淺談力學(xué)在土木工程中的應(yīng)用與發(fā)展

李興娟

（太原鐵路機(jī)械學(xué)校 山西太原 030006）

一、綜合論述力學(xué)理論內(nèi)容

力學(xué)是基礎(chǔ)性的學(xué)科內(nèi)容，具體在推演規(guī)律中表現(xiàn)出極強(qiáng)的普遍性，能夠?yàn)榻鉀Q多種工程問(wèn)題提供必要的技術(shù)支持，是專業(yè)性且科學(xué)性的理論依據(jù)。當(dāng)然，力學(xué)本質(zhì)上可以歸屬于技術(shù)類學(xué)習(xí)科目，包含工程學(xué)方面的多種原理，特別的在計(jì)算方法歸納和測(cè)試程序總結(jié)方面都具有絕佳的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。力，可以認(rèn)定為物體之間的相互作用，當(dāng)單一物體受力，即表明存在另外施加外力的物體，兩者分別代表受力方和施力方。同時(shí)，結(jié)合力獨(dú)有的性質(zhì)特征，相應(yīng)的分析力表達(dá)的作用效果，完成多個(gè)類別的力量分類，可以更加詳盡的進(jìn)行力學(xué)分析，突出力學(xué)理論知識(shí)應(yīng)用的辯證性探究成果。具體在力學(xué)論中，主要內(nèi)容穿插在力學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的全過(guò)程，涵蓋力的合成與分解，并且實(shí)現(xiàn)力的平衡等，逐步延伸為力學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的重要前提。力學(xué)所表現(xiàn)的特性，促使其來(lái)源于生活并且受用于生活，通過(guò)多種實(shí)踐研究，通過(guò)力學(xué)知識(shí)，可以將生活中的實(shí)際問(wèn)題予以簡(jiǎn)化，在現(xiàn)實(shí)情形允許的條件下，更好的做出總結(jié)，解決生活困難，提出適宜的策略措施[1]。

也就是說(shuō)，通過(guò)土木工程與力學(xué)知識(shí)的相互融合，更好的使用力學(xué)思想解決實(shí)際問(wèn)題，確保土木工程施工建設(shè)質(zhì)量達(dá)標(biāo)，開(kāi)展施工全過(guò)程的監(jiān)督管理，更好地進(jìn)行土木工程建設(shè)工作解釋，表達(dá)力學(xué)理論知識(shí)在工程應(yīng)用中的實(shí)際現(xiàn)象。在力學(xué)與土木工程之間的關(guān)系十分鮮明，兩者之間相互促進(jìn)的同時(shí)，也可以在協(xié)同作用下，實(shí)現(xiàn)共同發(fā)展進(jìn)步的目的。通過(guò)力學(xué)理論在土木工程建設(shè)環(huán)節(jié)的廣泛應(yīng)用，土木工程建設(shè)過(guò)程表現(xiàn)出極強(qiáng)的科學(xué)性，進(jìn)一步提升工程施工質(zhì)量。在探究建筑物各個(gè)零部件組成，分析其實(shí)際的受力情況，更好的借助力學(xué)知識(shí)進(jìn)行延伸，保障建筑物內(nèi)各個(gè)部分都是相互制約的，維持在平衡局面上，突出工程建設(shè)方法的高效應(yīng)用價(jià)值。由此，隨著力學(xué)理論的長(zhǎng)期發(fā)展，相應(yīng)地做出土木工程建設(shè)技術(shù)檢驗(yàn)，探究相關(guān)技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用的科學(xué)性成果，合理的做出工作總結(jié)。也能夠結(jié)合土木工程建設(shè)階段遇到的現(xiàn)實(shí)性問(wèn)題，辯證的進(jìn)行困難分析，在真實(shí)的工程實(shí)踐中，逐步完成全新力學(xué)理論知識(shí)的摸索工作，力求獲得更廣闊的力學(xué)理論應(yīng)用，加快力學(xué)研究取得全新突破[2]。

