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同济大学土木工程课件传感器.ppt

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(同济大学)第1讲_弹性力学及有限元方法概述

(同济大学)第1讲_弹性力学及有限元方法概述

有限元分析
的一般规律物体在空间的位置随时间的改变
对象内容
任务
对象内容
任务
概述
ANSYS 静力分析z起重机械有限元应用
整机模态分析
车辆安全性
工件淬火3.06 min 时的温度、组织分布(NSHT3D)
同济大学
同济大学
金属反挤压成型：温度分布和变化铸造成型：温度变化和气泡
速度
压力导流管分析
超音速飞行压力分布汽车气动分析
高速导弹气动
同济大学
两根热膨胀系数不同的棒焊接在一起，加热后的变形情况
子结构方法分析大型结构的早期应用法
梁单元
建模时充分利用重复性。

土木工程材料ppt课件

土木工程材料ppt课件

高弹态是橡胶的使用状态，常温处于高弹态的聚 合物均可用作橡胶。
粘流态是聚合物成型时的状态。 完全结晶的聚合物的温度-变形曲线有所不同， 在熔点Tm以前不出现高弹态，而是保持结晶态；当温 度升高到熔点以上时，若分子量足够大，则出现高弹 态，若分子量很小，则直接进入粘流态。
可编辑ppt
21
图7-7 结晶聚合物温度-形变曲线
可编辑ppt
27
㈡塑料管 塑料管是指采用塑料为原料，经挤出、注塑、焊 接等工艺成型的管材和管件。与传统的镀锌钢管和铸 铁管相比，塑料管具有耐腐蚀、不生锈、不结垢、重 量轻、施工方便和供水效率高等优点。常用的塑料管 包括硬质聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管、ABS（丙 烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）管、聚丁烯管、玻璃钢 管以及铝塑等复合塑料管。
可编辑ppt
26
二、建筑中常用的塑料制品 塑料既可用做防水、隔热保温、隔声和装饰等功 能材料；也可制成玻璃纤维或碳纤维增强塑料，用做 结构材料。 ㈠塑料门窗 塑料门窗是由硬质聚氯乙烯型材经切割、焊接、 拼装、修整而成的门窗制品，与传统的钢、木门窗相 比，塑料门窗具有美观耐用、安全、节能等一系列优 点。
可编辑ppt
19
㈡聚合物的物理状态及性能特点 聚合物的各种物理状态可以根据形变能力与温度 关系曲线—温度-变形曲线进行划分。按温度区域可划 分为玻璃态、高弹态和粘流态三种物理形态。
图7-6 非晶聚合物温度-形变曲线
（Ma、Mb—分子量可编，辑pptMa ＜ Mb ）
20
玻璃态是塑料的使用状态，常温处于玻璃态的聚 合物都可用作塑料。
1-分子量低；2-分子量较搞
可编辑ppt
22
在室温下，聚合物总是处于玻璃态、高弹态和粘 流态三种状态之一，不同聚合物可能处于不同的物理 状态，表现出不同的力学性能。
土力学电子教材-同济大学

土力学电子教材-同济大学


在线练习开始页
土的物理性质及其工程分类 土中水的运动规律 土的应力分布及计算 土的压缩与地基沉降计算 土的抗剪强度 土压力计算 土坡稳定分析 地基承载力
/jpkc/soil/zice/Question.htm2013-5-27 8:51:10
课程习题开始页
土力学教学大纲
习题
（四）土的压缩性和固结理论
1．概述 2．土的压缩特性 3．土的固结状态 4．有效应力原理 5．太沙基一维固结理论 习题
（五）土中应力和地基沉降计算
1．概述 2．地基中的自重应力 3．地基中的附加应力 4．常用沉降计算方法 5．地基沉降随时间变化规律的分析 习题
/jpkc/soil/Dagang/Jxdg.htm（第 6／9 页）2013-5-27 8:51:23
土中水的运动规律
学习指导 工程背景 渗透理论
渗流模型 达西渗透定律 渗透系数的确定 流网及其工程应用
概述 流网的绘制 流网的应用 土中渗透作用力与渗透变形
渗透力 渗透变形 本章小结
/jpkc/soil/common/book.htm（第 2／7 页）2013-5-27 8:50:31
(七)地基承载力
1．了解地基破坏模式 2．掌握地基极限承载力的计算方法 掌握按极限平衡条件确定地基临塑荷载、塑性荷载、 极限荷载的方法；同时掌握规范确定地基承载力的方 法。
/jpkc/soil/Dagang/Jxdg.htm（第 3／9 页）2013-5-27 8:51:23
土中应力和地基沉降计算 土的抗剪强度
法，熟悉土的基本物理力学性质，掌握地基沉降、地 基承载力、土压力计算方法和土坡稳定分析方法，掌 握一般土工试验方法，达到能应用土力学的基本原理
地基承载力
第一章 绪论--混凝土结构基本原理课件(同济大学土木工程学院建筑工程系顾祥林)

