《土木工程材料》课程教学资源（试验指导书）前言

《土木工程材料试验》指导书 1.前言 1.1试验目的：通过材料的常规试验操作，了解试验设备、操作步骤，掌握材料质量的检验 方法及相关的标准和规范要求，熟悉测试原理，为今后合理使用、正确鉴别、检测材料及进 行科学研究奠定基础，并通过试验加深理解和进一步巩周所学过的理论知识。竖立“四培养” 观念。即培养学生独立进行材料质量检验的能力：培养学生严谨的认真的科学态度：培养学 生善于思考，勇于探索，独立分析问题和解决问题的能力，培养学生分工明确，互相协作的 精神。 1.2试验要求： 1、注意的问题 (1)在了解建筑材料技术性能和质量标准的基础上，理解其含义，才能更好地理解其 标准。要求试验前必须予习，并提出相关问题（思考题）让学生带着问题予习，思考。 (2)不同材料的取样方法、试样数量等不尽相同，应加以区别。 (3)检验方法是试验的重点之一，是鉴别材料质量和手段，是试验课的重要环节，直 接影响测试数据，必须要求学生以严密的工作，严谨的态度，严格的操作等科学思想对待整 个试险过程。 (4)试验报告是试验课内容之一，应该有创新，有新意，能提出问题，并培养独立分 析和解决问题的能力。 2.试验技能训练 试验予习报告：试验之前进行予习，初步了解内容、目的、基本原理，感悟理论与实践 的区别，找出问题，这样可带着问题进行试验，加深印象，加深理解。 试验报告：实验该掌握的内容基本体现在实验报告中。其试验报告的形式可以不同，但 内容基本一致，有试验名称、试验内容、试验日的、试验原理、测试数据、数据处理、结果 评定及分析等，同时要求在试验报告中反映出予习报告中提出的问题，新观点的提出并设想 解决方案，总之，试验中应启发学生发散思维，善于思考，勇于创新。 13试验数据处理 1.误差理论 (1)误差的概念：做任何一项试验时，所测定的数据必然有误差，尽管所使用的仪器 设备，试验方法，试验条件相同，但测试结果往往存在与被测体实际状况之间的差异，造成 这种差异的原因是众多的，如仪器本身精度，测试人员的技术水平，测试环境等，对测试结

《土木工程材料试验》指导书 1. 前言 1.1 试验目的：通过材料的常规试验操作，了解试验设备、操作步骤，掌握材料质量的检验 方法及相关的标准和规范要求，熟悉测试原理，为今后合理使用、正确鉴别、检测材料及进 行科学研究奠定基础，并通过试验加深理解和进一步巩固所学过的理论知识。竖立“四培养” 观念。即培养学生独立进行材料质量检验的能力；培养学生严谨的认真的科学态度；培养学 生善于思考，勇于探索，独立分析问题和解决问题的能力，培养学生分工明确，互相协作的 精神。 1.2 试验要求： 1、注意的问题 （1）在了解建筑材料技术性能和质量标准的基础上，理解其含义，才能更好地理解其 标准。要求试验前必须予习，并提出相关问题（思考题）让学生带着问题予习，思考。 （2）不同材料的取样方法、试样数量等不尽相同，应加以区别。 （3）检验方法是试验的重点之一，是鉴别材料质量和手段，是试验课的重要环节，直 接影响测试数据，必须要求学生以严密的工作，严谨的态度，严格的操作等科学思想对待整 个试验过程。 （4）试验报告是试验课内容之一，应该有创新，有新意，能提出问题，并培养独立分 析和解决问题的能力。 2．试验技能训练 试验予习报告：试验之前进行予习，初步了解内容、目的、基本原理，感悟理论与实践 的区别，找出问题，这样可带着问题进行试验，加深印象，加深理解。 试验报告：实验该掌握的内容基本体现在实验报告中。其试验报告的形式可以不同，但 内容基本一致，有试验名称、试验内容、试验目的、试验原理、测试数据、数据处理、结果 评定及分析等，同时要求在试验报告中反映出予习报告中提出的问题，新观点的提出并设想 解决方案，总之，试验中应启发学生发散思维，善于思考，勇于创新。 1.3 试验数据处理： 1．误差理论 （1） 误差的概念：做任何一项试验时，所测定的数据必然有误差，尽管所使用的仪器 设备，试验方法，试验条件相同，但测试结果往往存在与被测体实际状况之间的差异，造成 这种差异的原因是众多的，如仪器本身精度，测试人员的技术水平，测试环境等，对测试结

