實驗探究論文范文精選

本文作者：梁亦龍盧利平范歡曾垂省張繼承作者單位：重慶郵電大學生物信息學院

驗證性實驗強調證明科學事實、概念、理論的活動，通過完整的實驗框架和實驗過程的完成，重新驗證實驗結果是否達到原理所描述，目的重在使學生理解和掌握這個實驗，以達到熟悉生物相關原理的目的。一般常規是通過介紹相關原理，回顧重要的概念，再介紹實驗步驟分析實驗結果，提出注意事項，或針對學生普遍容易出現錯誤的實驗操作進行示范，最后引導學生科學結論驗證。

驗證性虛擬實驗教學過程

(1)驗證性虛擬實驗網頁組成驗證性虛擬生物化學實驗室的網頁頁面由圖1所示。(2)實驗例證基因體外擴增技術(PCR實驗)①原理:先圖示或動畫PCR原理、過程和應用，并解釋相關概念，包括引物、DNA聚合酶、核苷酸、模板等基本概念。②樣品、材料準備:包括相關試劑、PCR儀、手套、無菌操作臺、槍、槍頭等，并配上相關圖片。③PCR擴增:包含PCR過程、結果，用動畫和圖片，充分讓學生了解其原理和過程。④PCR結果檢測:對出現的結果分別進行分析。有單一條帶是表明PCR是特異性擴增，無條帶可能是什么原因，條帶不單一可能是什么原因，每一結果都用不同的圖片來顯示給實驗者，讓學生在虛擬情況下就能分析實驗結果。用虛擬PCR儀代替傳統儀器來進行數據處理，觀察和分析實驗結果，結合實驗圖片或動畫將每個步驟的過程展現給實驗者，把每個步驟中容易出錯的部分給標記出來，并對實驗的不同結果進行分析，這樣能有效地幫助學生理解問題并對錯誤操作有感性認識。

綜合性虛擬實驗教學組成

虛擬實驗室也可增加綜合性實驗。在虛擬實驗室中，嘗試用已有的報道的研究資料作為綜合實驗的來源。將生物實驗研究的學習置于探究的背景下，將綜合性實驗已有報道看成“問題是什么”，“用何種實驗能回答這個問題”，“如何設計實驗進行驗證”，也就是“What?How?Why?”從而重視在探究過程中獲得綜合素質的提高，使科學知識能在不斷的設問中得到升華。(1)綜合性虛擬實驗網頁組成本實驗室所作的綜合性實驗網頁如圖2所示。其中研究文獻包括本實驗的研究報告及相關文獻。綜合性實驗還可通過讓學生自由選題，設定實驗方案后，利用虛擬儀器進行實驗，并作出結果預測，從而來提高學生的創新和科研能力。(2)實驗例證研究干旱對植物抗氧化酶的影響［6］。①寫出本實驗的研究背景，研究目的。首先闡明植物受不良外因影響后，會出現的各種現象。研究干旱地方植物抗旱生理生化狀況，對干旱地方植被恢復奠定良好的理論基礎。開展植物抗旱的生理抗(耐)性機理能為植物物種栽培提供依據。②列出實驗的假設，并據此設計實驗過程。植物在不良環境，會出現相應生理生化變化，測定相應氣體交換參數，測定相關的抗氧化酶的活性變化。各種抗氧化酶在生物體中的作用，并分別寫出相關酶的測定方法。③結果分析。對不同狀態下的結果進行分析。④后續實驗的進一步完善。對實驗證明不完善的地方加以分析，并提出完善的方法，運用多種實驗方法加以改進研究。本實驗則可以在測定生理生化變化后，進一步進行基因表達的研究，檢測不同條件下基因表達的變化。再將相關的文獻附上［7－9］，即可讓學生明白研究具體課題的一個基本步驟，為其今后的科研打下良好的實驗基礎。本實驗室的綜合性實驗包括植物的抗氧化酶研究、內生菌的抗菌物質提取、多糖的抗腫瘤研究等8個實驗。這些實驗，通過選取不同的實驗材料，采用不同的實驗方法，讓學生對科學研究的過程有一個深入的了解，能彌補簡單的獨立實驗不足，對學生今后的更進一步的深造打下堅實基礎，效果顯著。學生普遍反映對其生物化學知識有了深入的了解，并對科研論文有了基本認識，提高了學生畢業設計的實驗設計能力與實際動手能力。