第一章 绪论--混凝土结构基本原理课件(同济大学土木工程学院建筑工程系顾祥林)

•无砂混凝土
只有粗骨料，无细骨料 只有粗骨料，
•FRP筋的应用
用FRP筋代替钢筋
二、混凝土结构的发展
3.结构方面的发展
•预应力混凝土结构的应用
P
P
在混凝土的受拉区施加预应力，以提高混凝 在混凝土的受拉区施加预应力， 土结构的抗裂度，减轻构件的自重 土结构的抗裂度，
P
P
•结构体系的丰富
不同用途、不同结构功能具有相应的结构 不同用途、 体系：混凝土结构、钢与混凝土的组合结构、 体系：混凝土结构、钢与混凝土的组合结构、 FRP混凝土及预应力混凝土结构等
1.目的 是土木工程专业的一门主要专业基础课
•混凝土结构构件的受力性能和力学分析方法
•混凝土结构构件的设计方法
•现有混凝土结构构件的性能评估
四、本课程的目的和学习方法
2.学习方法
•注意本课程与相关课程尤其是“材料力学”、“结构力学”课程的异同 注意本课程与相关课程尤其是“材料力学” 结构力学”
点，正确运用已有的力学知识解决实际问题
•混凝土结构理论大都建立在试验研究的基础之上，目前还缺乏完善的理论 混凝土结构理论大都建立在试验研究的基础之上，
体系。很多公式不能有严密的逻辑推导得出，只能由试验结果回归而成。 体系。很多公式不能有严密的逻辑推导得出，只能由试验结果回归而成。 学习和应用时要注意思维方式的转变
•结构设计单靠理论分析还不够，还要辅以一定的构造措施，才能保证安 结构设计单靠理论分析还不够，还要辅以一定的构造措施，
全可靠
•注意理论联系实际，积累一定的感性认识，对学习本课程十分有益 注意理论联系实际，积累一定的感性认识，
一、混凝土结构的概念和特点
3. 预应力混凝土结构的一般概念
同济大学土木工程施工PPT前言与绪论

同济大学土木工程施工PPT前言与绪论


课程内容
《建筑施工技术 ·前言》
二、教学要求
1. 教学目的：通过本课程学习，要求同学 a. 认识土木工程施工的基本内容； b. 掌握施工技术的基本原理； c. 熟悉土木工程施工的主要工艺流程、施工方法； d. 了解工程技术标准和规范的相关规定。
2. 本课程的教学内容： （与教材匹配）
a. 土木工程施工概论，
土木施工工程学
同济大学 土木工程学院 土木工程专业 2013年级
同济大学 土木工程学院 施工教研室
主讲：李庭辉
2016年 2月 29日
《建筑施工技术 ·前言》
一、专业和课程
前言
1. 建筑工程及管理专业的工作方向：设计、施工、管理（监理、开发）。
2. 建筑工程及管理专业的基本目标：安全、经济。
3. 本课程研究的方向：如何有效地把设计图纸变为现实的施工过程。
4. 应用内容的相关课程： a. 基础课程：高等数学、理论力学、材料力学、等； b. 专业课程：建筑材料、结构力学、地基与基础、混凝土结构、钢结 构、砌体结构、等。
5. 课程的特点：内容量大、知识点多、涵盖面广、实践性强、发展迅速； 以分部工程（子分部工程）、分项工程为对象内容展开； 符合国家法律和相关技术法规的各项规定。
b. 土方工程，
c. 桩基础工程，
d. 混凝土结构工程，
e. 预应力混凝土工程，
f. 砌筑工程，
g. 钢结构工程，
h. 脚手架工程，
i. 结构吊装工程，
j. 防水工程，
k. 装饰工程，
l. 流水施工原理，
m.网络计划技术，
n. 施工组织总设计，
p. 单位工程施工组织设计，
q. 工程项目管理与技术经济分析。
同济大学土木工程课件-1测试的技术基础