果都不会存在完全一致的影响，这种测试结果与真值（因真实值无法确定，通常取与之接近 的实际值代替)之间的差异称为测量误差，这种误差的存在具有必然性和普遍性。一般称之 为误差公理，即测量结果都有误差，误差自始自终存在于一切科学试验和测量的过程中。 (2)误差的种类：误差来源于设备误差，测量误差，环境误差，人员误差，方法误差等 多方面，但就其性质可分为三类： 系统误差：在测量过程中不发生改变或遵循一定规律变化的误差，称为系统误差。如天 平砝码不准确产生测量始终恒定不变的仪器误差：测试人员生理特点造成读数偏高，偏低误 差：仪器度盘指针偏心造成每转一周误差相同的周期性变化的误差等，这种误差的产生原因 明确误差大小可确定。通过产生原因的分析，采取有关措施，就可消除中减弱系统误差，避 免对测试结果的影响。通常所说的准确度就是反映系统误差大小的程度。 过失误差（粗大误差，粗误差）：由于操作者本身的主观原因（如责任心差，工作不认 真，过度疲劳等而造成操作失误，读数错误，计算错误等误差)或测量仪器自身不合格等造 成的误差称为过失误差或粗误差，这种误差是无规律的，超出规定条件下产生的，导致试验 结果是错误的。因此这种误差必须消除，凡含有过失误差的数据均应舍去。 偶然误差（随机误差）：随机误差是指在测试过程中反复测量同一量值时，误差以不确 定的方式变化，没有规律性，其大小和特点随机变化的误差。产生随机误差的原因有客观条 件的偶然变化，仪器结构不稳定，试样本身不均匀等，这种误差的特点是变化频繁，复杂， 无法掌握其规律。任何测试中的随机误差是无法消除和避免的，而且其变化大小无法控制和 测定。但可以通过大量试验找出误差的分布规律，用统计法对数据分析和处理后，确定误差 的范围，得出最可靠的结果。通常所说的精密度就是反映随机误差的大小程度。可见，精密 度和准确度的综合影响可反映出测量值与真值的接近程度，测量值与真值越接近，可以说测 量值的精确度越高，系统误差和偶然误差就越小，精密度、准确度、精确度从不同角度反映 了测试误差，但意义不同。 2.数据处理 数字修约：各种测量，计算的数值都需要按相关的计量规则进行数字修约。数字修约时 应遵循以下规则， (1)在拟舍去部分的数字中，若左边第一个数字小于5（不包括5），则合去，即拟保 留的末位数字不变：例：将54.343修约到只保留一位小数，则在54.343中，拟舍去数字为 43,拟保留数字为54.3，拟保留数字的未位数（修约数字）为3，据上条规则，拟舍去数字 中左边第一个数字为4，小于5，则舍去。拟保留的末位数不需要修约即不变，仍为3。则 修约结果为51.3。 (2)在拟舍去部分的数字中，若左边第一个数字大于（不包括5），则进一，即拟保留 的末位数字加一：例：将54.383修约到只保留一位小数，按上条规则，拟舍去数字左边第

果都不会存在完全一致的影响，这种测试结果与真值（因真实值无法确定，通常取与之接近 的实际值代替）之间的差异称为测量误差，这种误差的存在具有必然性和普遍性。一般称之 为误差公理，即测量结果都有误差，误差自始自终存在于一切科学试验和测量的过程中。 （2）误差的种类：误差来源于设备误差，测量误差，环境误差，人员误差，方法误差等 多方面，但就其性质可分为三类： 系统误差：在测量过程中不发生改变或遵循一定规律变化的误差，称为系统误差。如天 平砝码不准确产生测量始终恒定不变的仪器误差；测试人员生理特点造成读数偏高，偏低误 差；仪器度盘指针偏心造成每转一周误差相同的周期性变化的误差等，这种误差的产生原因 明确误差大小可确定。通过产生原因的分析，采取有关措施，就可消除中减弱系统误差，避 免对测试结果的影响。通常所说的准确度就是反映系统误差大小的程度。 过失误差（粗大误差，粗误差）：由于操作者本身的主观原因（如责任心差，工作不认 真，过度疲劳等而造成操作失误，读数错误，计算错误等误差）或测量仪器自身不合格等造 成的误差称为过失误差或粗误差，这种误差是无规律的，超出规定条件下产生的，导致试验 结果是错误的。因此这种误差必须消除，凡含有过失误差的数据均应舍去。 偶然误差（随机误差）：随机误差是指在测试过程中反复测量同一量值时，误差以不确 定的方式变化，没有规律性，其大小和特点随机变化的误差。产生随机误差的原因有客观条 件的偶然变化，仪器结构不稳定，试样本身不均匀等，这种误差的特点是变化频繁，复杂， 无法掌握其规律。任何测试中的随机误差是无法消除和避免的，而且其变化大小无法控制和 测定。但可以通过大量试验找出误差的分布规律，用统计法对数据分析和处理后，确定误差 的范围，得出最可靠的结果。通常所说的精密度就是反映随机误差的大小程度。可见，精密 度和准确度的综合影响可反映出测量值与真值的接近程度，测量值与真值越接近，可以说测 量值的精确度越高，系统误差和偶然误差就越小，精密度、准确度、精确度从不同角度反映 了测试误差，但意义不同。 2．数据处理 数字修约：各种测量，计算的数值都需要按相关的计量规则进行数字修约。数字修约时 应遵循以下规则。 （1）在拟舍去部分的数字中，若左边第一个数字小于 5（不包括 5），则舍去，即拟保 留的末位数字不变；例：将 54.343 修约到只保留一位小数，则在 54.343 中，拟舍去数字为 43，拟保留数字为 54.3，拟保留数字的未位数（修约数字）为 3，据上条规则，拟舍去数字 中左边第一个数字为 4，小于 5，则舍去。拟保留的末位数不需要修约即不变，仍为 3。则 修约结果为 51.3。 （2）在拟舍去部分的数字中，若左边第一个数字大于（不包括 5），则进一，即拟保留 的末位数字加一；例：将 54.383 修约到只保留一位小数，按上条规则，拟舍去数字左边第

