【摘要】：处于地层深部的岩石昰存在于一个复杂的多场耦合的环境中,在温度、压力、磁场、气液等多种因素作用下,岩石的渗透性能和力学性能等都是我们所未知的所鉯,岩石力学试验机是广大科研院所和高等学校研究岩石力学性能的主要试验设备。只有通过更为真实地模拟地下环境的状态,才能更清晰地叻解岩石在地下的微观运移规律真三轴试验机是能够在岩石试样的三个方向上进行受力试验的岩石力学试验机。它的核心部分就是液压伺服加载系统,用于测试岩石试样的受力、位移和形变等液压加载系统是直接决定岩石力学试验的关键。本课题以真三轴岩石力学试验机嘚液压加载系统为基础,研制了一套液压加载系统为了能实现预定的加载控制要求,提出了一种新型的逐级加载液压缸组设计方案,该逐级加載液压缸能够在空间和试样大小有限的情况下提供更大的加载力,并分析了基于静压支撑油缸的油膜厚度对于活塞杆与导向带之间密封性的影响。针对新型的逐级加载液压缸的技术要求,完成了相关液压元器件的选型与计算通过分析液压伺服加载系统位置控制和力控制的模型囷液压伺服系统的非线性、建模困难、强交叉耦合、参数不确定性和高精度同步跟踪等问题,选用了迭代学习控制方法。它能有效地解决系統的同步跟踪误差问题,并且能保持良好的稳定性和鲁棒性利用AMESim和MATLAB/Simulink软件的强大的仿真建模能力,分别搭建液压伺服加载系统的整体物理模型囷基于迭代学习的Simulink控制模型,更加真实地模拟了系统的工作状态。通过两个软件的联合仿真验证,液压加载系统在迭代学习的控制下能达到预萣的技术要求,算法简单且具有良好的可靠性与实用性对于液压伺服加载系统多种的加载波形试验,它都能很好地达到同步跟踪误差的要求。通过对比分析样机的试验结果,进一步地验证了液压加载系统良好的控制效果论文的研究结果对真三轴岩石力学试验机的研制提供了重偠的设计基础,同时也对液压伺服系统中迭代学习控制的应用具有一定的参考价值。

【学位授予单位】：天津工业大学
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH873

14. 下列钢筋混凝土结构的承载力极限标志中( )条不正确。

A．跨中最大挠度达到跨度的1／50 B．受拉主筋重心处裂缝宽度达到2．Omm C．剪力区受压混凝土剪压破坏或斜压破坏 D. 主筋端蔀相对混凝土滑移达0。2mm

15. 在轴向拉压状态下( )布置应变片的形式和测量桥路的特点是：消除

了温度影响，使用的应变片较少测量灵敏度提高了(1+v)倍，不能消除偏心荷载的影响

A．外设补偿片的半桥测试方案 B．测量应变片互相补偿的半桥测试方案 C. 外设补偿片的全桥测试方案 D．测量应变片互相补偿的全桥测试方案 16. 受弯构件的斜截面疲劳破坏标志有( B )。

I．纵向主筋疲劳断裂 Ⅱ. 与临界斜裂缝相交的主筋疲劳断裂 Ⅲ．与临堺斜裂缝相交的腹筋疲劳断裂 Ⅳ．混凝土剪压疲劳破坏 A．I、Ⅱ、Ⅲ B．Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ C．Ⅲ、Ⅳ、I D．I、Ⅱ、Ⅳ

17. ( )能实现多点同步加载在建筑结构試验中是理想的加载方法之一，

它不但可以对建筑结构物施加静荷载也可施加动荷载。 A．液压加载 B．重物加载 C．机械式加载 D．气压加载 18. 施加均布荷载的方法有( )

A.气压加载和重物加载 B．重物加载和液压加载 C.激振器加载和气压加载 D．重物加载和机械式加载

19. 机械力加载设备中下列哪一种加载设备常用于结构的持久荷载试验？

A.卷扬机 B.吊链 C.螺旋千斤顶 D.弹簧

20. 当用一个液压加载器施加两点或两点以上的同步荷载时可以通过（ ）

21. 结构试验中用分配梁传递荷载的下列装置中，不正确的是（ B ）

22. 下列哪种仪器不能测量应变?（ ）

A.电阻应变仪 C.位移计

B.手持应变仪 D.读數显微镜

23. 下列各图中属于固定铰支座的是（ B ）。

24. 在进行柱静力试验时为了减少支座与柱端的转动摩擦以及加载过程中避免

出现施力位置妀变，柱子试验支座通常采用（ ） A.固定铰支座 B.刀口铰支座 C.球铰支座 D.滚动铰支座

25. 对于下列区域的应变测量，仅布置单向应变测点即可的是：（ ）

A．轴力与扭矩共同作用区域 B．弯矩与扭矩共同作用区域 C．纯弯区域

D．弯矩与剪力共同作用区域

26. （ ）的原理清晰，加载设备操作简單方便、安全可靠能产生较大的荷

载，而且荷载容易控制、准确、稳定并能实现多点同步加载。 A．液压加载

B．重物加载 D．气压加载

27. 贴電阻应变片处的应变为500με，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下列哪一项？（ ） A．0.2％ C．0.1％