二、力學(xué)與建筑力學(xué)之間的關(guān)系

相較于力學(xué)本質(zhì)，是物理學(xué)的一類分支，作為基礎(chǔ)性的學(xué)科，更加突出了力學(xué)理論知識(shí)的研究應(yīng)用效果。具體可以將力學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分門(mén)別類，由于力學(xué)是生活中的總結(jié)，所以，借助專業(yè)化的力學(xué)知識(shí)，更好地完成現(xiàn)實(shí)生活問(wèn)題解決，將生活中的現(xiàn)象予以科學(xué)性的總結(jié)概括。建筑力學(xué)是歸屬于土木工程建設(shè)中的內(nèi)容，作為工程建設(shè)基礎(chǔ)，細(xì)致地做出類別劃分，都是在力學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行延伸。也就是說(shuō)，由于力學(xué)的持續(xù)性發(fā)展，與建筑工程之間建立緊密的聯(lián)系，特別是在極端的條件下，很多不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)方式解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，都可以借助力學(xué)原理的應(yīng)用，相應(yīng)地做出總結(jié)，分辨土木工程中所涉及的力學(xué)問(wèn)題，更好的加快我國(guó)力學(xué)理論發(fā)展速率?？梢詫⒘W(xué)原理看作是建筑力學(xué)的核心，而相應(yīng)的建筑力學(xué)是依據(jù)力學(xué)原理為基礎(chǔ)，在土木工程方面所做的延伸，更加補(bǔ)充說(shuō)明了力學(xué)原理的細(xì)節(jié)性內(nèi)容。兩者在學(xué)科上的關(guān)系是交叉性的，相互之間存在聯(lián)系的同時(shí)，又彼此獨(dú)立存在，不能一概而論。

隨著近代工業(yè)革命愈發(fā)重要，加快土木工程發(fā)展，促使其逐步成為完善的工程的體系，延伸出多個(gè)施工項(xiàng)目，不僅僅包括建筑工程，同時(shí)在公路橋梁等方面也發(fā)揮積極作用。所以，在、土木工程建設(shè)內(nèi)容更加多樣化，內(nèi)涵特點(diǎn)逐步明確，展現(xiàn)出日益豐富的發(fā)展趨勢(shì)，所以，需要強(qiáng)化土木工程建設(shè)工作開(kāi)展，專注于全過(guò)程監(jiān)督，提前完成施工初期的勘察工作，保障施工準(zhǔn)備是全面的，更好的做出施工技術(shù)選擇，并關(guān)注施工質(zhì)量監(jiān)督工作開(kāi)展，推進(jìn)土木工程施工建設(shè)發(fā)展，落實(shí)好施工控制與目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。結(jié)合土木工程施工技術(shù)選擇，在工程結(jié)構(gòu)愈發(fā)復(fù)雜的情形中，需要保障土木工程施工建設(shè)的完整性，遵循相應(yīng)的力學(xué)原理指引，保障施工過(guò)程的科學(xué)性。特別是在約束土木工程使用方面，盡可能地提升對(duì)工程項(xiàng)目安全性的性能監(jiān)督，強(qiáng)化工程項(xiàng)目基本能力。對(duì)比力學(xué)與建筑力學(xué)兩者關(guān)系特點(diǎn)，在相互發(fā)展環(huán)節(jié)，更突出了彼此促進(jìn)的積極性，依據(jù)力學(xué)為基礎(chǔ)，詳細(xì)的展開(kāi)建筑結(jié)構(gòu)的受力情況分析，提升分析過(guò)程的準(zhǔn)確性，更好地完成分析結(jié)果總結(jié)，更好地展現(xiàn)建筑力學(xué)的效用價(jià)值。

三、土木工程中如何應(yīng)用力學(xué)理論知識(shí)

將力學(xué)理論融入土建工程中，展現(xiàn)積極的應(yīng)有效果，更好地提升土木工程建設(shè)的安全性，確保施工結(jié)構(gòu)的完整程度，更加明確的突出土建工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。正是由于結(jié)合了力學(xué)理論基礎(chǔ)，在工程實(shí)施階段，相應(yīng)地做出多個(gè)角度內(nèi)容延伸時(shí)，著眼于建筑細(xì)節(jié)深究，落實(shí)力學(xué)知識(shí)體系創(chuàng)建工作外，表達(dá)了設(shè)計(jì)理想的現(xiàn)代化，更好地突出建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新設(shè)性，保障土木工程施工每個(gè)流程都能與力學(xué)知識(shí)一一匹配，全面地做出力學(xué)理論知識(shí)應(yīng)用研究。

