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探索土木工程中力学的运用

2020-05-29 388 上传者：管理员

摘要：随着社会的不断发展,建筑物越来越多。建筑施工时需要遵循一定的力学原理,如此才能保证建筑本身的安全性和稳定性。本文首先介绍力学的发展及分类,然后对理论力学、弹性力学、结构力学在土木工程中的应用做了阐述,为初学者了解该行业提供了一定的参考价值。

关键词：
土木工程
应用力学
弹性力学
物理力学
理论力学
结构力学
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力学是一门基础学科,由其推演出的规矩具有普遍性,为许多工程提供了理论基础和技术支持。力学同时也是一门技术学科,为许多工程提供技术原理、计算方法和试验方案。按研究对象的不同,力学可以分为流体力学、固体力学和一般力学三个分支。力学和工程学密不可分,二者结合延伸出了工程力学各个分支的形成和发展。力学在工程技术方面的应用造就了工程力学等各种分支,例如理论力学、弹性力学、材料力学、结构力学、天体力学、物理力学、电流体动力学、岩石力学、复合材料力学、地质力学、爆炸力学和理性力学等。

土木工程不断地为人类社会创造崭新的物质环境,尤其是经历了近代工业技术革命的洗礼后,其便逐渐形成了一个比较完善的现代工程建设体系。随着土木工程项目的日益增多,生活中的建筑施工、道路工程、高铁项目等都可将其看作土木工程的内容。在这一过程中,土木工程施工的内容也日益丰富,项目工程的前期勘测、施工准备、技术选择、质量把控等都成为其实现的重要环节。从土木工程技术层面来看,由于工程项目的日益增多,项目结构的日益复杂,建筑成品的稳定性和安全性是所有工程中必须要考虑的重要原因之一。正如生活中所见到的各种令人惊奇称赞的建筑物,如中国拱桥、比萨斜塔、空中花园等,正是应用了各种力学原理和计算证明了其稳定性和安全性,才呈现在世人面前,因此力学原理是土木工程构造的根基,以理论力学、弹性力学和结构力学为例,介绍其在土木工程中的应用。

1、理论力学

理论力学作为研究物体机械运动一般规律的学科,其内容包括静力学、运动学和动力学,是各种力学的分析基础。它是基于生活和生产实践总结出力学的最基本规律,由实际抽象出力学模型然后建立的理论体系。力学在各种工程中的应用,要先根据相应的工程计算模型来分析。理论力学研究的土木工程对象均为理想化模型,在遵循基本规律的基础上,经过缜密的逻辑推理和精确的数学计算,从而建立理论体系。理论力学将工程理想化、具体化,方便解决其中的问题,使我们看清其本质。要正确看待理论力学的价值,小到微观粒子,大到天文体系,它都担任着重要的角色。建筑工程时,更是要利用它来计算各种受力作用,像结构力学、弹性力学和材料力学等都是由理论力学发展而来的。

2、弹性力学

弹性力学也称作弹性理论,主要研究物体在外力作用或者温度不断变化的情况下,弹性体所产生的应力、应变和位移等现象,对于物体受力变形能够较为准确地计算,从而解决结构或设计中所出现的刚度和强度等问题。弹性力学是在长期的生产实践和科学实验的丰富经验上发展起来的,它与社会生产有着密不可分的关系,源于生产实践又为生产实践服务。在土木工程中,通过弹性力学的分析和计算建筑物,能够有效地通过弹性来抵消部分的摇晃,从而有效地减少在地震等一些自然灾害中出现房屋倒塌的现象;也可以根据弹性变化规律来研究水坝的压力分布,适应不断变化的水坝内部的压力;还可以通过弹性力学计算桥梁的刚度和强度,让其受力均匀。大部分涉及到实体结构的工程对象,均可以应用弹性力学和岩石力学的手段设计实现。

3、结构力学

结构力学是固体力学的一个分支,它是一门主要研究工程结构传力和受力规律以及如何进一步优化结构的学科。属于杆系机构的工程对象,要使用结构力学的手段进行处理。结构力学所研究的主要内容包括结构的组成规则,通过对研究对象施加一定的外力,使得结构在此作用下作出相应的位移和形变,进而使我们知道研究对象整体的受力情况,便于对结构材料进行增加或者减少,达到建筑的结构优化、节约成本的目的。

综上所述,力学跟土木工程的发展是密不可分的,没有力学原理作为支撑,便不能保障建筑的安全性和实用性。二者相互促进、相互交织发展,共同实现越来越多的旷世建筑。

参考文献：

[1]张搏,张吉,王林均,等.实验与可视化教学在高校土木工程力学教学中的应用[J].科教导刊,2019(09):106-107.

[2]苏星.土木工程力学技术的控制与实现[J].江西建材,2019(08):214+216.

[3]高雅巍.力学在土木工程中的应用[J].居舍,2019(22):166.

[4]闫瑞亭.土木工程中工程力学知识的应用举例[J].科技风,2019(06):100.

王冰冰,孙静.力学在土木工程中的应用[J].科技经济导刊,2020,28(06):159.

基金:国家级大学生创新训练计划项目(201812216016);安徽省大学生创新训练计划项目(201712216017).