同济大学土木工程课件-1测试的技术基础


2019/11/9
土木工程
§ 1-3测试系统的静态传递特性及其主要参数
例题：
某次压力测量时，磁电式传感器的灵敏度S=90.0μv／MPa，将它与增 益为0.005V／μv的电压放大器相连，输出到灵敏度为的20mm／v笔式 记录仪。
求系统的总灵敏度。 当△P=5.0MPa时，记录笔在记录纸上的偏移量?
输入x（t)
系统h（x)
输出y（t)
2019/11/9
土木工程
§1-2线性系统及其主要性质
2 线性系统的主要特性
叠加性：X1+X2 Y1+Y2
齐次性（比例性）：cX cY
微分特性： X Y
X’ Y’
积分特性：X Y
t
t
x(t)dt y(t)dt
0
0
频率保持特性：幅值、频率、相位差
解： K= K1×K2 × K3 =90μv／Mpa×0.005V／μ v × 20mm ／v =9mm ／Mpa W= K × △ P = 9mm ／Mpa ×5.0MPa=45mm
2019/11/9
土木工程
§ 1-4 动态传递特性
1 传递函数
输入、输出关系可用微分方程描述。在输入x(t)、输出y(t)以及各阶 导数的初始值均为零的情况下，对微分方程进行拉普拉斯变换(简称拉 式变换)，得
m
H s
Y s X s

k 0 n
bk s k ai s i
i 0
2019/11/9
土木工程
一、 动态传递特性
拉普拉斯变换
（1） 拉普拉斯变换是线性变换，变换前后不会影响原方程包含的信息。 变换前后两个方程等价。
（2） 传递函数是一个代数有理分式函数，其特征容易识别与研究。而 考察微分方程的特性困难。
同济大学土木工程2传感器

同济大学土木工程2传感器

（2）内光电效应 （受光照物体电导率发生变 化或产生光电动势的效应）
2020/2/12
土木工程
§2-7 其它传感器
2 光电式传感器 主要形式
2020/2/12
土木工程
§2-7 其它传感器
3 气敏传感器
基本原理 半导体气敏元件同气体 接触后，造成半导体性 质发生变化，
测量特定气体的成分或者 浓度 将成分和浓度转变为电信 号，进行监测和报警。
4 压力传感器的标定
（3）接触式压力传感器
2020/2/12
土木工程
The end... Thanks !
2020/2/12
土木工程
可变导磁面积型
土木工程
§2-3 电感式传感器
1 自感型：
（2）涡流式 金属板置于变化磁场中或在磁场中运动时，在金属板种产生感应电流
高频反射式涡流传感器
低频透射式涡流传感器
2020/2/12
土木工程
§2-3 电感式传感器 2 互感型--差动变压器
工作原理:互感现象.
Eout Ew
W1 W W2
Es
2020/2/12
土木工程
-x
x
§2-4 钢弦式传感器
1 工作原理
传感器可等效成一个两端固定绷紧的均匀弦。 钢弦内应力的变化转变为钢弦振动频率的变化。
f 1 2L
基本原理
发出脉冲信号输入压力盒的电 磁线路，激励钢弦产生振动， 钢弦的振动在电磁线路内产生 交变电动势，输入频率仪放大 器后，示波，得到频率。
土木工程
§2-2 电阻式传感器
2 电位计：精度0.05～0.025mm
电位计的使用－变阻器与分压器
Rx x
Ux x
土木工程材料(第4版)课件2

