土木工程结构试验与检测技术

前言篇 试验检测的实施基础章 概述1 11 目的和任务1 12 土木工程结构试验与检测的分类1 121 土木工程结构试验分类1 122 土木工程结构检测分类3 13 结构试验科学发展与展望4 131 结构试验学的科学定位5 132 结构性能的试验与理论研究5 14 现代测试技术的发展6 15 课程内容与学习方法7 151 课程内容7 152 学习方法7 思考题与习题8第二章 组织实施与管理9 21 组织计划9 22 试验前期方案设计11 221 调研方案设计11 222 研究路线方案设计11 223 其他工作方案设计11 23 结构试验的技术性文件12 231 试验大纲12 232 试验记录12 233 试验报告13 24 试验安全措施13 241 试件的安全措施13 242 仪器设备的安全措施13 243 人身安全措施14 思考题与习题14第三章 试验设计理论与方法15 31 试验设计理论、要求与原则15 311 试验研究的基本要求15 312 与试验有关的术语16 313 结构试验设计的基本原则16 32 结构试验的试件设计和模型设计19 321 试验构件方案设计19 322 结构试验模型设计21 33 结构试验的荷载设计21 331 试验加载图式的选择与设计21 332 试验加载装置的设计21 34 结构试验的观测设计22 341 观测项目的确定23 342 测点的选择与布置23 343 仪器的选择与测读的原则24 35 结构试验的误差控制25 351 试件制作误差25 352 材料性能误差26 353 试件安装误差26 354 荷载量测设备误差26 355 结构试验方法非标准误差26 思考题与习题27第二篇 试 验第四章 试验量测技术与仪器28 41 概述28 42 量测仪表的基本概念28 421 量测仪表的基本组成28 422 量测仪表的基本量测方法29 423 量测仪表的主要性能指标29 424 量测仪表的选用原则30 43 仪表的率定30 44 应力应变量测31 441 电阻应变测量方法31 442 手持式应变仪34 443 振弦式应变计34 45 位移量测35 451 线位移传感器35 452 角位移传感器37 46 力值量测37 461 机械式力传感器38 462 电阻应变式力传感器38 47 裂缝量测39 48 振动参数量测40 481 拾振器的使用41 482 拾振器量测参量的转换41 49 温度量测46 491 热电偶温度计46 492 热敏电阻温度计47 493 光纤温度传感器47 410 数据采集系统48 4101 数据采集系统的组成48 4102 数据采集的过程49 思考题与习题50第五章 无损检测技术与设备52 51 概述52 52 超声和超声波技术53 521 超声波检测基本原理53 522 混凝土强度的检测54 523 混凝土裂缝深度的检测55 524 混凝土内部缺陷的检测57 525 钢材和焊缝缺陷的检测58 53 回弹法检测混凝土强度59 531 回弹仪的结构和基本测试原理59 532 回弹法的测强曲线60 533 回弹法检测结构和构件混凝土强度时测区的选择61 534 用回弹法测量应注意的事项61 535 碳化层的测量61 536 回弹值的数据处理61 537 结构混凝土抗压强度的确定62 54 超声回弹综合技术63 55 电磁检测技术64 551 钢筋位置的检测64 552 钢筋锈蚀的检测65 553 磁粉探伤65 554 涡流检测66 555 磁记忆无损检测67 56 射线探伤67 57 渗透检测68 思考题与习题68第六章 试验加载方法与设备69 61 重物加载与设备69 611 重物直接加载法69 612 重物间接加载法70 62 液压加载与设备71 621 液压加载器71 622 液压加载器系统73 623 大型结构试验机73 624 电液伺服液压系统74 63 机械机具加载与设备75 631 卷扬机、绞车加载75 632 螺旋千斤顶加载75 633 弹簧加载75 64 气压加载与设备76 641 正压加载76 642 负压加载77 65 激振加载与设备77 651 信号发生器77 652 功率放大器77 653 激振器78 66 加载辅助装置79 661 荷载支承装置80 662 荷载传递装置84 663 试件支承装置85 思考题与习题88第七章 模型试验89 71 概述89 711 模型试验的优点89 712 模型试验的应用范围90 72 相似理论基础90 721 相似的含义90 722 物理量的相似91 723 相似原理93 73 量纲分析法94 74 模型设计95 741 模型的类型95 742 模型设计的程序96 743 模型设计的相似条件96 744 模型试件的设计101 745 模型试验设计的方法103 75 模型材料与制作106 751 模型材料要求106 752 常用模型材料种类106 76 模型试验注意事项108 77 数据采集与整理109 思考题与习题109第八章 静载试验110 81 静载试验的准备与现场组织110 82 静载试验仪器113 