王懿祥

（重慶交通大學(xué)， 重慶 南岸 400074）

土木工程在人類的發(fā)展歷史上發(fā)揮著重要作用，而力學(xué)理論是所有建筑的構(gòu)造基礎(chǔ)，也是建筑施工中必須要考慮的因素。同時(shí)，力學(xué)與土木工程也是相互促進(jìn)的關(guān)系，力學(xué)理論的進(jìn)步能夠進(jìn)一步提高土木工程中技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)性，提高施工質(zhì)量與效率，土木工程中遇到的難題也促使力學(xué)做出突破，乃至提出新的力學(xué)理論。

1 力學(xué)的基本內(nèi)容

力學(xué)是屬于物理學(xué)的一門學(xué)科，同時(shí)也是一門獨(dú)立的基礎(chǔ)性學(xué)科。力學(xué)的主要研究對象是物體間的相互作用，當(dāng)一個(gè)物體受到力的作用時(shí)，必然有另一物體在施加這種作用，稱為受力物體和施力物體，力學(xué)主要內(nèi)容是力的分解、合成與平衡。目前，力主要有兩種分類方法，根據(jù)力的性質(zhì)，可以分為重力、摩擦力、電磁力等；根據(jù)力的效果，可以分為壓力，支持力、阻力等。力學(xué)發(fā)展來源于生活，力學(xué)的定理和規(guī)律是科學(xué)家在生活實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)并證實(shí)的，因此，在實(shí)際生活中，我們可以應(yīng)用力學(xué)的原理和方法來解決問題，土木工程建設(shè)中，力學(xué)就被廣泛應(yīng)用并發(fā)揮著重要作用。

2 力學(xué)在土木工程中的具體應(yīng)用

2.1 壓力在土木工程中的應(yīng)用

力學(xué)基本知識就能為土木工程提供科學(xué)的理論支持，如壓力、摩擦力等，由于壓力相關(guān)知識是土木工程施工的理論基礎(chǔ)之一，也就稱為了現(xiàn)代土木工程施工中關(guān)注的重點(diǎn)。土木工程施工過程中，工程的材料、建設(shè)寬度、廣度等都受物體最大承受壓力水平的影響，壓力的有效運(yùn)用可以很好的提高土木工程建筑的穩(wěn)定性，比如，橋梁施工中，需要重點(diǎn)參考橋梁和橋墩的受壓情況，保證橋梁具有足夠的承載能力。此外，工程驗(yàn)收人員在進(jìn)行質(zhì)量檢測時(shí)，需要測量建筑中與承壓相關(guān)的數(shù)據(jù)。因此，壓力不僅是土木工程的施工參考數(shù)據(jù)，還是工程質(zhì)量的檢測指標(biāo)。

2.2 摩擦力在土木工程中的應(yīng)用

在土木工程中，摩擦力相關(guān)知識也被廣泛應(yīng)用。首先，材料起吊運(yùn)輸時(shí)，一般通過采用滑輪來對力的方向作出調(diào)整，將原有阻力轉(zhuǎn)化為材料運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力；其次，通過增加土木工程部件連接部位的接觸面，增強(qiáng)接觸面的受壓能力，通過摩擦力和重力的共同作用，使土木工程更加穩(wěn)定，摩擦力的有效應(yīng)用不僅可以提高建筑的穩(wěn)定性，還能夠大大降低技術(shù)成本，提高土木工程施工技術(shù)水平。

2.3 重力在土木工程中的應(yīng)用

重力是力學(xué)在土木工程中最主要的應(yīng)用，工具為物理學(xué)中與重力有關(guān)的運(yùn)算公式，實(shí)現(xiàn)對不同材料和不同施工階段的力的作用分析，在施工之前就能夠測試施工實(shí)際效果，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工過程中可能會(huì)出現(xiàn)的問題，提高了預(yù)見性；此外，在材料采購時(shí)，就要將材料的重力因素考慮在內(nèi)，進(jìn)一步提高土木工程建筑的穩(wěn)定性。重力等因素的綜合應(yīng)用，可以充分發(fā)揮力學(xué)在土木工程中的作用，提高工程質(zhì)量和施工效率。比如，在土木工程材料運(yùn)輸中，可以利用重力和反作用力，調(diào)節(jié)使工作有用功率與無用功率的關(guān)系。

