正确的大工13春《土木工程实验一》实验报告综述.docx
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正确的大工13春《土木工程实验一》实验报告综述
实验一：
水泥实验
一、实验目的：
学习水泥性质检验方法；熟悉水泥的主要技术性质；检验水泥是否合格。
二、实验内容：
第1部分：
水泥标准稠度用水量、凝结时间测定
实验仪器、设备：
水泥净浆搅拌机（符合GB3350.8技术要求）、维卡仪、净浆标准稠度测定仪（代用法）、水泥凝结时间测定仪（符合GB3350.8技术要求）、圆台试模、初凝时间试针、终凝时间试针、水泥湿气养护箱（应能使温度控制在20℃±1℃，相对湿度大于90％）、天平（准确称量至1g）、量筒（分度值为0.1mL，精度1％）、小刀、小铲、秒表等。
1、水泥标准稠度用水量
（1）实验原理：
1、水泥标准稠度净浆对标准拭杆（或试锥）的沉入具有一定阻力。
通过试验不同含水量水泥净浆的穿透性，以确定水泥标准稠度净浆中所需加入的水量。
2、本实验采用代用法测定水泥标准稠度用水量，并采用不变用水量法，量取拌合用水142.5ml，根据实验结果换算出最终的标准稠度用水量。
（2）实验数据及结果
不变水量法
用水量W（mL）
142.5
试锥沉入值S（mm）
35
标稠用水量P（%）
P=33.4—0.185S
26.925
2、水泥凝结时间测定
（1）实验原理：
凝结时间以试针沉入水泥标准稠度净浆至一定深度所需的时间表示。
（2）实验数据及结果
凝结
时间
初凝时间：
140min
终凝时间：
203min
测试结果
本次试验测定水泥合格
第2部分：
水泥胶砂强度检验
1、实验依据：
GB17671-1999水泥胶砂强度检验方法（ISO法）。
2、实验仪器、设备：
金属丝网试验筛，应符合GB/T6003要求。
行星式胶砂搅拌机、振实台、水泥抗折强度试验机、抗压强度试验机、专用夹具、
试模、大小拨料器、金属刮平尺、养护箱、养护池、天平（准确称量至1g）、量筒（精度1ml）等。
。
3、实验数据及结果
材料用量
（g）
水泥
标准砂
水
450
1350
225
龄期
28天
抗折强度
试件编号
1
2
3
强度，MPa
9.1
9.5
9.3
代表值，MPa
（计算方法见PPT）
9.3
抗压强度
试件编号
1
2
3
4
5
6
破坏荷载（Fi），kN
80.0
81.0
87.0
80.0
83.0
80.0
强度（Ri），MPa
（Ri=Fi×1000/A，其中A=1600mm2）
50
50.625
54.375
50
51.875
50
代表值，MPa
（计算方法见PPT）
51.1
水泥检验项目合格性评定：
（1）水泥的凝结时间是否符合要求，是如何判定的？
判定依据：
GB175-2007《通用硅酸盐水泥》对P·042.5水泥的技术要求：
水泥凝结时间：
初凝时间不早于45min；终凝时间不早于600min；
（2）水泥胶砂强度是否符合要求，是如何判定的？
水泥胶砂强度：
28d抗折、抗压强度不小于以下数据：
（1）品种P·0；
（2）强度等级42.5;（3）抗压强度为51.1Mpa，大于等于42.5MPa；抗折强度为9.28Mpa，大于等于6.5MPa。
实验二：
土的压缩试验
一、实验目的：
通过土的压缩实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a1-2，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：
（1）
式中：
——试样的初始孔隙比
——试样的天然含水量，本试验中直接给出
——土粒比重，本试验中直接给出
w——水的密度，通常可取为1.0g/cm3
——试样的初始密度，本试验中直接给出
（2）各级压力下试样固结变形稳定后的孔隙比：
（2）
式中：
——各级压力下试样固结稳定后的孔隙比
——试样的初始高度
——试样在各级压力下的压缩变形量
=
′-
（3）
式中：
——试验测出某一级压力下的总变形量
