实验探究论文范文精选

本文作者：梁亦龙卢利平范欢曾垂省张继承作者单位：重庆邮电大学生物信息学院

验证性实验强调证明科学事实、概念、理论的活动，通过完整的实验框架和实验过程的完成，重新验证实验结果是否达到原理所描述，目的重在使学生理解和掌握这个实验，以达到熟悉生物相关原理的目的。一般常规是通过介绍相关原理，回顾重要的概念，再介绍实验步骤分析实验结果，提出注意事项，或针对学生普遍容易出现错误的实验操作进行示范，最后引导学生科学结论验证。

验证性虚拟实验教学过程

(1)验证性虚拟实验网页组成验证性虚拟生物化学实验室的网页页面由图1所示。(2)实验例证基因体外扩增技术(PCR实验)①原理:先图示或动画PCR原理、过程和应用，并解释相关概念，包括引物、DNA聚合酶、核苷酸、模板等基本概念。②样品、材料准备:包括相关试剂、PCR仪、手套、无菌操作台、枪、枪头等，并配上相关图片。③PCR扩增:包含PCR过程、结果，用动画和图片，充分让学生了解其原理和过程。④PCR结果检测:对出现的结果分别进行分析。有单一条带是表明PCR是特异性扩增，无条带可能是什么原因，条带不单一可能是什么原因，每一结果都用不同的图片来显示给实验者，让学生在虚拟情况下就能分析实验结果。用虚拟PCR仪代替传统仪器来进行数据处理，观察和分析实验结果，结合实验图片或动画将每个步骤的过程展现给实验者，把每个步骤中容易出错的部分给标记出来，并对实验的不同结果进行分析，这样能有效地帮助学生理解问题并对错误操作有感性认识。

综合性虚拟实验教学组成

虚拟实验室也可增加综合性实验。在虚拟实验室中，尝试用已有的报道的研究资料作为综合实验的来源。将生物实验研究的学习置于探究的背景下，将综合性实验已有报道看成“问题是什么”，“用何种实验能回答这个问题”，“如何设计实验进行验证”，也就是“What?How?Why?”从而重视在探究过程中获得综合素质的提高，使科学知识能在不断的设问中得到升华。(1)综合性虚拟实验网页组成本实验室所作的综合性实验网页如图2所示。其中研究文献包括本实验的研究报告及相关文献。综合性实验还可通过让学生自由选题，设定实验方案后，利用虚拟仪器进行实验，并作出结果预测，从而来提高学生的创新和科研能力。(2)实验例证研究干旱对植物抗氧化酶的影响［6］。①写出本实验的研究背景，研究目的。首先阐明植物受不良外因影响后，会出现的各种现象。研究干旱地方植物抗旱生理生化状况，对干旱地方植被恢复奠定良好的理论基础。开展植物抗旱的生理抗(耐)性机理能为植物物种栽培提供依据。②列出实验的假设，并据此设计实验过程。植物在不良环境，会出现相应生理生化变化，测定相应气体交换参数，测定相关的抗氧化酶的活性变化。各种抗氧化酶在生物体中的作用，并分别写出相关酶的测定方法。③结果分析。对不同状态下的结果进行分析。④后续实验的进一步完善。对实验证明不完善的地方加以分析，并提出完善的方法，运用多种实验方法加以改进研究。本实验则可以在测定生理生化变化后，进一步进行基因表达的研究，检测不同条件下基因表达的变化。再将相关的文献附上［7－9］，即可让学生明白研究具体课题的一个基本步骤，为其今后的科研打下良好的实验基础。本实验室的综合性实验包括植物的抗氧化酶研究、内生菌的抗菌物质提取、多糖的抗肿瘤研究等8个实验。这些实验，通过选取不同的实验材料，采用不同的实验方法，让学生对科学研究的过程有一个深入的了解，能弥补简单的独立实验不足，对学生今后的更进一步的深造打下坚实基础，效果显著。学生普遍反映对其生物化学知识有了深入的了解，并对科研论文有了基本认识，提高了学生毕业设计的实验设计能力与实际动手能力。