821 静载试验加载设备113 822 试验装置的支座设计113 823 试验台座和反力刚架115 83 静载试验的方法115 831 加载和观测方案115 832 混凝土梁结构单调静力荷载试验118 84 数据采集与整理123 841 试验数据的采集内容124 842 试验数据的整理、分析及性能评定125 843 试验曲线与图表绘制130 思考题与习题132第九章 动载试验133 91 概述133 92 动载试验的准备与组织134 921 试验总体领导管理组织134 922 试验方案的制订135 923 动载试验的准备工作135 93 激振方法与设备136 931 动载试验的激振方法136 932 动载试验的常用仪器设备139 94 动载试验的方法与程序142 941 动载试验方案143 942 动载试验效率144 943 动载试验的测点设置144 944 数据采集147 945 桥梁动载试验150 946 索力测试151 95 试验数据整理与分析153 951 结构固有频率的判定153 952 结构阻尼的判定154 953 振型的判定155 954 结构动力响应的判定155 955 桥梁结构动力性能的分析评价156 956 桥梁动载试验非线性问题157 957 桥梁动载试验报告的编写157 96 结构疲劳试验158 961 疲劳试验项目159 962 疲劳试验荷载160 963 疲劳试验的步骤160 964 疲劳试验的观测内容162 965 疲劳试验的试件安装163 思考题与习题164第三篇 检 测第十章 建筑结构检测165 101 概述165 1011 结构检测的内容及方法165 1012 现场检测的准备工作166 102 混凝土结构检测167 1021 混凝土和钢筋材性的检测168 1022 混凝土强度的检测168 1023 混凝土构件外观质量与内部缺陷173 1024 表观检测174 1025 结构变形174 1026 混凝土结构内部钢筋检测174 103 砌体结构检测175 1031 砌体结构检测的主要内容175 1032 砌筑块材的检测178 1033 砌筑砂浆179 1034 砌体强度182 1035 砌筑质量与构造187 1036 损伤与变形188 104 钢结构检测189 1041 钢材外观质量检测189 1042 构件的尺寸偏差检测189 1043 钢材的力学性能检测190 1044 常用检测方法190 思考题与习题191第十一章 桥梁现场检测192 111 概述192 112 桥梁结构荷载试验193 1121 桥梁静载试验方案设计193 1122 测试准备199 1123 加载试验200 1124 试验资料的整理201 1125 数据分析与结构性能评定204 1126 动载试验205 113 桥梁外观缺陷检查206 1131 桥面系的外观检查206 1132 桥梁上部结构的检查207 1133 桥梁支座的检查207 1134 桥梁桥墩与桥台的检查208 1135 桥梁桥墩与桥台基础的检查208 1136 经常检查209 1137 定期检查210 1138 特殊检查211 114 影响桥梁健康的因素212 1141 设计方面的因素212 1142 施工方面的因素212 1143 既有桥梁结构的使用管理因素213 115 桥梁检测结果的评价213 思考题与习题216第十二章 路基路面现场检测217 121 路基路面现场检测的基本要求217 122 几何参数检测217 1221 几何尺寸检测217 1222 路面厚度检测220 123 压实度检测223 1231 标准密度（干密度）确定223 1232 现场密度试验检测方法226 1233 压实度检测结果评定235 1234 压实度检测新技术236 124 平整度检测238 1241 平整度测试方法239 1242 平整度指标间相互关系的建立243 125 抗滑性检测245 1251 构造深度测试方法246 1252 摆式仪测定路面抗滑值试验方法251 1253 摩擦系数测定车测定路面横向力系数试验方法253 1254 抗滑性能检测中应注意的问题255 126 承载力检测256 1261 回弹弯沉测试方法256 1262 回弹模量试验检测方法261 思考题与习题268第十三章 地基与桩基基础检测270 131 概述270 132 地基承载力检测270 1321 现场试验方法270 1322 规范确定地基承载力282 133 基桩承载力检测285 1331 基桩的竖向抗压静载试验285 1332 基桩高应变动力检测（凯斯法）291 134 钻(挖)孔灌注桩完整性检测297 1341 超声波法297 1342 反射波法303 1343 机械阻抗法306 思考题与习题308第四篇 试验检测数据的分析整理第十四章 测试数据的整理与分析309 141 试验检测误差分析309 1411 系统误差309 1412 过失误差310 1413 偶然误差310 142 误差计算310 1421 真值与平均值310 1422 精确度与准确度311 143 测试数据的误差估计312 1431 多次测量的误差估计312 