1.壓力

在土木工程建設(shè)環(huán)節(jié)，力學(xué)理論做出更加詳細(xì)的類別劃分，其中壓力理論作為重要組成，在土木工程設(shè)計(jì)和施工階段有十分廣泛的應(yīng)用。結(jié)合真實(shí)土木工程建設(shè)實(shí)際而言，對(duì)于案例中明確指出的項(xiàng)目施工要求，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為前提，完成具體的施工方案制定工作，強(qiáng)化施工計(jì)劃的實(shí)踐應(yīng)用效果。當(dāng)然，在土木工程的施工流程中，綜合性地做出工作考量評(píng)估，知曉具體的施工工藝選擇，確定好最終的施工材料，從而提升壓力理論在土木工程建設(shè)環(huán)節(jié)的真實(shí)應(yīng)用價(jià)值。在項(xiàng)目施工活動(dòng)開(kāi)展時(shí)，預(yù)先完成施工材料選擇，充分應(yīng)用壓力知識(shí)，結(jié)合實(shí)際工程特點(diǎn)，確立使用的材料類型，保障施工材料的寬度和長(zhǎng)度數(shù)值都已完成壓力測(cè)試，確保施工順序是合理且科學(xué)的。由于壓力理論知識(shí)應(yīng)用，促使土木工程項(xiàng)目建設(shè)更加專業(yè)，充分關(guān)注壓力系數(shù)，促使工程項(xiàng)目處于允許的壓力承擔(dān)數(shù)值范圍內(nèi)，進(jìn)一步提升項(xiàng)目工程施工質(zhì)量，加快工程項(xiàng)目整體的施工速率。

2.合力

分析土木工程中的力學(xué)理論應(yīng)用，不同施工節(jié)點(diǎn)，作用在工程項(xiàng)目上力是不同的，都發(fā)揮了各自獨(dú)有的力能效用。其中，合力作為多個(gè)力能的集合，表現(xiàn)出較強(qiáng)的綜合性。依照能量守恒定律，分析不同作用力，相應(yīng)的進(jìn)行疊加，產(chǎn)生合力并展開(kāi)分析，總結(jié)歸納出土木工程力學(xué)應(yīng)用中最為常用的原理。深入的進(jìn)行合力理論分析，將施工環(huán)節(jié)中涉及的多個(gè)復(fù)雜情況進(jìn)行簡(jiǎn)化，對(duì)于合力的分析，延伸成為多個(gè)力的綜合，更好的化繁為簡(jiǎn)，提升力學(xué)理論知識(shí)應(yīng)用，降低土木工程實(shí)際建設(shè)分析難度。可以借助杠桿的作用，完成沉重的建筑材料移動(dòng)，盡可能地減少無(wú)用功損失，突出施工方法應(yīng)用的科學(xué)性。由于合力效應(yīng)作用，更加直接的作用于工程施工材料上，通過(guò)區(qū)分合力效應(yīng)，促使合力效應(yīng)表現(xiàn)出趨于平衡的實(shí)際現(xiàn)象，確保項(xiàng)目工程施工環(huán)節(jié)中所有力學(xué)現(xiàn)象形成整體，維持在良好的相互制衡狀態(tài)，有效的提升土木工程施工過(guò)程的穩(wěn)定性，落實(shí)好項(xiàng)目施工體系建立工作。