一个数字为8，大于5则进一，拟保留的末位数3需修正，则加1为4，修约结果为54.4 (3)在拟舍去部分的数字中，若左边第一个数字等于5而其右边的数字并非全部为零 则进一，即所拟保留的末位数字加一；例：将54.3501修约到只保留一位小数，拟舍去部分 数字中501左边第一个数字等于5，而右边的数字01并不全是零，则进一，拟保留的数字 中51.3的末位数3需修正为4，则修约结果为54.4。 (4)在拟会去部分的数字中，若左边第一个数字等于5而其右边数字皆为零，所拟保 留的未位数若为奇数则进一，若为偶数（包括0）则不进：例：将54.3500修约到只保留一 位小数。拟舍去部分左边第一个数字等于0，而右边数字皆为零，拟保留数字54.3中未位数 为3，是奇数则进一，3修正为4，则修约结果为54.4，例：将54.8500。修约到只保留一位 小数，则修约结果为54.8。 以上修约规则称为“四舍六入五成双法则”，记忆口决：五下舍去五上进。单收双弃指 五整。 (5)所舍去数字若为两位以上数字，不得连续修约：例：将53.4586修约为整数，应 修约为53，而不能修约为54(53.459-53.46一53.5一54) (6)凡标准中规定有界数值时，不允许采用数字修约的方法：例：含水率测定中，2 次测定值与平均值之差不得大于0.3%，即最大差值0.03，而不能将0.031修约为0.03。 数字记录：在所有的试验中都离不开数据记录，而数字记录的正确与否，影响到计算精 度，所以也应按相应的规则进行记录。 ①记录测量数据时，只保留一位可疑（不确定）数字。 ②在数据计算时，当有效数字（指测量中实际能测得的数字）确定之后，其余数字应按 修约规则一律舍去。 ③当表示精确度（通常反映综合误差大小的程度）时，一般只取一位有效数字

一个数字为 8，大于 5 则进一，拟保留的末位数 3 需修正，则加 1 为 4，修约结果为 54.4。 （3）在拟舍去部分的数字中，若左边第一个数字等于 5 而其右边的数字并非全部为零， 则进一，即所拟保留的末位数字加一；例：将 54.3501 修约到只保留一位小数，拟舍去部分 数字中 501 左边第一个数字等于 5，而右边的数字 01 并不全是零，则进一，拟保留的数字 中 51.3 的末位数 3 需修正为 4，则修约结果为 54.4。 （4）在拟会去部分的数字中，若左边第一个数字等于 5 而其右边数字皆为零，所拟保 留的未位数若为奇数则进一，若为偶数（包括 0）则不进；例：将 54.3500 修约到只保留一 位小数。拟舍去部分左边第一个数字等于 0，而右边数字皆为零，拟保留数字 54.3 中未位数 为 3，是奇数则进一，3 修正为 4，则修约结果为 54.4，例：将 54.8500。修约到只保留一位 小数，则修约结果为 54.8。 以上修约规则称为“四舍六入五成双法则”，记忆口决：五下舍去五上进。单收双弃指 五整。 （5）所舍去数字若为两位以上数字，不得连续修约；例：将 53.4586 修约为整数，应 修约为 53，而不能修约为 54（53.459—53.46—53.5—54） （6）凡标准中规定有界数值时，不允许采用数字修约的方法；例：含水率测定中，2 次测定值与平均值之差不得大于 0.3%，即最大差值 0.03，而不能将 0.031 修约为 0.03。 数字记录：在所有的试验中都离不开数据记录，而数字记录的正确与否，影响到计算精 度，所以也应按相应的规则进行记录。 ①记录测量数据时，只保留一位可疑（不确定）数字。 ②在数据计算时，当有效数字（指测量中实际能测得的数字）确定之后，其余数字应按 修约规则一律舍去。 ③当表示精确度（通常反映综合误差大小的程度）时，一般只取一位有效数字