1432 多次量测误差的分布313 1433 间接量测时的误差估计314 1434 单次量测的误差估计315 144 可疑数据的取舍方法316 145 测试线图与关系式的建立319 146 测试数据的回归分析321 1461 一元线性回归322 1462 二元线性回归324 思考题与习题325主要参考文献326章 概述1 11 目的和任务1 12 土木工程结构试验与检测的分类1 121 土木工程结构试验分类1 122 土木工程结构检测分类3 13 结构试验科学发展与展望4 131 结构试验学的科学定位5 132 结构性能的试验与理论研究5 14 现代测试技术的发展6 15 课程内容与学习方法7 151 课程内容7 152 学习方法7第二章 组织实施与管理8 21 组织计划8 22 试验前期方案设计10 221 调研方案设计10 222 研究路线方案设计10 223 其他工作方案设计10 23 结构试验的技术性文件11 231 试验大纲11 232 试验记录11 233 试验报告12 24 试验安全措施12 241 试件的安全措施12 242 仪器设备的安全措施12 243 人身安全措施13第三章 试验设计理论与方法14 31 试验设计理论、要求与原则14 311 试验研究的基本要求14 312 与试验有关的术语15 313 结构试验设计的基本原则15 32 结构试验的试件设计和模型设计18 321 试验构件方案设计18 322 结构试验模型设计20 33 结构试验的荷载设计20 331 试验加载图式的选择与设计20 332 试验加载装置的设计20 33 结构试验的观测设计21 331 观测项目的确定22 332 测点的选择与布置22 333 仪器的选择与测读的原则23 34 结构试验的误差控制24 341 试件制作误差24 342 材料性能误差25 343 试件安装误差25 344 荷载量测设备误差25 345 结构试验方法非标准误差25第二篇 试 验第四章 试验量测技术与仪器27 41 概述27 42 量测仪表的基本概念27 421 量测仪表的基本组成27 422 量测仪表的基本量测方法28 423 量测仪表的主要性能指标28 424 量测仪表的选用原则29 43 仪表的率定29 44 应力应变量测30 441 电阻应变测量方法30 442 手持式应变仪33 443 振弦式应变计33 45 位移量测34 451 线位移传感器34 452 角位移传感器36 46 力值量测36 461 机械式力传感器37 462 电阻应变式力传感器37 47 裂缝量测38 48 振动参数量测39 481 拾振器的使用40 482 拾振器量测参量的转换40 49 温度量测45 491 热电偶温度计45 492 热敏电阻温度计46 493 光纤温度传感器46 410 数据采集系统47 4101 数据采集系统的组成47 4102 数据采集的过程48第五章 无损检测技术与设备50 51 概述50 52 超声和超声波技术51 521 超声波检测基本原理51 522 混凝土强度的检测52 523 混凝土裂缝深度的检测53 524 混凝土内部缺陷的检测55 525 钢材和焊缝缺陷的检测56 53 回弹法检测混凝土强度57 531 回弹仪的结构和基本测试原理57 532 回弹法的测强曲线58 533 回弹法检测结构和构件混凝土强度时测区的选择59 534 用回弹法测量应注意的事项59 535 碳化层的测量59 536 回弹值的数据处理59 537 结构混凝土抗压强度的确定60 54 超声回弹综合技术61 55 电磁检测技术62 551 钢筋位置的检测62 552 钢筋锈蚀的检测63 553 磁粉探伤63 554 涡流检测64 555 磁记忆无损检测65 56 射线探伤65 57 渗透检测66第六章 试验加载方法与设备67 61 重物加载与设备67 611 重物直接加载法67 612 重物间接加载法68 62 液压加载与设备69 621 液压加载器69 622 液压加载器系统71 623 大型结构试验机71 624 电液伺服液压系统72 63 机械机具加载与设备73 631 卷扬机、绞车加载73 632 螺旋千斤顶加载73 633 弹簧加载73 64 气压加载与设备74 641 正压加载74 642 负压加载75 65 激振加载与设备75 651 信号发生器75 652 功率放大器75 653 激振器76 66 加载辅助装置77 661 荷载支承装置78 662 荷载传递装置82 663 试件支承装置83第七章 模型试验87 71 概述87 711 模型试验的优点87 712 模型试验的应用范围88 72 相似理论基础88 721 相似的含义88 722 物理量的相似89 723 相似原理91 73 量纲分析法92 74 模型设计93 741 模型的类型93 742 模型设计的程序94 743 模型设计的相似条件94 744 模型试件的设计99 745 模型试验设计的方法101 75 模型材料与制作104 751 模型材料要求104 752 常用模型材料种类104 76 