本文作者：胡晓鹏牛荻涛张永利作者单位：西安建筑科技大学土木工程学院

试验现象及试件破坏形态分析

1直接拔出试验现象及破坏形态

加载初期，钢筋应变和加载端钢筋滑移量均匀增长，自由端无滑移。荷载继续增加，裂缝在加载端出现且迅速向自由端扩展，自由端钢筋开始产生滑移，但其滑移增长速度比加载端慢，钢筋应变快速增大。当接近破坏荷载时，加载端和自由端钢筋滑移增长速度均较大;钢筋应变急速增大，甚至加载端钢筋应变超出测试范围。试件最终发生两种黏结破坏形式(图5):1)试件C的黏结破坏形式为钢筋拔出破坏(破坏时荷载开始缓慢减小，自由端和加载端滑移量急速增长);2)其余试件黏结破坏形式为混凝土劈裂破坏(破坏时混凝土出现裂缝且裂缝迅速发展，荷载急剧减小，混凝土丧失对钢筋的环向约束作用)。

2梁式试验现象及破坏形态

加载初期，跨中挠度随荷载增加而缓慢增大，加载端钢筋出现滑移而自由端钢筋无滑移。荷载增加至(0.2～0.3)Pu(Pu为破坏荷载)时，梁底面开始出现微小的横向裂缝，逐渐从底面向上发展，梁底面出现少量的混凝土剥落。荷载增加至(0.4～0.5)Pu时，自由端钢筋开始出现滑移，梁底中部出现1条较为明显的纵向裂缝。随着荷载增大，纵向裂缝开始分叉并与横向裂缝贯通。当荷载达到Pu时，底面纵向裂缝急剧增宽，周围出现大量的分支裂缝，加载端在测试筋上表面，从试件剥落出一个扇面形混凝土凹坑。各试件的破坏形态基本类似，图6给出了各试件的黏结破坏形态。

本文作者：程亮1李英民2姜宝龙2作者单位：1重庆建工第四建设有限责任公司2重庆大学

试验结果

1试件破坏过程

该试验中，与传统节点相比较，核心区采取加强措施后，夹心节点试件的破坏过程和破坏特征并没有明显改变，与国内其他类似试验研究[4-7]情况基本一致。试验过程中最先出现梁弯剪裂缝，而后是核心区剪切裂缝出现；随着裂缝的开展，梁纵向钢筋与节点箍筋及部分竖向短筋、柱纵筋先后进入屈服状态；加载后期框架梁裂缝发展缓慢，核心区裂缝迅速发展成网状，并向上下柱端延伸，直至节点混凝土破碎、剥落。试件失效时，框架梁变形明显，核心区破坏较严重，试件均为节点箍筋屈服后核心区斜压型剪切破坏导致失效。各个试件试验过程中核心区形成比较明显的X形裂缝，梁端破坏也比较严重。后期加载过程中，核心区保护层混凝土劈裂成锥形，延伸至柱端，损伤部位基本都集中在节点核心区；但加插短钢筋后的试件G2-G4核心区裂缝发展及柱端破坏情况要轻于传统构件G1，试件损伤主要集中在梁端和节点区。