土木工程材料(第4版)课件2

Steel in Concrete[M]. New York. Champman and Hall, 1988 [27] 瞿海潮主编. 建筑粘合与防水材料应用手册[M]. 北京：中国石化出版
社，2000 [28] 彭小芹主编. 土木工程材料[M]. 重庆：重庆大学出版社，2002 [29] 交通部重庆公路科学研究所主编.JTJ/T 019－98 公路土工合成材料应用
5. 现代教育技术与作业
作业有两类。一类较常见，是有相对答案的；另一类则无标 准答案，包括小论文和学科前沿的挑战性问题。学生通过现代教 育技术完成作业效果更好。
对于第一类作业，本电子教案设置了智能自检测题栏目。 该栏目设有题库，每次的检测题目都是从题库中随机抽取，使学 生在需重新做题时不会感到乏味。自检测题分A、B两卷，A卷易 于B卷，以利于循序渐进。智能自检测题还具有自动测评功能， 完成后能及时给出成绩和需要再复习相关知识点的意见。
教学心得
每位教师在教学中都有自己的心得，以下是编者 的几点教学心得，请批评指证。
1.如何用好电子教案 2.三段式课程新体系的教学设计 3.课堂讨论与网络讨论的有机结合 4.现代教育技术与实验教学 5.现代教育技术与作业 6.电子教案的形象性问题 7.课时问题
目录
绪论 第1章 土木工程材料基本性质 第2章 建筑金属材料 第3章 无机胶凝材料 第4章 混凝土与砂浆 第5章 砌体材料 第6章 沥青和沥青混合料 第7章 合成高分子材料 第8章 木材 第9章 建筑功能材料 土木工程材料试验 自检测题 参考文献
董桂洪、张志杰、钟明峰、林少敏、区翠花、黎鹏平和邹桂 莲等同志参与和支持了本教案的研制工作。编写过程中还得到高 等教育出版社和华南理工大学等的大力帮助，在此表示感谢。本 电子教案中如有不妥之处，欢迎广大师生提出宝贵意见。
同济大学土木工程课件4-声波测试技术与声发射监测技术

同济大学土木工程课件4-声波测试技术与声发射监测技术

拉密运动方程的推导 X方向的平衡方程：
X方向上利用牛顿第二定律
2019/11/9
6土木工程
§4-1 声波的传播规律
拉密运动方程的推导 三个方向的运动方程：
弹性介质本身的特性
2019/11/9
7土木工程
§4-1 声波的传播规律
拉密运动方程的推导 三个方向的运动方程：
代入整理可得
2019/11/9
8土木工程
cm cCm2 tm tCm2
试块强度———声波测试———岩体强度
2019/11/9
22土木工程
§4-2 声波探测技术 1 地质工程： 3）声波测井
2019/11/9
23土木工程
§4-2 声波探测技术 2 岩土工程： 1）岩土体力学参数确定
Vp
2G
4土木工程
§4-1 声波的传播规律
波动方程：拉密运动方程
( G)
x
G 2u


2u t 2
( G)
y
G 2v

2v t 2
( G) G 2 w 2 w
z
t 2
2019/11/9
5土木工程
§4-1 声波的传播规律
2 弹性参数：
Vp
2G
E(1 ) (1 )(1 2)
Vs
G


E
2 (1 )
VR

0.87 1.12 1 Leabharlann E2 (1 )

0.87 1.12
1
Vs
2019/11/9
14土木工程
§4-2 声波探测技术
2 影响岩体（石）波速的主要因素：
同济传感器与检测技术课件之第3章电容式传感器

同济传感器与检测技术课件之第3章电容式传感器

16
电子与信息工程学院控制科学与工程系
测量误差的性质-随机误差
服从统计规律的误差称随机误差，简称随差，义你偶 然误差．只要测试系统的灵敏度足够高．在相同条件下， 重复测量某一量时．每次测量的数据或大或小．或正或负 ．不能预知．虽然单次测量的随机误差没有规律，但多次 测量的总体却服从统汁规律，通过对测量数据的统计处理 ．能在理论上估计其对测量结果的影响。
在相同的条件下多次测量同一量时．误差的 绝对值和符号保持恒定，或在条件改变时，与某 一个或几个因素成函数关系的有规律的误差．称 为系统误差．简称系差．例如仪表的刻度误差和 零位误差，应变片电阻值随温度的变化等都属于 系统误差：它产生的主要原因是仪表制造．安装 或使用方法不正确，世可能是测量人员的一些不 良的读数习惯等， 系统误差是一种有规律的误差，故可以采用修正 值或补偿校正的方法来减小或消除，
绝对误差 相对误差 引用误差 基本误差 附加误差 测量误差的性质 随机误差 系统误差 粗大误差
电子与信息工程学院控制科学与工程系
误差的表示方法（1）
（1）绝对误差
绝对误差可用下式定义:
Δ=x-L 式中: Δ——绝对误差;
x——测量值; L——真值。 采用绝对误差表示测量误差, 不能很好说明 测量质量的好坏。 例如, 在温度测量时, 绝 对误差Δ=1 ℃, 对体温测量来说是不允许的, 而对测量钢水温度来说却是一个极好的测量 结果。
随机误差是由恨多复杂因素对测量值的综合雕响所造 成的．如电磁场的微变．零件的摩擦．间隙．热起伏，空 气扰动，气压及湿度的变化．测量人员感觉器官的生理变 化等．它不能用修正或采取某种技术措施的办店来消除；
应该指出．在任何一次测量中。系统误差与随机误差
一般都是同时存在的．而且两者之间并不存在绝对的界限
新生土木工程专业介绍PPT(张俊平)只是课件

