力学知识在工程建设的应用

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摘要：工程力学知识在当前实际工程建设技术研究中发挥着不可替代的作用。本文结合当前主要类型中工程力学的应用，以及工程建设中常见工程力学学科知识，开展了力学知识应用实践研究。

关键词：工程力学；工程建设；实践应用

在我国的工程技术研究中，基础理论性研究占据着较为重要的作用。其中作为工程建设技术研究最为基础与核心的技术理论，力学知识特别是工程力学基础知识的应用，为我国的工程技术发展提供了不可替代的支持作用。因此我们结合当前工程建设的实践技术，以及工程力学的应用理论，开展了工程力学在工程建设中的实践应用研究。

1工程力学在当前工程建设中的实践应用研究

工程力学是力学知识在工程建设中最为常用与基础的学科知识，因此在当前我国的各类工程建设中得到了广泛应用。因此我国的工程建设技术研究人员，结合工程建设中的力学应用特征，将工程力学知识在工程建设中的实践利用进行了系统化研究。目前就实践应用而言，工程力学知识在以下工程建设中得到了广泛应用。（1）高层与超高层工程建设。随着我国城市建设的开展，各类高层与超高层建筑建设数量，正在不断地增加中。而在高层与超高层建筑施工与使用过程中，工程力学的应用对于工程安全与质量保障起到了不可忽视的作用。（2）能源工程。能源工程建设是我国未来发展的重点工程，也是决定国计民生的重点工程。在能源工程应用中我们发现，无论是电力、石油、风力，甚至是核能工程建设中，工程力学知识都得到了广泛应用。如核电厂工程施工中，工程力学技术的应用，极大地提高电厂反应堆外壳的稳定性与坚固性，进而很好地提高了核电厂工程安全性。（3）水利工程建设。水利工程在我国电力与农业发展中，起到了不可忽视的作用。在我国大中小型水利工程技术研究中，工程力学也得到了有效应用。其中长江三峡水利枢纽工程建设中，就广泛的应用了水工力学、通航水力学、河流动力学问题、岩基力学等各类力学与工程力学基础知识，确保这一伟大工程的顺利完成。（4）国防工程。在我国的国防工程建设中，无论是武器基地、机场等国防基础建设，还是各类导弹、飞机、舰船等武器研究建设中，工程力学都发挥了不可忽视的作用。因此力学与工程力学知识基础探究，将会为我国各类工程建设质量提升，提供有效的理论支持，这也是我们此次研究开展的基础。

2工程建设中常用的工程力学内容

工程力学是一门历史悠久、构成复杂的力学学科，其所包含的副学科理论对在工程建设中可以起到不同的技术支持作用。（1）土力学与岩体力学。土力学与岩体力学是工程力学研究的两个重要基础学科。在工程建设实践过程中，两门学科主要应用于工程地基、钻探、地下开挖以及地下交通等各类工程的应用中。如在当前高层与超高层建筑施工中，深基坑施工技术得到了广泛应用。在深基坑挖掘与支护过程中，土力学公式发挥着重要作用。技术人员需要根据不同土质力学特点，进行计算，进而确定挖掘与支护方案，确保深基坑稳定性。而在地下挖掘施工中，技术人员需要根据地下岩体结构特征，进行其力学特征分析，提高地下工程岩体稳定性，避免塌方、渗漏等事故的出现。特别是在地下轨道交通工程施工中，技术人员需要很好的结合土力学与岩体力学工程，在地下交通隧道、车站以及地下配套设施工程施工中，发挥其技术支持作用。（2）连续体力学到理性力学的发展。连续体力学是研究工程中各结构物理力学特点的力学理论，如建筑中梁结构刚度与强度；柱结构力学稳定性；建筑各结构变形问题产生和力学的关系等，都是这一学科研究的重要内容。但是随着连续体力学研究的推进，这一学科中各类结构模型与公式都出现了不自然的问题，影响了其技术理论作用。因此物理力学研究者以现代数学为基础，在上世纪中页提出了理性力学观点，并将其与连续体力学进行结合，提出了理性连续体力学的新体系。这一体系对于建筑结构整体以及各结构间力学特性与稳定性研究提供了有力的支持作用。（3）固体力学研究的发展。固体力学是工程力学的一个重要组成部分，也是工程建设中应用最为广泛的力学知识体系。其主要组成包括了材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、复合材料力学以及断裂力学等基础学科。其中以材料力学、结构力学、弹性力学为基础的建筑力学，是当前土木工程建设中应用最广，研究最多的工程力学内容。如在工程建设技术研究中，材料力学的研究可以确保施工材料韧性、抗压强度、稳定性等数据符合建筑设计方案与实际使用要求，进而保证建筑施工与使用的质量。而结构力学则是在建筑结构设计中，利用力学原理确保建筑结构稳定安全。弹性力学则是在材料弹性基础上，为建筑的抗震、抗压性能提供保障。（4）计算力学理论的提出与应用。计算力学是建立在计算机计算技术与工程力学基础上的一门力学学科。其主要包括了基础计算力学与工程计算力学两个分支。其中后者是对于工程建设起到了主要的技术理论支持作用。其构架包括了建筑力学、离散化技术、数值分析和计算机软件技术。其主要作用就是通过计算机软件，使用离散化技术和数值分析方法，对建筑结构进行分析、检测以及优化的技术手段。（5）其他工程力学学科简述。随着力学研究以及工程技术研究的不断进步，工程力学中还产生了一些其他的学科理论，如静力学与动力学、可靠性力学、概率有限元法等分支理论，都在工程技术研究中起到了一定作用。如在静力学与动力学研究中，我们形成了静结构力学与动结构力学概念，进而为建筑结构稳定研究提供了新的力学理论基础。（6）工程力学实验室研究。工程力学作为一项重要的技术理论学科，其在工程技术中的应用与实验室研究有着不可分割的关系。如材料力学实验室研究，可以验证建筑材料是否达到建筑技术要求，进而确保建筑材料的使用质量。

作者:李磊 单位:成都理工大学环境与土木工程学院

参考文献：

[l]郝光普.力学知识在实际工程中的应用[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2013(11).

[2]李振浩.浅谈力学在土木工程中的应用与发展[J].科技资讯,2015(32).