3.重力

重力理論是應(yīng)用最為廣泛的力學(xué)理論內(nèi)容，對(duì)于土木工程來(lái)說(shuō)，重力學(xué)理論十分重要，更好的發(fā)揮理論應(yīng)用效果，專注于土木工程的施工環(huán)節(jié)優(yōu)化，提升工程設(shè)計(jì)方案的實(shí)踐效果。對(duì)于重力相關(guān)的理論知識(shí)，結(jié)合土木工程施工的不同階段，知曉各個(gè)材料之間的相互作用力，依照牛頓力學(xué)公式，完成準(zhǔn)確的數(shù)值計(jì)算，提升土木工程施工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的科學(xué)性。要求工程項(xiàng)目全部設(shè)計(jì)內(nèi)容都按照施工要求予以設(shè)定，充分滿足工程建設(shè)的施工條件，并且在之后施工結(jié)束后，按照工程特點(diǎn)，完成重力試驗(yàn)，確保土木工程測(cè)試指標(biāo)均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。還有就是做好工程建設(shè)的準(zhǔn)備工作，將所采購(gòu)的全部施工材料進(jìn)行檢測(cè)，積極的應(yīng)用重力知識(shí)，確認(rèn)施工材料的基本性能，通過(guò)科學(xué)的重力計(jì)算結(jié)果，相應(yīng)的完成材料選擇，提升施工準(zhǔn)備過(guò)程的工作效率，在源頭上提升土木工程的施工安全系數(shù)。具體在實(shí)踐環(huán)節(jié)，針對(duì)重力與反力兩項(xiàng)內(nèi)容，結(jié)合其相互作用的關(guān)系特點(diǎn)，簡(jiǎn)化施工運(yùn)輸工作，協(xié)調(diào)力能關(guān)系的同時(shí)，更好地進(jìn)行功能關(guān)系調(diào)節(jié)。對(duì)于重力學(xué)理論在土木工程的應(yīng)用工作分析，強(qiáng)化土木工程實(shí)際的施工效率，專注于施工質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果，依照計(jì)算公式保障數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性，更科學(xué)地進(jìn)行施工方案設(shè)計(jì)，并且保障施工材料選擇工作的專業(yè)性，加快建設(shè)施工環(huán)節(jié)的運(yùn)輸速率，提升工程項(xiàng)目整體的安全性，保障土木工程建設(shè)施工活動(dòng)更加高效，能夠在約定的期限內(nèi)圓滿完成。

4.摩擦力

另一項(xiàng)常見(jiàn)的力學(xué)形式就是摩擦力，特別是在土木工程建設(shè)環(huán)節(jié)，也表現(xiàn)出極為廣泛的應(yīng)用效果，具體有利于突出建筑工作開(kāi)展。在土木工程施工建設(shè)環(huán)節(jié)，需要使用多個(gè)滑輪，從而通過(guò)滑輪的作用，轉(zhuǎn)變?cè)械氖┕げ牧线\(yùn)送方向。通過(guò)實(shí)際滑輪受力情況分析，綜合性的探究摩擦力應(yīng)用結(jié)果，需要借助科學(xué)的工作策略，盡可能地減低阻力影響，改善材料運(yùn)輸環(huán)節(jié)的阻力做功造成的能源損耗。為從根本上轉(zhuǎn)變摩擦力的不良影響，提升工程建設(shè)的整體效率，提供必需的工作引導(dǎo)?？墒窃趯?shí)際的接觸作業(yè)環(huán)節(jié)，需要對(duì)摩擦力的影響進(jìn)行全面分析，由于摩擦力存在，壓力面實(shí)際承受壓力額度增大，知曉摩擦力產(chǎn)生原因，合理地進(jìn)行力學(xué)應(yīng)用，有利于提升土木工程整體建設(shè)的穩(wěn)定性。在土木工程建設(shè)環(huán)節(jié)，積極地進(jìn)行摩擦系數(shù)調(diào)整，進(jìn)一步提高施工工藝應(yīng)用效率，強(qiáng)化材料自身特點(diǎn)，注重成本控制，削弱功率損耗，保障施工企業(yè)運(yùn)營(yíng)利益的同時(shí)，更好地強(qiáng)化土木工程建設(shè)成果。

