认为，以胶膜为基底、以铜镍合金和镍铬合金材料为敏感栅的应变片性能较好，它具有精度高、长期稳定性好以及防潮性能好等优点。

4、简述点荷载试验的优点及测试试件的要求。

答：点荷载试验是用不规则试件来测定岩石强度。

主要具有两个优点：一为通过球端圆台对试件加载，接触面积很小，使试件破坏所需要的总载荷比常规抗压试验所需要的小得多，故可采用小型轻便的试验机，便于携带，能够在现场试验；二是可以利用不规则试件，一定长度的钻探岩芯以及从基岩上取下来的岩块，用锤略加修整后，都可直接用于试验，这样就降低了试验成本，缩短了试验时间，而且解决了用常规试验无法进行的软弱和严重风化的岩石的强度测定问题。

尽管用这种方法所测得的数值的分散性，一般高于常规方法，不过实践证明，这一方法可用增加试件数量取得数学统计值的方法提高其精度；另一方面即使精度比用常规方法稍低，但对工程实用来说，也还是可以基本满足。

不规则试件测定的平均值，完全能够反映岩石该种性质的数值。

这种方法的实质是：以降低试件加工要求，但是增加测定试件数量的办法，达到近似测定岩石性质的目的。

不规则试件试验的数量，大约需要15～25块,加荷两点的间距为30-50mm ,加荷两点的间距与加荷处的平均宽度之比为0.3-1.0.
三、试验设计及测试技术应用（20分、每题10分）
1、试叙述声发射与超声波检测技术的差异性并举例说明各自在工程中的应用。

答：声发射的基本原理：声发射是材料受力或其他作用后，当某个局部点上的应变超过弹性极限，发生位错，滑移、相变，压碎或微裂缝等，被释放出来的动能而形成弹性应力波。

这种应力波虽然振幅很小，但能在材料中传播。

可由紧贴于材料表面的传感器按收到。

声发射技术的特点：声发射技术与其他无损检测方法相比，具有两个基本差别：
①检测动态缺陷，如缺陷扩展，而不是检测静态缺陷；
②缺陷本身发出缺陷信息，而不是用外部输入对缺陷进行扫查。

这种差别导致该技术具有以下优点和局限性。

声发射技术的应用：
（1）研究岩石脆性破坏机制;
（2）岩石的损伤破坏前兆研究；
（3）矿井内冒顶、岩爆的监测预报
超声波的基本原理：超声波在介质中传播时遇到不同界面，将产生反射、折射、绕射、衰减等现象，从而使传播的声时、波形、频率等发生相应变化，测定这些规律的变化，便可得到材料的某些性质与内部构造情况。

在普通混凝土检测中，通常采用20KHz~500KHz的超声频率。

超声波脉冲实质上是超声检测仪中压电晶体的压电效应产生的机械振动发出的声波在介质中的传播。

混凝土强度愈高，相应超声声速也愈大。

超声波法是围岩松动圈测试技术中最常用的一种方法，超声波的波速在岩体中的传播速度与岩体的裂隙程度及受力状态有关，测得的声波波速高，则说明围岩完整性好；波速低说明围岩存在裂隙破坏。

2、如图所示均质材料的悬臂梁,在同一截面的上下表面已贴有四枚相同的应变片,梁端部受有力F的作用.试设计相应的桥路联接方式,以分别测出F引起的弯曲应变和压应变,并给出计算公式.(不计温度效应)。