2试件破坏形态

反复荷载作用下，各个试件的裂缝分布图和试件的破坏形态照片如图2所示。

本文作者：班慧勇施刚石永久王元清作者单位：清华大学

试验概况

1试件设计

试验设计了5个国产Q460高强度结构钢焊接箱形截面受压柱，其实测几何尺寸如表1所示，其中B、t分别为截面宽度和板厚(图1)，L为试件几何长度，Lt为试件两端铰支座转动中心的间距，且Lt=L+500。试件所用的钢板为国产Q460C低合金高强度结构钢，每种厚度(包括10mm、12mm和14mm三种)钢板各准备了3个标准材性试件并通过静力拉伸试验获取了材料的基本力学性能，试验结果的平均值如表2所示，包括弹性模量E、屈服强度fy、抗拉强度fu、屈强比fy/fu、屈服平台末端应变εst、抗拉强度对应极限应变εu及断后伸长率A。从表2可以看出，该批国产Q460高强度钢材的各项力学性能指标，包括断后伸长率、屈服平台长度、屈强比等均满足我国相关的钢材标准［14］和建筑抗震设计规范［15］中对钢材力学性能指标的要求。箱形截面试件采用单坡口全熔透对接焊缝，并通过了焊接工艺评定，对每种试件截面的焊接残余应力采用分割法进行了测量，具体见文献［16］。

2试验装置

试验采用500t液压式长柱压力试验机进行竖向加载，如图2所示。试件两端各布置一个圆柱铰以实现柱端单向铰接。柱脚转动中心至柱端面距离为250mm，因此，试件的铰接长度Lt为其几何长度L加上500mm，见表1。铰支座的圆柱铰轴直径为260mm，支座底面和顶面的边长为400mm。在柱跨中设置了3个水平方向的位移计，用于测量钢柱在失稳平面内(图3中DT1、DT2)和面外的横向变形(图3中DT3);在柱两端的圆柱铰轴对称布置了位移计(图2中DT6、DT7以及DT8、DT9)，通过二者的读数差及间距测量柱端转角，如图4所示。柱底端千斤顶的加载点位移通过竖向位移计DT4、DT5进行测量。每个试件的柱跨中(图2中应变测量截面1)和端部(图2中应变测量截面2、3)均布置了应变片，如图5所示。柱跨中截面的应变片用于分析试件失稳前后临界截面(即柱中)的截面应变分布，因而布置了较多的应变片，见图5a;端部的应变片主要用于计算柱端荷载偏心距，仅在截面角部设置了4个应变片，见图5b。

本文作者：聂建国1朱力1樊健生1范重2刘学林2作者单位：1清华大学2中国建筑设计研究院

试验现象

各试件试验过程和现象分别见表2、表3和表4，由表可知，尽管通过加劲肋对开洞部位进行补强，但是洞口角部仍然容易出现断裂，但对试件整体抗震性能影响不显著;中柱的设置明显限制钢板屈曲条带的发展，能有效提高试件的整体稳定承载力。各试件整体破坏形态见图6。

试验结果及分析

1荷载-位移滞回曲线

试件水平荷载-顶点位移(P-Δ)滞回曲线如图8所示，水平荷载-顶点位移(P-Δ)骨架曲线如图9所示。由图8和图9可知:1)各试件的滞回曲线均比较饱满，表现出良好的延性和耗能能力。2)试件SPSW-1在加载后期东侧柱受压屈曲，导致负向加载时荷载下降较明显;试件SPSW-3在加载后期西侧柱跟和墙跟与底板的焊缝连接处开裂，从而释放部分能量，导致荷载出现了一定程度的下降。但在实际工程中不会发生这些情况，因此可以确定该类钢板剪力墙结构在达到极限状态时，承载力、耗能和延性等抗震性能可以保持在很高的水平。3)试件SPSW-1的刚度和承载力明显低于试件SPSW-2，说明开洞会削弱结构的刚度和承载力。4)试件SPSW-3的刚度和承载力明显高于试件SPSW-1，与试件SPSW-2的刚度和承载力相当，说明设置中柱提高了试件的刚度和承载力;试件SPSW-3荷载-位移滞回曲线较饱满，说明中柱有效抑制了屈曲拉力带的扩展，抑制了钢板屈曲后的平面外变形，提高了试件的耗能能力。5)在弹性工作阶段时，试件的平面外变形不明显，说明布置在墙板和洞口周围的加劲肋显著提高了结构的稳定承载力，洞口周围布置加劲肋具有很好的开洞补强效应。