新生土木工程专业介绍PPT(张俊平)只是课件


三、怎样学好专业
➢ 行动——阶段目标明确了，具体落实措施也有了， 关键在于行动。行动是万事成功之源，“坐谈立议、 弱于动手”是读书人的通病。行动切忌拖沓磨蹭、 得过且过；行动切忌自暴自弃，或一曝十寒，或自 己给自己找台阶、找借口、找心安理得；行动切忌 环顾左右、随大流，更不能向后看、沾沾自喜、自 甘落后。如行动效果不佳，要深入分析问题的根源， 及时找出解决的对策与改进的方法，使行动效果逐 步趋于最佳。
建设需要； ➢通识教育与专业教育相结合，课堂教学与素质拓
展相结合，本科教育与注册工程师制度相结合； ➢产、学、研相结合。

二、大学期间学什么——结果
➢ 专业表达能力训练：专业文件（设计图、计算书）编制能力 的训练；
➢ 专业技能训练：实验操作技能、测试与数据分析能力训练； ➢ 力学基本功、分析能力的训练； ➢ 工程思维训练：分析工程问题、解决工程问题的能力初步培
三怎样学好专业三怎样学好专业目标不要认为上了大学就船到码头车到站而混日子抱定60分万岁要有紧迫感上进心大志向将上大学作为一个新起点并尽快构建适合自己的新的总目标目标并将其进行科学合理的拆分形成各个阶段一个学期一个月一个星期的目标并定期加以检查评估调整校准只有这样才能督促自己沿着既定的目标克服各种困难坚定不移地走下去最终实现总目标
二、大学期间学什么——自主发展
➢ 大学期间的课程主要由公共课、通识类课程、必修
课、限选课以及任选课组成。
➢ 每个人可根据自己的兴趣爱好，选修其他课程。全
校开设选修课程种类较多，除了与本专业相关的课 程外，也涉猎到其他专业领域，鼓励学生自主选择、 个性化发展。
➢ 课程分为理论课、实践课（实验、实习、课程设计、
➢迄今为止，我校土木工程专业已毕业学生近20 届，约5000多人，大部分在我省土建行业工作， 在广东省建设行业有较大影响。

土木工程监测技术(同济大学)

土木工程监测技术第一章测试技术理论基础测试技术是测量技术和试验技术的总称。

现代测试技术的主要功用： ●各种参数的测定； ●自动化过程中参数的反馈、调节和自控； ●现场实时检测和监控； ●试验过程中的参数测量和分析。

测试系统应具有的功能： ●将被测对象置于预定状态下； ●对信息进行采集、变换、传输； ●对信号进行必要的分析、处理和判断； ●信号的显示或记录。

现代测试技术的发展趋势： ●高精度、小型化和智能化； ●新型传感器的研制。

一、测试系统的组成 一个测试系统可以由一个或若干个功能单元所组成。

一个功能单元组成的测试系统： 弹簧称；温度计。

多个功能单元组成的测试系统： 直剪试验计算机测试系统（如图 1－1）。

典型的力学测试系统由四大部分组成（如图 1－2）： 荷载系统、测量系统、显示与记录系统。

1、荷载系统 荷载系统是使被测对象处于一定的受力状态下，使被测对象(试件)有关的力学量之间 的联系充分显露出来，以便进行有效测量的一种专门系统。

地下工程试验采用的荷载系统有： 液压式、重力式、杠杆式、弹簧式、气压式、等等。

2、测量系统 测量系统由（一次仪表）、中间变换和测量电路（二次仪表）组成。

一次仪表（传感器）把被测量（如力、位移）变成电信号； 二次仪表将信号变换、放大、运算，变成易于处理和记录的信号。

不同的传感器要求与其相匹配的二次仪表。

模拟式仪器中包含有抗干扰和滤波器等电路或器件； 数字式仪器中包含有抗干扰和滤波器等软件。

3、显示和记录系统 它是将信号及其变化过程显示或记录（或存储）下来，是测试系统的输出环节。

数据显示：各种表盘、电子示波器和显示屏； 数据记录：函数记录仪、光线示波器、打印机和绘图仪等； 数据存储：磁带记录仪、磁盘（硬盘、软盘）等，设备来实现，直剪试验计算。