四、力學(xué)未來(lái)在土木工程中的發(fā)展展望

由于力學(xué)技術(shù)注重理論應(yīng)用，直觀表現(xiàn)在土木工程中涵蓋三個(gè)層次內(nèi)容，隨著三個(gè)力學(xué)板塊的真實(shí)實(shí)踐，相繼延伸出更為具體的土木工程力學(xué)施工管理技術(shù)。在材料力學(xué)技術(shù)中，核心內(nèi)容構(gòu)成就是材料，通過(guò)分析應(yīng)用材料的外貌特點(diǎn)，探究其施工穩(wěn)定性，更好的知曉其物理強(qiáng)度性質(zhì)。在理論力學(xué)技術(shù)中，結(jié)合多個(gè)工程結(jié)構(gòu)，綜合性地看待構(gòu)件的受力平衡效果，總結(jié)出相應(yīng)的實(shí)踐結(jié)論。對(duì)于結(jié)構(gòu)力學(xué)技術(shù)中，分析土木工程的受力規(guī)律，并且知曉傳力規(guī)則，從而完成受力后的變形規(guī)律驗(yàn)證。具體結(jié)合土木工程發(fā)展趨勢(shì)，更多的是結(jié)合了建筑力學(xué)理論，并且廣泛的予以應(yīng)用，并突出了建筑施工效果。

1.理論力學(xué)

建筑理論力學(xué)的研究本質(zhì)是采用辯證的思維，科學(xué)的看待物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是包括動(dòng)、靜力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的一般力學(xué)。在分析靜力學(xué)內(nèi)容時(shí)，根據(jù)物體自身處于受力平衡狀態(tài)時(shí)，分析該物體承受的多種作用力都需要滿足的條件，并且將物體的作用力分析方法進(jìn)行簡(jiǎn)化，得出最終結(jié)果。動(dòng)力學(xué)側(cè)重于分析物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程，探究與作用力之間的關(guān)系。而運(yùn)動(dòng)學(xué)則是在幾何角度上完成物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程探究，不分析物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)際原因[3]。

2.固體力學(xué)

固態(tài)力學(xué)作為力學(xué)學(xué)科中的分支內(nèi)容，主要是研究剛體力學(xué)的基本性質(zhì)，通過(guò)專業(yè)性的理論研究，分析固體在接受外力影響時(shí)，所表現(xiàn)出的行為，結(jié)合變形和溫度特點(diǎn)，更加細(xì)化的完成學(xué)科類目劃分。對(duì)于單桿結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，是材料力學(xué)主要的研究隊(duì)形，需要對(duì)固體性質(zhì)進(jìn)行分類，驗(yàn)證單桿的拉伸、彎曲特性，判斷單桿的剛度和強(qiáng)度，從而計(jì)算出單桿的穩(wěn)定性，充分且全面的做出力的分解與合成判斷，確保單桿的受力平衡。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的長(zhǎng)期發(fā)展中，固體力學(xué)具有更加廣泛的應(yīng)用，推進(jìn)了模擬法和數(shù)字結(jié)構(gòu)建模策略的積極擴(kuò)張。

3.流體力學(xué)

流體力學(xué)則是將流體流動(dòng)與平衡的機(jī)械運(yùn)動(dòng)總結(jié)成一般規(guī)律，廣泛地應(yīng)用于工程實(shí)踐當(dāng)中，涵蓋物理浮力規(guī)律和附體穩(wěn)定液力平衡等多種理論。主要的研究對(duì)象是流動(dòng)的物體，氣體或是液體，隨著工業(yè)實(shí)踐應(yīng)用，流體力學(xué)獲得廣泛關(guān)注。在我國(guó)的都江堰水工系統(tǒng)建造案例中，充分應(yīng)用流體力學(xué)，突出土木工程建設(shè)成果，當(dāng)然，在流體力學(xué)的油氣生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用中，更加快了應(yīng)用速率，表現(xiàn)出較強(qiáng)的應(yīng)有優(yōu)勢(shì)。

結(jié)語(yǔ)

土木工程可以表達(dá)為工程力學(xué)的外在形式，是核心組成，通過(guò)長(zhǎng)期的延伸發(fā)展，形成了更加穩(wěn)固的關(guān)系，共同組建成不可分割的整體。通過(guò)可靠的力學(xué)支持，土木工程結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，安全系數(shù)較高，創(chuàng)設(shè)出眾多令人驚艷的建筑作品。因此，隨著未來(lái)土木工程建設(shè)的擴(kuò)展進(jìn)步，深入地開(kāi)展土木工程力學(xué)理論探究，依據(jù)力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，將力學(xué)理論應(yīng)用在全部工程施工階段，更好地提升工程項(xiàng)目建設(shè)的穩(wěn)定性，強(qiáng)化項(xiàng)目設(shè)計(jì)成果，突出成本控制工作優(yōu)勢(shì)。