本文作者：胡曉鵬牛荻濤張永利作者單位：西安建筑科技大學土木工程學院

試驗現象及試件破壞形態分析

1直接拔出試驗現象及破壞形態

加載初期，鋼筋應變和加載端鋼筋滑移量均勻增長，自由端無滑移。荷載繼續增加，裂縫在加載端出現且迅速向自由端擴展，自由端鋼筋開始產生滑移，但其滑移增長速度比加載端慢，鋼筋應變快速增大。當接近破壞荷載時，加載端和自由端鋼筋滑移增長速度均較大;鋼筋應變急速增大，甚至加載端鋼筋應變超出測試范圍。試件最終發生兩種黏結破壞形式(圖5):1)試件C的黏結破壞形式為鋼筋拔出破壞(破壞時荷載開始緩慢減小，自由端和加載端滑移量急速增長);2)其余試件黏結破壞形式為混凝土劈裂破壞(破壞時混凝土出現裂縫且裂縫迅速發展，荷載急劇減小，混凝土喪失對鋼筋的環向約束作用)。

2梁式試驗現象及破壞形態

加載初期，跨中撓度隨荷載增加而緩慢增大，加載端鋼筋出現滑移而自由端鋼筋無滑移。荷載增加至(0.2～0.3)Pu(Pu為破壞荷載)時，梁底面開始出現微小的橫向裂縫，逐漸從底面向上發展，梁底面出現少量的混凝土剝落。荷載增加至(0.4～0.5)Pu時，自由端鋼筋開始出現滑移，梁底中部出現1條較為明顯的縱向裂縫。隨著荷載增大，縱向裂縫開始分叉并與橫向裂縫貫通。當荷載達到Pu時，底面縱向裂縫急劇增寬，周圍出現大量的分支裂縫，加載端在測試筋上表面，從試件剝落出一個扇面形混凝土凹坑。各試件的破壞形態基本類似，圖6給出了各試件的黏結破壞形態。

本文作者：程亮1李英民2姜寶龍2作者單位：1重慶建工第四建設有限責任公司2重慶大學

試驗結果

1試件破壞過程

該試驗中，與傳統節點相比較，核心區采取加強措施后，夾心節點試件的破壞過程和破壞特征并沒有明顯改變，與國內其他類似試驗研究[4-7]情況基本一致。試驗過程中最先出現梁彎剪裂縫，而后是核心區剪切裂縫出現；隨著裂縫的開展，梁縱向鋼筋與節點箍筋及部分豎向短筋、柱縱筋先后進入屈服狀態；加載后期框架梁裂縫發展緩慢，核心區裂縫迅速發展成網狀，并向上下柱端延伸，直至節點混凝土破碎、剝落。試件失效時，框架梁變形明顯，核心區破壞較嚴重，試件均為節點箍筋屈服后核心區斜壓型剪切破壞導致失效。各個試件試驗過程中核心區形成比較明顯的X形裂縫，梁端破壞也比較嚴重。后期加載過程中，核心區保護層混凝土劈裂成錐形，延伸至柱端，損傷部位基本都集中在節點核心區；但加插短鋼筋后的試件G2-G4核心區裂縫發展及柱端破壞情況要輕于傳統構件G1，試件損傷主要集中在梁端和節點區。

