脆性材料水工结构模型试验

脆性材料结构模型试验根据其力学特性，可以分为两大类。一是研究结构在线弹性阶段的应力状态;另一种是研究结构及其地基由弹性阶段进入塑性阶段以至破坏的全过程，称为破坏试验。

试验中可以考虑的载荷主要有坝体自重、静水压力、泥沙比力、扬压力、温度应力等。但扬压力的模拟还有一些问题，温度应力试验比较繁复。施加载荷也有多种方法，如就静水压力而言，可用f-斤顶加荷系统以及不同比重液体(包括水、水银等)的液压、气压等各种方式施加载荷 。

脆性材料水工结构模型试验在国际上有两大学派。即以意大利的模型与结构试验所( Istituto Sperimentale Modellice Strutture，ISMES)为代表的大模型学派(用大比尺模型)以及以葡萄牙的国家土木工程研究所(Labolatoria National de EngenhariaCivil，LNEC)为代表的小模型学派(用小比尺模型)。中国、日本、苏联等国有关单位则多采用介于两者之间的中等比尺的模型 。

脆性材料水工结构模型试验是指用与原型材料相似的脆性材料制成结构模型，研究其应力、变形和安全度的实验技术。在水利水电建设中常用的混凝上、石料及各类围岩多属脆性材料，通常用石膏类，石膏硅藻土混合材料类或混凝土(包括水泥浮石混凝土和微粒混凝土等)类脆性材料，按照相似理论制作模型。用电阻应变计及其他电测传感器或光测、机测方法，量测其受载荷后的应力、应变及位移等物理量，以研究结构物及其地基的应力、变形、稳定性及破坏等性态。它可以用于静力和动力问题的研究，也可进行破坏试验。它特别适用于拱坝、重力坝等大型水工建筑物的试验研究，也可用于渡槽。蜗壳、地下洞室、升船机塔柱等结构物的试验研究 。

①选择适当模型材料，按一定相似准则设计和制作模型;

②在模型上布置测点，粘贴电阻应变片或其他测试应力和位移的仪表;

③施加预定的载荷后，用电阻应变仪或其他接收设备测试其应变及位移;

④根据应力应变关系计算各点的应力值，包括正应力、剪应力、主应力及其方向等，从而分析结构物的应力状态，评价其安全性和经济性 。

水工结构动力模型试验(Hydraulic structure dynamic model test)是指通过以相似原理制作的模型和所施加的动力荷载来研究水工结构物的动力特性及其在各种动力荷载作用下的动力响应的试验。

水工结构静力模型试验(Hydraulic structure static model test)是指通过以相似原理制作的模型和施加的静荷载来研究水工结构物及其地基在静荷载作用下的静力性能、破坏机理及安全度等问题的试验，又称静态结构模型试验。

试验时，在模型上施加由相似理论换算而得的相应荷载，然后观测模型中所出现的力学现象，并将它们换算至原型，从而预测在原型结构及地基中将要发生的力学现象。

脆性材料结构模型试验(brittle material model test of structures)是用脆性材料按相似条件制作研究水工结构问题的结构模型试验。分线弹性应力模型试验和破坏试验,前者研究结构物在正常工作状态下的线弹性应力和变形状态;后者则通过超载加荷直至破坏研究结构物及其地基的极限承载能力、破坏机理和超载安全度。

脆性材料结构模型试验的试验观测一般采用电测法,对线弹性应力模型试验和破坏试验分别进行观测。因石膏、硅藻土、轻石浆等脆性材料的弹塑性性能、泊桑比与原型混凝土接近,且质地均匀、表面光滑。便于贴电阻应变片,能较全面地反映原型的真实情况。是一种被广泛应用的实验力学方法。2100433B