机辅 助测试系统中，以微机屏幕、等作为显示记录设备。

二、测试系统的主要性能指标 测试系统的主要性能指标是经济合理地选择测试系统时所必需明确的。

同济大学建筑工程电子课件


1. 基本构件
板
指平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件，通常水
平放置，但有时也斜向设置（如楼梯板）或竖向设 置（如墙板）。 板在建筑工程中一般应用于楼板、屋面板、基础 板、墙板等。
预制空心板
按截面形式可分为： 空心板、实心板、槽形 板等
槽形板 实心板
木质墙面板
按所用材料可分为：木板、 钢板、钢筋混凝土板等
钢板
现浇钢筋混凝土楼面板
现浇板底 木模板
钢模板
按受力和支撑形式：单向板和双向板
梁
梁是工程结构中的受弯构件，通常水平放置，但
有时也斜向设置以满足使用要求，如楼梯梁。
梁的截面高度与跨度之比一般为1/8～1/16，高 跨比大于1/4的梁称为深梁。 梁的截面高度通常大于截面的宽度，但因工程需 要，梁宽大于梁高时，称为扁梁。
施 工 技 术 进 步
设 计 理 论 的 演 变
结 构 体 系 的 发 展
概 述
第 三 章 建 筑 工 程




3.1概述
1. 建筑物的功能与安全 房屋建筑是最基本的土木工程设施之一，是人类活 动最基本的物质保障之一。 建筑物的功能：指建筑物的用途 从宏观着眼，可就房屋建筑的主要用途加以区分： 日常生活、交通、生产、文化事业、社会活动等 从使用者的立场出发，则会关注建筑物的具体功 能实现：内部空间分隔、采光、通风、隔声、保 温等
框架结构
受力体系由梁和柱组成 承受水平荷载能力差 适用于房屋高度不大、层数不多的建筑
框架梁
框架柱
典型框架结构示意图
剪力墙结构
剪力墙：钢筋混凝土墙体，抗剪能力强 层数较多，横向水平荷载起控制作用，剪力 墙承受水平荷载和竖向荷载 空间分隔固定，建筑布置不灵活，适用于住

同济大学土木工程施工土方工程精品PPT课件

如果基槽、路堤是等截面的，则 F 1=F 2= F 0，由上式计算 V = HF1 。
8
《土木施工工程学 》
第一章 土方工程
3. 场地任意点的设计标高－－以 z0 作为场地中心的标高（见图）：
z'i zo lxix l yiy
式中，
ix, iy ---- x , y 方向的泄水坡度。
4. 各角点的施工高度 Hi ：
H i zi' zi
➢
若 Hi 为正值、该点为填方；若 Hi 为负值、该点为挖方。
课程内容
9
《土木施工工程学 》
第一章 土方工程
三、最佳设计平面
➢ 要求满足： a. 规划、生产工艺，运输、排水，最高洪水位，等 b. 场地内土方的挖填平衡、且土方工程量最小。
➢ 最小二乘法原理：
● 如图，在平面上任何一点的
标高，可以根据下式求
出：
zi c xi ix yi i y
课程内容
10
《土木施工工程学 》
第一章 土方工程
● 令σ为土方施工高度之平方和，则
n
pi
H
2 i
p1
H
2 1
p2
H
2 2
pn
H
2 n
i 1
当σ的值最小时，该设计平面既能使土方工程量最小，又能保证填
挖方量相等（填挖方不平衡时，上式所得数值不可能最小）。这就是最 小二乘法求设计平面的方法。 即有，
P c Px ix Py iy Pz 0 Px c Pxx ix Pxy iy Pxz 0 Py c Pxy ix Pyy iy Pyz 0
《土木施工工程学 》
第一章 土方工程
● 场地方格网角点的施工高度为