2.4 合力作用在土木工程中的應(yīng)用

能量守恒定律在土木工程施工中也發(fā)揮著重要作用，這也是對力學(xué)進(jìn)行合理和綜合應(yīng)用的體現(xiàn)，也就是說，不同的力形成的合力在土木工程中也被廣泛應(yīng)用，通過不同力的疊加可以更好的提高效率和穩(wěn)定性。比如，通過杠桿原理可以將材料本身具有的重力轉(zhuǎn)化成可直接利用的動(dòng)力。此外，各種力在同一部件上的相互平衡和相互制約也使土木工程的整體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。

3 力學(xué)在土木工程中的發(fā)展

力學(xué)在土木工程中的發(fā)展，主要體現(xiàn)在兩者融合形成了建筑力學(xué)理論，并在建筑施工中得到廣泛應(yīng)用。

3.1 理論力學(xué)

建筑理論力學(xué)是一門專門研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科，是一般力學(xué)的基礎(chǔ)，包括靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)。靜力學(xué)主要研究受力物體達(dá)到平衡時(shí)所受各種作用力應(yīng)滿足的條件，還研究物體受力分析方法和力系的簡化；動(dòng)力學(xué)主要研究物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)與所受作用力之間的關(guān)系；運(yùn)動(dòng)學(xué)主要從幾何角度研究物體運(yùn)動(dòng)，而不研究物體的運(yùn)動(dòng)原因。

3.2 固體力學(xué)

固體力學(xué)是力學(xué)中主要研究固體機(jī)械性質(zhì)的學(xué)科，具體研究固體介質(zhì)在外力、形變和溫度作用下的表現(xiàn)，包括材料力學(xué)、彈性力學(xué)和塑性力學(xué)。比如，單個(gè)桿件是材料力學(xué)的主要研究對象，將其看著均勻、連續(xù)、各向同性的可變性固體，涉及到桿件的拉、彎、壓、扭、剪等特征，以及剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性計(jì)算，包括力的分解、合成與平衡等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，固體力學(xué)在土木工程的設(shè)計(jì)中，圍觀模擬方法、復(fù)雜結(jié)構(gòu)仿真等內(nèi)容得到進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。

3.3 流體力學(xué)

流體力學(xué)主要研究流體流動(dòng)和平衡時(shí)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及在工程實(shí)際中的應(yīng)用，包括物理浮力定律和附體穩(wěn)定性液體平衡理論等，研究的對象是流體，包括氣體和液體。流體力學(xué)是在生產(chǎn)實(shí)踐中逐漸發(fā)展起來的，比如我國秦朝時(shí)的都江堰、古羅馬的大型供水管道系統(tǒng)等，都是流體力學(xué)在土木工程中成功應(yīng)用的案例。隨著對流體的進(jìn)一步研究和應(yīng)用，如開采石油、天然氣等，流體力學(xué)也不斷的完善，獲得了新的發(fā)展。

4 結(jié)語

綜上所述，將力學(xué)知識充分應(yīng)用到土木工程中，是新形勢下進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，加強(qiáng)技術(shù)運(yùn)用的要求。隨著我國土木工程的快速發(fā)展，力學(xué)應(yīng)用已經(jīng)具有較高水平，要進(jìn)一步提高施工技術(shù)水平，還需要不斷發(fā)展力學(xué)理論，研究力的綜合應(yīng)用。

[1]袁沁琳.新形勢下力學(xué)在土木工程中的應(yīng)用分析 [J].科技風(fēng),2017(22):97.

[2]陳熙坤.力學(xué)與土木工程簡述 [J].科技風(fēng).2017(22):94.

[3]李永剛.力學(xué)在土木工程中的應(yīng)用 [J].建材與裝飾,2017(1):195.