模型试验注意事项106 77 数据采集与整理107第八章 静载试验108 81 静载试验的准备与现场组织108 82 静载试验仪器111 821 静载试验加载设备111 822 试验装置的支座设计111 823 试验台座和反力刚架113 83 静载试验的方法113 831 加载和观测方案113 832 混凝土梁结构单调静力荷载试验116 84 数据采集与整理121 841 试验数据的采集内容122 842 试验数据的整理、分析及性能评定123 843 试验曲线与图表绘制128第九章 动载试验130 91 概述130 92 动载试验的准备与组织131 921 试验总体领导管理组织131 922 试验方案的制订132 923 动载试验的准备工作132 93 激振方法与设备133 931 动载试验的激振方法133 932 动载试验的常用仪器设备136 94 动载试验的方法与程序139 941 动载试验方案140 942 动载试验效率141 943 动载试验的测点设置141 944 数据采集144 945 桥梁动载试验147 946 索力测试148 95 试验数据整理与分析150 951 结构固有频率的判定150 952 结构阻尼的判定151 953 振型的判定152 954 结构动力响应的判定152 955 桥梁结构动力性能的分析评价153 956 桥梁动载试验非线性问题154 957 桥梁动载试验报告的编写155 96 结构疲劳试验156 961 疲劳试验项目156 962 疲劳试验荷载157 963 疲劳试验的步骤157 964 疲劳试验的观测内容159 965 疲劳试验的试件安装160第三篇 检 测第十章 建筑结构检测162 101 概述162 1011 结构检测的内容及方法162 1012 现场检测的准备工作163 102 混凝土结构检测164 1021 混凝土和钢筋材性的检测165 1022 混凝土强度的检测165 1023 混凝土构件外观质量与内部缺陷170 1024 表观检测171 1025 结构变形171 1026 混凝土结构内部钢筋检测171 103 砌体结构检测172 1031 砌体结构检测的主要内容172 1032 砌筑块材的检测175 1033 砌筑砂浆176 1034 砌体强度179 1035 砌筑质量与构造184 1036 损伤与变形185 104 钢结构检测186 1041 钢材外观质量检测186 1042 构件的尺寸偏差检测186 1043 钢材的力学性能检测186 1044 常用检测方法187第十一章 桥梁现场检测188 111 概述188 112 桥梁结构荷载试验189 1121 桥梁静载试验方案设计189 1122 测试准备195 1123 加载试验196 1124 试验资料的整理197 1125 数据分析与结构性能评定200 1126 动载试验201 113 桥梁外观缺陷检查202 1131 桥面系的外观检查202 1132 桥梁上部结构的检查203 1133 桥梁支座的检查203 1134 桥梁桥墩与桥台的检查204 1135 桥梁桥墩与桥台基础的检查204 1136 经常检查205 1137 定期检查206 1138 特殊检查207 114 影响桥梁健康的因素208 1141 设计方面的因素208 1142 施工方面的因素208 1143 既有桥梁结构的使用管理因素209 115 桥梁检测结果的评价209第十二章 路基路面现场检测213 121 路基路面现场检测的基本要求213 122 几何参数检测213 1221 几何尺寸检测213 1222 路面厚度检测216 123 压实度检测219 1231 标准密度（干密度）确定219 1232 现场密度试验检测方法222 1233 压实度检测结果评定231 1234 压实度检测新技术232 124 平整度检测234 1241 平整度测试方法235 1242 平整度指标间相互关系的建立239 125 抗滑性检测241 1251 构造深度测试方法242 1252 摆式仪测定路面抗滑值试验方法247 1253 摩擦系数测定车测定路面横向力系数试验方法249 1254 抗滑性能检测中应注意的问题251 126 承载力检测252 1261 回弹弯沉测试方法252 1262 回弹模量试验检测方法257第十三章 地基与桩基基础检测265 131 概述265 132 地基承载力检测265 1321 现场试验方法265 1322 规范确定地基承载力277 133 基桩承载力检测280 1331 基桩的竖向抗压静载试验280 1332 基桩高应变动力检测（凯斯法）286 134 钻(挖)孔灌注桩完整性检测292 1341 超声波法292 1342 反射波法298 1343 机械阻抗法301第四篇 试验检测数据的分析整理第十四章 测试数据的整理与分析304 141 试验检测误差分析304 1411 系统误差304 1412 过失误差305 1413 偶然误差305 142 误差计算305 1421 真值与平均值305 1422 精确度与准确度306 143 测试数据的误差估计307 1431 