同济大学土木工程课件10基桩的测试


沉量与桩顶承受的力是成正比的 。当桩顶荷载
达到破坏荷载时，桩的下沉量会突然增加或不停
地变化，此时的前一级荷载则为极限荷载。
QP
2019/11/5
4
§10-1 单桩竖向抗压静载荷试验
3 试验设备
（1）加载装置 锚桩横梁反力装置
对于桩身承载力很大的钻孔灌注桩无法进行随机抽样
主梁
千斤顶 百分表
次梁
锚筋 锚桩
反射波法
结果的应用 （2）评价桩身的质量
完整桩的波形
2019/11/5
22
§11-1 基桩的低应变动测
反射波法
结果的应用 （3）确定桩身缺陷的位置和范围
L

1 2
t
c
l

1 2
t
c
2019/11/5
23
§11-1 基桩的低应变动测
反射波法
结果的应用 （4）推求桩身混凝土的强度 桩身混凝土强度与纵波波速之间存在关系
桩的动力检测 基桩的低应变（小应变）动测 基桩的高应变（大应变）动测；
2019/11/5
3
§10-1 单桩竖向抗压静载荷试验
Q
1 概念
采用接近于竖向抗压桩实际工作条件的试验方法，
确定单桩竖向抗压极限承载力。
2 基本原理
QS
桩的承载力=桩土的摩擦力和桩端的承载力。
在这两部分力的组合尚未充分发挥的，桩的下
2019/11/5
24
§11-2 基桩的高应变动测
概念
使用外力使桩身产生较大的位移，对桩身的质量和承载力进行测试。 主要的方法
锤击贯入法 波动方程法
2019/11/5
25
§11-2 基桩的高应变动测
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定义：通过试验建立传感器输入量和输出量之间的关系，求出传感器输 出特性曲线（标定曲线） 标定方法
标准输出设备→非电量标准值 标准测试系统→未知的非电量 要求 (1)传感器的标定应该在其使用条件相似的状态下进行； (2)被测对象的f＜30Hz时，可只作静标定。 (3) 重复标定的次数和提高测试精度，减小偶然误差。
应用举例
2020/9/15
土木工程
§2-7 其它传感器
1 磁电式传感器
基本原理：电磁感应，产生感应电动势
2020/9/15
土木工程
§2-6 其它传感器
1 磁电式传感器
（2）霍尔传感器 基本原理：霍尔元件基于霍尔效应，产生感应电动势
金属或半导体材料置于磁场中，通过电流时， 垂直于电流和磁场方向，产生感应电动势
2020/9/15
土木工程
§2-6 其它传感器
1 磁电式传感器
（2）霍尔传感器 应用举例
位移传感器
霍尔乘法器
2020/9/15
土木工程
§2-6 其它传感器
1 磁电式传感器
（3）磁阻效应传感器 基本原理：磁阻效应
沿电流方向电阻的变化
2020/9/15
土木工程
§2-6 其它传感器
2 光电式传感器
（1）外光电效应 （在光线作用下，物质内的电子逸出物体表 面向外发射的现象）
可变导磁面积型
土木工程
§2-3 电感式传感器
1 自感型：
（2）涡流式 金属板置于变化磁场中或在磁场中运动时，在金属板种产生感应电流
高频反射式涡流传感器
低频透射式涡流传感器
2020/9/15
土木工程
§2-3 电感式传感器 2 互感型--差动变压器
工作原理:互感现象.
Eout Ew
W1 W W2
Es
时，其电阻率发生很大变化的现象
2020/9/15
土木工程
§2-3 电感式传感器
电感式传感器是基于电磁感应原理，它是把被 测量转化为电感量的一种装置。
分类:
电感式传感器
自感型
可变磁阻型
2020/9/15
互感型
土木工程
涡流式
§2-3 电感式传感器 1 自感型--可变磁阻式
原理:电磁感应
2020/9/15
（2）内光电效应 （受光照物体电导率发生变 化或产生光电动势的效应）
2020/9/15
土木工程
§2-7 其它传感器
2 光电式传感器 主要形式
2020/9/15
土木工程
§2-7 其它传感器
3 气敏传感器
基本原理 半导体气敏元件同气体 接触后，造成半导体性 质发生变化，
测量特定气体的成分或者 浓度 将成分和浓度转变为电信 号，进行监测和报警。
压电效应（外力作用下激起晶体表面荷电的现象，逆压电效应）
压电材料：压电单晶体（石英）、多晶体压电陶瓷（钛酸钡）
常用结构形式
并联时间常数大，适宜用在测量慢变信号；
F
串联适于电路输入阻抗很高的时候。
＋
＋
+
串联
q=DF 2020/9/15
土木工程
并联
§2-5 电容式、压电式、压磁式传感器
2 压电式传感器
土木工程
§2-2 电阻式传感器
2 电位计：精度0.05～0.025mm
电位计的使用－变阻器与分压器
Rx x
Ux x
A
U
B
A
U
B
Rx
R L
x
SR x
2020/9/15
土木工程
U Uc L x SU x
§2-2 电阻式传感器
3、压阻式传感器
△ F→△ R 压阻效应：单晶半导体材料在沿某一轴向受外力作用
高分子物质的电阻与含水率有关
2020/9/15
土木工程
§2-7 其它传感器
6 光纤传感器
基本原理 外界因素（温度、压力、电场、磁场等）变化时，传光特性（相位 和光强）会发生变化。
2020/9/15
土木工程
§2-8 传感器的选择和标定
2020/9/15
1 传感器的选择
输入输出线性好，灵敏度高 滞后、偏移误差小 动态特性好 功耗小 对测试对象影响小 抗干扰能力强 重复性好，有互换性 抗腐蚀性好，能长期使用 易维修和校准
f
2
f
2 0
KP
2020/9/15
土木工程
§2-5 电容式、压电式、压磁式传感器
1 电容式传感器：将被测量（尺寸、压力等）的变
化转换成电容量变化的传感器。
工作原理
+
A
+
+
δ、A或ε发生变
化时，都会引起
电容的变化。
2020/9/15
土木工程
§2-5 电容式、压电式、压磁式传感器