——某一级压力下仪器的压缩量（已事先标定好）
（3）土的压缩系数：
（4）
（4）土的压缩模量：
三、实验内容：
1、实验仪器、设备：
（1）固结容器：
环刀、护环、透水板、量表架、加压上盖、滤纸。
环刀：
内径为61.8mm，高度为20mm；护环：
保证试样侧面不变形，即满足侧限条件；透水板：
其渗透系数大于试样的渗透系数。
（2）加压设备：
由压力框架、杠杆及砝码组成。
（3）变形量测设备：
百分表，量程10mm，最小分度值为0.01mm。
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
5.287
200
5.009
400
4.726
3、实验成果整理（见下页表格）
试样初始高度H0=20mm试样天然重度γ=18.7kN/m3
土粒比重Gs=2.7试样天然含水率w0=25%
试样初始孔隙比e0=0.769百分表初始读数h0=7.884
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）hi
5.659
5.287
5.009
4.726
总变形量（mm）
=h0-hi
2.225
2.597
2.875
3.158
仪器变形量（mm）
Δi
0.122
0.220
0.275
0.357
校正后土样变形量（mm）
Δhi=-Δi=h0-hi-Δi
2.103
2.377
2.600
2.801
各级荷载下的孔隙比
ei
0.583
0.558
0.539
0.521
土的压缩系数（MPa-1）
a1-2
0.19
土的压缩模量（MPa）
Es1-2
9.309
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？
根据a1-2大小，可将土分为以下几类：
（4）
表1土的压缩性分类
土的压缩类别
a1-2（MPa-1）
高压缩性土
a1-2≥0.5
中压缩性土
0.1≤a1-2＜0.5
低压缩性土
a1-2＜0.1
本实验中，土的压缩系数（MPa-1）为0.19，故该土的压缩类别为中压缩性土。
实验三：
水准测量实验
一、实验目的：
1.用S3BZ型自动安平水准仪测定地面两点间的高差。
2.通过得到的高差计算出测站点的高程。
3.本仪器每千米往返测高差偶然中误差不超过±3mm。
二、实验原理：
利用水准仪提供的水平视线在两把尺上读取水准尺的读数，用所读取的数据计算出两点间高差，从而由已知点的高程推算出未知点的高程。
按照水准测量的种类可以分为：
闭合水准路线，附合水准路线以及支水准路线，本次实验采用的是闭合水准路线。
通过图1来简要介绍下水准仪测量的基本原理，大A为后视点，大B为前视点，小a为后视读数，小b为前视读数。
A、B两点之间的高差，用公式表示为Hab=a-b，B点的高程是Hb=Ha+Hab，视线高程Hi=Ha+a=Hb+b，本次水准测量按照国家四等水准测量的精度要求，基本的精度要求如表1所示。
图1水准测量原理
三、实验内容：
1、实验仪器、工具：
水准仪，水准脚架以及尺和尺垫。
水准仪：
由望远镜、水准器和基座组成。
望远镜：
物镜、目镜、十字丝（上丝、中丝以及下丝）。
水准器：
圆水准器（整平）、水准管（精平）。
特征：
气泡始终向高处移动。
水准尺：
主要有单面尺、双面尺和塔尺。
尺垫：
放在转点上，以防水准尺下沉。
2、水准仪的操作程序：
粗平→瞄准→精平→读数
粗平：
通过调节脚螺旋使圆水准气泡居中。
调整脚螺旋的规律是，气泡移动方向与左手拇指方向一致，如图2所示。
方法：
对向转动角螺旋1、2，使气泡移至1、2方向中间，转动角螺旋3，使气泡居中
图2粗平的操作方法示意图
瞄准：
先用准星器粗瞄，再用微动螺旋精瞄。
精平：
本次实验运用是S3BZ型自动安平水准仪，自动安平水准仪不需要精平。
若不是自动安平水准仪则需要精平。
读数：
精平后用十字丝的中丝在水准尺上读数，方法是，单位米看尺面上的注记；分米，厘米数在尺面上的格数；毫米是估读。
规律是，读数在尺面上由小到大的方向读，若仪器成倒像，从上向下读；若成正像，则从下向上读。