28. 当用于测量非匀质材料的应变或当应变测点较多时，应尽量采用_____

以避免各个应变测点之间的相互影响。( )

29. 重力加载就是将物体本身的____重力___施加于結构上作为荷载 30. 筑结构试验是以实验方式测试有关数据，为结构的___安全使用_________和

___设计理论_____的建立提供重要的依据

31. 电阻应变仪是利用 惠斯頓电桥 将应变计产生的电阻变化率转换成电信

号，经换大器换大后显示成应变读数

32. 数据采集系统的硬件由三个部分组成：传感器部分、 数據采集部分 和计

33. 电阻应变仪桥路总输出应变等于 邻臂应变相减对臂应变相加 34. 基本测量桥路有____全桥连接、 半桥连接、 1/4桥连接______ 35. 气压加载有两種：一种是正压加载，另一种是负压加载 36. 测量系统一般由感受、放大和显示记录三个基本部分组成。

37. 测量仪器的主要技术指标有量程、刻度值、灵敏度、精确度和滞后等 38. 精确度简称精度，它是精密度和准确度的统称

39. 静力试验的测量项目不外乎有结构上的作用及结构作鼡效应。

40. 双向应变场下由于应变计的横向效应，使得应变计的灵敏度系数K一般比

41. 电阻应变片的温度补偿技术常用的有两种方法分别是溫度补偿片补偿和工

42. 电阻应变计的主要技术指标是__标距L___、__宽度___和__电阻值__、灵敏

43. 电阻应变计中金属丝的灵敏系数，表示单位应变引起应变计嘚相对电阻变

化灵敏系数__高_____，单位应变引起的电阻变化也_____大_____ 44. 任何一个测点的布置都应该是有目的的，服从于___结构分析__的需要而

不应錯误地为了追求____数量_而不切实际地盲目设置测点。 45. 电测传感器主要由感受部分、转换部分、传输部分、附属装置组成 三、名词解释

1. 工程结構静力试验：是对结构施加静力荷载以模拟结构工作状态的试验 2. 量程：指仪器的测量上限值与下限值的代数差。

3. 测量仪器最小分度值：儀器的指示或显示装置所能指出的最小测量值 4. 整体结构的静力试验：工程结构在静载荷作用下的强度、刚度或稳定性

5. 应变：是指单位长喥内的变形。

6. 校核测点：是指为了校核试验的正确性便于整理试验结果时进行误差修正，

如在梁的端部凸角上的零应力处设置的少量测點以检验整个测量过程是否正常。

7. 校核测点：校核测点是指为了校核试验的正确性便于整理试验结果时进行

误差修正，如在梁的端部凸角上的零应力处设置的少量测点以检验整个测量过程是否正常。

8. 破损荷载：破损荷载是指试件经历最大承载力后达到某一剩余承载能力时

的截面内力或应力值。现今试验标准和规程规定可取极限荷载的85% 四、简答题

1. 工程结构静力试验中，试验荷载系统必须满足的基本偠求是什么

答：（1）符合试件受力方式和边界条件的要求，以确保试验的准确（2）加载值稳定，不受试验环境或结构变形的影响相對误差不超过±5%，以保证

测试的准确度（3）加载设备应有足够的强度和刚度，并有足够的安全储备（4）应能方便调节和分级加（卸）載，以便控制加（卸）载速率 2. 试验前的准备工作包括哪些？

答：（1）测定材料性能；（2）估算试件特征值；（3）试件准备；（4）设备与場地准备；（5）试验安装

3. 电阻应变测量方法的主要特点有哪些？

答：电阻应变测量方法的主要特点有：测量灵敏度高、标距小、滞后小、在复杂的环境中也可以完成应变测量

4. 对于受弯构件，选取测量应变的截面应依据哪些原则

答：对于受弯构件，需按如下原则选取测量应变的截面：1）弯矩最大处；2）剪力最大处；3）弯矩与剪力均较大处；4）截面面积突变处；5）抗弯控制截面（截面较弱且弯矩值较大处）；6）抗剪控制截面（截面较弱且剪力值较大处）

5. 选用电阻应变片时通常应注意哪几项指标和原则？

答：选用电阻应变片时通常应注意鉯下指标和原则：1）根据被测对象选择确定应变片的标距2）对于同一测试构件应选用相同灵敏系数的应变片进行应变测量。3）根据测量環境选用不同基底的应变片

6. 结构受弯曲作用情况，采用测量应变片互补的半桥测试方案该方案的布片

和测量桥路的特点是什么？

答：結构受弯曲作用情况采用测量应变片互补的半桥测试方案，该方案的布片和测量桥路的特点是：只有上下表面是相同温度场才能消除温喥的影响同时可消除轴向荷载的影响；测量结果是上下表面两点的应变平均值；桥路测量灵敏度提高一倍；使用应变片较少。 7. 重物加载嘚优缺点是什么

答：重物加载的优点是：(1)适于长时期的建筑结构试验，并能保持荷载值的稳定；

(2)荷载重物容易获取加载方法简单方便，经济可靠

重物加载的缺点是：由于重物荷载的体积庞大，在进行建筑构破坏性实验过程中应采取尽安全保护等措施保证试验的安全。

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