多次测量的误差估计307 1432 多次量测误差的分布308 1433 间接测量时的误差估计309 1434 单次量测的误差估计310 144 可疑数据的取舍方法311 145 测试线图与关系式的建立314 146 测试数据的回归分析316 1461 一元线性回归317 1462 二元线性回归319参考文献321章 概述1 11 目的和任务1 12 土木工程结构试验与检测的分类1 121 土木工程结构试验分类1 122 土木工程结构检测分类3 13 结构试验科学发展与展望4 131 结构试验学的科学定位5 132 结构性能的试验与理论研究5 14 现代测试技术的发展6 15 课程内容与学习方法7 151 课程内容7 152 学习方法7第二章 组织实施与管理8 21 组织计划8 211 土木工程结构试验组织计划的内容8 22 试验前期方案设计10 221 调研方案设计10 222 研究路线方案设计10 223 其他工作方案设计11 23 结构试验的技术性文件11 231 试验大纲11 232 试验记录11 233 试验报告12 24 试验安全措施12 241 试件的安全措施12 242 仪器设备的安全措施12 243 人身安全措施13第三章 试验设计理论与方法14 31 试验设计理论、要求与原则14 311 试验研究的基本要求14 312 与试验有关的术语15 313 结构试验设计的基本原则15 32 结构试验的试件设计和模型设计19 321 试验构件方案设计19 322 结构试验模型设计20 33 结构试验的荷载设计20 331 试验加载图式的选择与设计20 332 试验加载装置的设计20 333 结构试验加载制度22 34 结构试验的观测设计24 341 观测项目的确定24 342 测点的选择与布置25 343 仪器的选择与测读的原则25 35 结构试验的误差控制27 351 试件制作误差27 352 材料性能误差27 353 试件安装误差27 354 荷载量测设备误差28 355 结构试验方法非标准误差28第二篇 试 验第四章 试验量测技术与仪器29 41 概述29 42 量测仪表的基本概念29 421 量测仪表的基本组成29 422 量测仪表的基本量测方法30 423 量测仪表的主要性能指标30 424 量测仪表的选用原则31 43 仪表的率定31 44 应力应变量测32 441 电阻应变测量方法32 442 手持式应变仪35 443 振弦式应变计35 45 位移量测36 451 线位移传感器36 452 角位移传感器38 46 力值量测38 461 机械式力传感器39 462 电阻应变式力传感器39 47 裂缝量测40 48 振动参数量测41 481 拾振器的使用42 482 拾振器量测参量的转换42 49 温度量测47 491 热电偶温度计47 492 热敏电阻温度计48 493 光纤温度传感器48 410 数据采集系统49 4101 数据采集系统的组成49 4102 数据采集的过程50第五章 无损检测技术与设备52 51 概述52 52 超声和超声波技术53 521 超声波检测基本原理53 522 混凝土强度的检测54 523 混凝土裂缝深度的检测55 524 混凝土内部缺陷的检测57 525 钢材和焊缝缺陷的检测58 53 回弹法检测混凝土强度59 531 回弹仪的结构和基本测试原理59 532 回弹法的测强曲线60 533 回弹法检测结构和构件混凝土强度时测区的选择61 534 用回弹法测量应注意的事项61 535 碳化层的测量61 536 回弹值的数据处理61 537 结构混凝土抗压强度的确定62 54 超声回弹综合技术63 55 电磁检测技术64 551 钢筋位置的检测64 552 钢筋锈蚀的检测65 553 磁粉探伤65 554 涡流检测66 555 磁记忆无损检测67 56 射线探伤67 57 渗透检测68第六章 试验加载方法与设备69 61 重物加载与设备69 611 重物直接加载法69 612 重物间接加载法70 62 液压加载与设备71 621 液压加载器71 622 液压加载器系统73 623 大型结构试验机73 624 电液伺服液压系统74 63 机械机具加载与设备75 631 卷扬机、绞车加载75 632 螺旋千斤顶加载75 633 弹簧加载75 64 气压加载与设备76 641 正压加载76 642 负压加载77 65 激振加载与设备77 651 信号发生器77 652 功率放大器77 653 激振器78 66 加载辅助装置79 661 荷载支承装置80 662 荷载传递装置84 663 试件支承装置85第七章 模型试验89 71 概述89 711 模型试验的优点89 712 模型试验的应用范围90 72 相似理论基础90 721 相似的含义90 722 物理量的相似91 723 相似原理93 73 量纲分析法94 74 模型设计95 741 模型的类型95 742 模型设计的程序96 743 模型设计的相似条件96 745 模型试件的设计101 746 模型试验设计的方法103 75 模型材料与制作106 75