3、实验数据及结果（见下页表格）
水准测量记录表
测站
编号
点号
后尺
下丝
前尺
下丝
标尺读数
后尺—前尺
高差
中数
高差
改正
高程
上丝
上丝
后视距
前视距
后尺
前尺
视距差
∑d
1
BMA
1.287
0.992
1.353
1.077
+0.276
+0.275
-0.001
13.650
1.422
1.161
13.500
16.900
1.234
0.960
+0.274
-3.400
-3.400
2
BM1
0.839
1.456
0.914
1.530
-0.616
-0.618
-0.001
13.031
0.991
1.604
15.2
14.8
0.823
1.442
-0.619
-0.400
-3.800
3
BM2
1.669
1.215
1.752
1.284
+0.468
+0.470
-0.001
13.50
1.842
1.357
17.3
14.2
1.638
1.166
+0.472
3.100
-0.700
4
BMA
1.168
1.290
1.246
1.372
-0.126
-0.124
0
13.374
1.324
1.453
15.6
16.300
1.135
1.257
-0.122
-0.700
-1.400
∑
123.800m
123.800m
0.003
-0.003
备注
计算
fh=∑h测=0.275-0.618+0.470-0.124=0.003（m）=3（mm）
=±40*√0.1238=±40*0.3519=±14.07（mm）
，满足计算要求。
每公里高差改正数为：
△h=-fh/l=-3/0.1238=-24.23（mm/km）
实验四：
全站仪的认识与使用
一、全站仪的特点：
（1）有大容量的内部存储器。
（2）有数据自动记录装置或相匹配数据记录卡。
（3）具有双向传输功能。
不仅可将全站仪内存中数据文件传输到外部电脑，还可将外部电脑中的数据文件或程序传输到全站仪，或由电脑实时控制全站仪工作。
（4）程序化。
存储了常用的作业程序，如对边测量，悬高测量、面积测量、偏心测量等，按程序进行观测，在现场立即得出结果。
二、全站仪的构造：
全站仪的构造如图1所示：
提手，提手固定螺旋，粗瞄准器，物镜，显示屏，电池，下对点器，水平制动螺旋，水平微动螺旋，显示屏上得按键，基座，调焦手轮，目镜，竖盘制动手轮，竖盘微动手轮，显示屏。
这是长水准器，圆水准器，三个脚螺旋。
图1全站仪构造图
三、全站仪的安装：
将仪器安置在三脚架上，对中、整平。
这些操作步骤与水准仪有相似的地方，不同的是全站仪不光需要圆水准器气泡保持居中还需要长水准器气泡同时保持居中。
与此同时下对点中对应的是地面标志点。
测量人员应根据现场地形，测量精度要求等情况，地势相对平坦而且土地坚实的地方架设仪器。
架设仪器的时候先将三脚架松开，一手扶住脚架顶端，另一手打开脚架捆绑扣，松开三个脚架固定螺旋。
根据测量人员的身高，适当调整脚架伸缩长度，并旋紧脚架螺旋。
脚架安置平稳后，打开仪器箱，取出全站仪，将其安置在脚架顶端，并轻轻旋紧中心螺旋。
将对点器的圆圈中心对置测站点的中心，接着用圆水准器进行粗略整平，使圆水准气泡居中的方法是，先用两手的拇指与食指，同时对向旋转一对脚螺旋，使气泡移动到第三个脚螺旋与圆水准器中心的连线上，然后再旋转第三个脚螺旋，使气泡居中。
接下来是用长水准器精确整平全站仪，松开水平制动手轮，转动仪器使长水准器与其中两个脚螺旋平行，相向转动这两个脚螺旋，使气泡居于长水准器的中心，转动仪器使长水准器与上述两个脚螺旋连线垂直，转动另一个脚螺旋，使长水准气泡居于长水准器的中心，重复以上步骤，直至仪器转动任意位置时，水泡都能居于长水准器的中心。
四、全站仪的测量结果：
测量项目
测试结果
角度测量
98°12′21″
距离测量
6.255m
坐标测量
HR:
129°59′30″
HD:
64.222m
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