2試件破壞形態

反復荷載作用下，各個試件的裂縫分布圖和試件的破壞形態照片如圖2所示。

本文作者：班慧勇施剛石永久王元清作者單位：清華大學

試驗概況

1試件設計

試驗設計了5個國產Q460高強度結構鋼焊接箱形截面受壓柱，其實測幾何尺寸如表1所示，其中B、t分別為截面寬度和板厚(圖1)，L為試件幾何長度，Lt為試件兩端鉸支座轉動中心的間距，且Lt=L+500。試件所用的鋼板為國產Q460C低合金高強度結構鋼，每種厚度(包括10mm、12mm和14mm三種)鋼板各準備了3個標準材性試件并通過靜力拉伸試驗獲取了材料的基本力學性能，試驗結果的平均值如表2所示，包括彈性模量E、屈服強度fy、抗拉強度fu、屈強比fy/fu、屈服平臺末端應變εst、抗拉強度對應極限應變εu及斷后伸長率A。從表2可以看出，該批國產Q460高強度鋼材的各項力學性能指標，包括斷后伸長率、屈服平臺長度、屈強比等均滿足我國相關的鋼材標準［14］和建筑抗震設計規范［15］中對鋼材力學性能指標的要求。箱形截面試件采用單坡口全熔透對接焊縫，并通過了焊接工藝評定，對每種試件截面的焊接殘余應力采用分割法進行了測量，具體見文獻［16］。

2試驗裝置

試驗采用500t液壓式長柱壓力試驗機進行豎向加載，如圖2所示。試件兩端各布置一個圓柱鉸以實現柱端單向鉸接。柱腳轉動中心至柱端面距離為250mm，因此，試件的鉸接長度Lt為其幾何長度L加上500mm，見表1。鉸支座的圓柱鉸軸直徑為260mm，支座底面和頂面的邊長為400mm。在柱跨中設置了3個水平方向的位移計，用于測量鋼柱在失穩平面內(圖3中DT1、DT2)和面外的橫向變形(圖3中DT3);在柱兩端的圓柱鉸軸對稱布置了位移計(圖2中DT6、DT7以及DT8、DT9)，通過二者的讀數差及間距測量柱端轉角，如圖4所示。柱底端千斤頂的加載點位移通過豎向位移計DT4、DT5進行測量。每個試件的柱跨中(圖2中應變測量截面1)和端部(圖2中應變測量截面2、3)均布置了應變片，如圖5所示。柱跨中截面的應變片用于分析試件失穩前后臨界截面(即柱中)的截面應變分布，因而布置了較多的應變片，見圖5a;端部的應變片主要用于計算柱端荷載偏心距，僅在截面角部設置了4個應變片，見圖5b。

本文作者：聶建國1朱力1樊健生1范重2劉學林2作者單位：1清華大學2中國建筑設計研究院

試驗現象

各試件試驗過程和現象分別見表2、表3和表4，由表可知，盡管通過加勁肋對開洞部位進行補強，但是洞口角部仍然容易出現斷裂，但對試件整體抗震性能影響不顯著;中柱的設置明顯限制鋼板屈曲條帶的發展，能有效提高試件的整體穩定承載力。各試件整體破壞形態見圖6。

試驗結果及分析

1荷載-位移滯回曲線

試件水平荷載-頂點位移(P-Δ)滯回曲線如圖8所示，水平荷載-頂點位移(P-Δ)骨架曲線如圖9所示。由圖8和圖9可知:1)各試件的滯回曲線均比較飽滿，表現出良好的延性和耗能能力。2)試件SPSW-1在加載后期東側柱受壓屈曲，導致負向加載時荷載下降較明顯;試件SPSW-3在加載后期西側柱跟和墻跟與底板的焊縫連接處開裂，從而釋放部分能量，導致荷載出現了一定程度的下降。但在實際工程中不會發生這些情況，因此可以確定該類鋼板剪力墻結構在達到極限狀態時，承載力、耗能和延性等抗震性能可以保持在很高的水平。3)試件SPSW-1的剛度和承載力明顯低于試件SPSW-2，說明開洞會削弱結構的剛度和承載力。4)試件SPSW-3的剛度和承載力明顯高于試件SPSW-1，與試件SPSW-2的剛度和承載力相當，說明設置中柱提高了試件的剛度和承載力;試件SPSW-3荷載-位移滯回曲線較飽滿，說明中柱有效抑制了屈曲拉力帶的擴展，抑制了鋼板屈曲后的平面外變形，提高了試件的耗能能力。5)在彈性工作階段時，試件的平面外變形不明顯，說明布置在墻板和洞口周圍的加勁肋顯著提高了結構的穩定承載力，洞口周圍布置加勁肋具有很好的開洞補強效應。