2 压电式传感器
基本原理：
土木工程
§2-7 传感器的选择和标定
2 压力盒的选择和埋设要求
静力匹配 弹性模量 泊松比 密度
2020/9/15
土木工程
§2-7 传感器的选择和标定
2 压力盒的选择和埋设要求
结构参数的选择 教材P43
埋设要求 教材P44
2020/9/15
土木工程
§2-7 传感器的选择和标定
3 传感器的标定
（1）加速度传感器
（2）测力传感器
2020/9/15
土木工程
§2-5 电容式、压电式、压磁式传感器
3 压磁式传感器
基本原理： 压磁效应（铁磁材料受机械力作用，内部产生机械效应力，从而引 起导磁系数发生变化）
2020/9/15
土木工程
§2-5 电容式、压电式、压磁式传感器
3 压磁式传感器
基本元件：
例：二氧化锡气敏元件测酒精含 量
2020/9/15
土木工程
§2-7 其它传感器
4 湿度传感器
基本原理 利用湿敏元件进行湿度 测量和控制。
湿敏元件 利用湿敏材料吸收空气 中的水分而导致本身电 阻值发生变化。
2020/9/15
土木工程
§2-7 其它传感器
5 水分传感器
基本原理 将水分含量转换成电信号进 行测定和表示
2020/9/15
土木工程
-x
x
§2-4 钢弦式传感器
1 工作原理
传感器可等效成一个两端固定绷紧的均匀弦。 钢弦内应力的变化转变为钢弦振动频率的变化。
f 1 2L
基本原理
发出脉冲信号输入压力盒的电 磁线路，激励钢弦产生振动， 钢弦的振动在电磁线路内产生 交变电动势，输入频率仪放大 器后，示波，得到频率。
§2-2 电阻式传感器
概念：把被测量转化为电阻变化的一种传感器。
按工作原理分类：
电阻应变式（核心为：电阻应变片） 电位计式 压阻式
2020/9/15
土木工程
基本原理
§2-2 电阻式传感器
△X △ρ △ L △ A
△R
1 电阻应变式传感器：应变片＋弹性元件＋附件 工作原理：基于电阻应变效应
2020/9/15
2020/9/15
土木工程
§2-7 传感器的选择和标定
4 压力传感器的标定
确定压力传感器或压力测量系统的灵敏度及误差， （1）油压标定
2020/9/15
土木工程
§2-7 传感器的选择和标定