力學知識在實際工程建設中的應用研究

鄭皓澤

摘 要： 力學在我們日常生活中的實際應用非常廣泛，隨著科技的進步和社會的發(fā)展，力學知識的應用范圍也不再受到多方面的限制和約束，逐漸被應用到工程建設中。本文通過闡述力學知識在實際工程建設中的應用和發(fā)展，分析力學應如何促進工程建設更加科學，希望能夠促進工程建設水平不斷提升，保障工程質量。

關鍵詞： 力學知識；工程建設；高中生

前言：

國民對物質和生活的質量要求隨著科技水平社會經(jīng)濟的進步越來越高，工程建設的發(fā)展為我們創(chuàng)造出新型物質環(huán)境，為國民的生產(chǎn)和生活做出了巨大貢獻。力學是保證工程建設質量的基礎，如果高中生未來想要從事工程建設相關工作，就必須學好力學知識并理解其與工程建設之間的關系，明白力學的具體應用。

一、工程建設中的力學知識

（一）建筑材料力學

原材料是工程建設的基礎，建筑材料的優(yōu)劣直接影響著工程建設的最終質量。建筑材料力學主要是指研究機械和各種構件所能承載的負荷能力的知識，使用建筑材料力學能夠檢測工程建設所學要的各種材料，使材料符合我們的基本建設需求，既能夠保障工程質量，又降低了工程成本。

（二）建筑理論力學

建筑理論力學就是力學基本理論知識，主要研究物體的運動規(guī)律。它在實際工程建設中被分為動力學、靜力學和運動學，是眾多工程建設技術的理論基礎，在工程中應用范圍較廣，對提高建設施工質量和效率具有重要的積極性影響。

（三）建筑結構力學

建筑結構力學主要是指研究工程結構各方面內容的知識，尤其是建筑結構因受到外界因素產(chǎn)生位移或變形后會發(fā)生的情況，如果工程建設中缺乏建筑結構力學，就會使整個工程建筑失去適用性、穩(wěn)定性和安全性。

（四）建筑流體力學

建筑流體力學是在人類與大自然共同發(fā)展的過程中衍生出來的一門力學知識，是生活生產(chǎn)的具體實踐結果，應用建筑流體力學的典型工程建設設施為都江堰，目前流體力學主要的應用方向為開發(fā)石油天然氣。

二、力學知識在工程建設中的應用

（一）計算地基沉降幅度

在實際工程建設中，地基支撐著整個項目工程的建筑物，所以地基需要承受地面上所有建筑物的荷載力，如果地基結構變形，地基在重力方向上就會發(fā)生沉降現(xiàn)象，導致整個工程建設的力學分布不規(guī)則，使得建筑物出現(xiàn)不同程度的變形和裂痕，影響建筑物的穩(wěn)定性和安全性[1]。因此在建設工程施工之前，施工建設人員應當對工程的地基沉降幅度數(shù)據(jù)進行精準估測，根據(jù)測得數(shù)值有針對性的制定預防方案，保證能夠在出現(xiàn)地基沉降現(xiàn)象時，及時采取科學合理的解決措施，避免因地基沉降影響工程質量，最大程度延長建筑物的使用壽命。關于地基沉降的計算，力學知識中已經(jīng)建立了S=P/πr-1-u2/E（u表示地基的土泊松比，E為地基土的步行模量，r表示地基表面上人一個點集中到力P作用點的距離）這個計算公式，在具體計算地基沉降幅度時，施工建設人員首先要掌握建筑物基礎結構的精準尺寸、地質情況、埋深值和總荷載數(shù)值以及與基底作用點之前的距離等信息，然后將土層分為幾個薄層分別進行計算，最后得出地基基礎結構沉降幅度數(shù)值，從而降低地基沉降造成的不利影響，進而保障工程施工質量。

（二）計算地基的承載力

因為地基是整個工程建設的基礎，它的承載力決定著整個建筑工程的穩(wěn)定性，也是實際工程建設最容易出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)，所以施工建設人員必須將其作為保障工程施工質量的基礎依據(jù)，在工程施工開始之前就將地基的承載力準確計算出來，并嚴格按照計算數(shù)據(jù)進行后續(xù)施工，避免因地基承載力出現(xiàn)問題而影響建筑物穩(wěn)定性和安全性的情況。在計算地基的承載力時，首先應該利用力學荷載理論公式對地基的強度穩(wěn)定性進行測算，根據(jù)地基極限荷載安全系數(shù)確定地基的基本容許承載力，或者利用原位測試方法計算出地基的極限載荷數(shù)值，從而有效控制地基的深度，保證工程建設不會因為地基出現(xiàn)質量問題。

（三）加強擋土墻的穩(wěn)定性

擋土墻在工程建設中的作用是預防建筑土體下滑或者坍塌，是一種保障建筑物安全的構筑物，在我國被廣泛應用于公路建設、鐵路建設、山區(qū)工程以及水利工程中。在具體工程建設中，擋土墻的結構功能十分重要，只有確保擋土墻的結構穩(wěn)定且完整，才能保證建筑物的局部土體保持穩(wěn)定，進而保障整個工程建設的穩(wěn)定性與安全性，對實際工程建設的最終質量具有決定性影響，所以施工建設工人想要構建良好且堅固的擋土墻，就必須結合力學知識的相關理論基礎，充分分析擋土墻將會遇到的土木壓力[2]。土木壓力指的是擋土墻所承受的施加于建筑側向的壓力，擋土墻的結構性質直接影響著土木壓力的總體荷載力，因此施工建設人員在設計擋土墻時，應詳細掌握擋土墻應對土木壓力的大小、性質和方向等數(shù)據(jù)信息，并保證數(shù)據(jù)的真實準確性。另外，由于土木壓力的計算程序比較復雜，所以為了提高工程建設的最終質量，施工建設人員除了要考慮擋土墻的土體厚度，還應考慮到墻身與地基之間的關系、墻身是否會發(fā)生位移、墻土性質、墻體材料、地下水變動情況等其他施工因素，目前我國普遍應用庫倫土壓力理論和朗肯土壓力理論來解決土木壓力分布的問題。

結束語：

綜上所述，工程建設是應用力學相關知識最多的領域，既是國民生活中不可缺少的重要組成部分，又是從事工程建設行業(yè)的高中生必須要掌握的基本理論知識。力學知識貫穿實際工程建設的整個過程，在建設中出現(xiàn)的問題有時也需要運用力學解決，所以力學知識是推動實際工程建設穩(wěn)定發(fā)展的重要理論指導。

參考文獻

[1]袁沁琳.新形勢下力學在土木工程中的應用分析[J].科技風，2017（23）：97.

[2]劉茜.工程建設中凍融及高溫后混凝土多軸力學特性應用研究[J].西安文理學院學報（自然科學版），2015，18（04）：89-93.