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土木工程土方工程的施工特点： 工程量大，施工条件复杂。

土的工程性质； 1 土的密度 2 土的含水量 3 土的渗透性 4 土的可松性名词解释 ：天然密度是指土在天然状态下单位体积的质量土的干密度是指单位体积土中固体颗粒的质量土的含水量 w 是土中所含的水与土的固体颗粒间的质量比土的渗透性是指土的透水性能土的可松性 自然状态下的土，经开挖后，其体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复成原来的体积。

公式； K a = V 2K’V 3S=V 1V 1式中； K a’K SV 1V 2V 3最初可松性系数最终可松性系数土在自然状态下的体积土经开挖后松散状态下的体积土经回填压实后压实状态下的体积例题；某工程基槽槽底宽 10m ，基槽长 50m ，基坑深 4m ，边坡按 1：0.3 放坡。

基础和地下室完工后周围回填土， 已知；回填土用土 3 ’185m ，实测得土的最终可松系数 K S =1.03 ，场内多余土用3车次。

（基坑开挖前场地已平整）试计算： 1 该土的最初可松系数 2 基6m 自卸车外送 450 础在基坑内的体积 。

110 （10 4 0.3 2） 4 50 3解 ：挖方量 ：V =2=2240 m基础在基坑内的体积： V 2=2240-185 1.03=2049.45 m 3土经开挖后松散状态下的体积： V 3=V 1 K aK a = 450 6=1.312240 185土方工程按照土的开挖难易程度将土分为 8 类，在现行预算定额中将土分为 松软土、普通土、坚土、砂砾坚土等，后四类为石头。

由于条件限制不能放坡或是为了减少土方工程量而不放坡时需可设置基坑支护结构，以确保施工安全。

土方边坡坡度用挖方深度（或填方高度） H 与其边坡宽度之比来表示。

土方边坡坡度 = 1 =H，m 称为坡度系数， mBm BH基坑支护：水泥土墙支护、土钉墙支护。

水泥土墙支护 水泥土墙是由水泥土搅拌桩组成。

喷射旋喷桩 高压喷射注浆法事利用工程钻机钻孔至设计处理的深度，采用高压发生装置，通过安装在钻杆端部的特殊喷嘴，向周围土体喷射固化剂，将软土与固化剂强制混合，使其胶结硬化后在第几种形成直径均匀的圆柱体，固化后的圆柱体称为旋喷桩。

土木工程力学（本）第四章静定结构的位移计算学习要求1. 理解变形体体系虚功原理的内容及其应用。

2. 理解并熟练掌握静定结构位移计算的一般公式。

3. 熟练掌握静定结构在荷载作用下的位移计算方法及图乘法。

4. 掌握支座位移和温度改变等因素作用下的位移计算方法。

5. 了解线弹性结构的互等定理。

6. 理解静定结构的基本力学特性。

学习重点1. 变形体体系的虚功原理及其应用。

2. 静定结构位移计算的一般公式和不同外因作用下的应用。

3. 图乘法计算荷载作用下静定梁和刚架等的位移。

4. 静定结构的基本力学特性。

常见问题解答1.什么是结构的变形和位移？变形，是指结构或构件的截面形状发生改变，而位移则是指结构各处位置的移动。

静定结构产生位移的原因有荷载作用、温度变化、支座位移、制造误差、材料收缩等。

荷载作用使静定结构产生内力，进而发生变形，导致结构产生位移。

温度变化时，静定结构产生位移，不产生内力。

支座位移（移动或转动）时，静定结构既无内力也无变形产生，只发生刚体位移。

2．静定结构位移计算时采用了什么假设条件？静定结构位移计算时，通常采用以下假设条件：（1）结构、构件的材料符合胡克定律，即应力应变成线性关系。

（2）结构、构件发生的变形与其几何尺寸相比极其微小，因此，可以认为结构或构件的几何形状和尺寸以及荷载的作用位置及方向在变形前后保持不变。

满足上述假设条件的结构体系称为线弹性结构。

线弹性结构中的结构体始终是连续的，位移与荷载之间成线性比例关系，卸载之后位移完全消失，所以计算位移时可以使用叠加原理。

3.什么是实功和虚功？力在其自身引起的位移上作功称为实功。

当作功所需两个因素中的力与其相应的位移彼此独立无关时，这种功称为虚功。

实功恒为正值，虚功可以是正值、负值和零。

实功不能应用叠加原理。

虚功可以应用叠加原理。

4．什么是变形体体系的虚功原理？变形体体系的虚功原理可以表述为：若变形体体系在力系作用下处于平衡状态，由其它原因产生的微小连续位移满足约束条件，则力状态中的外力在位移状态中相应位移上所作的虚功恒等于力状态中的内力在位移状态中相应变形上所做的虚功。

土木工程力学第一章绪论1.1 土木工程力学的研究对象和任务力学和土木工程的结合点就是结构分析，土木工程也是结构分析的重要理论基础。

结构的概念及分类：土木工程中利用建筑材料按照一定结构形式建成的、能够承受和传递荷载而起到骨架作用的构筑物成为工程结构简称结构。

结构分为：（土木工程主要研究的是杆件构造）杆件结构（由若干杆件组成，其长度远大于横截面上两个方向的尺度）如：梁、桁架、钢架、拱等板壳结构（厚度远小于长度跟宽度，外形为平面为薄板，为曲面为薄壳）如：房屋建筑中的屋面板、楼板、壳体屋等实体结构（长宽高三个方向尺度大小相近属于同一数量级）如：重力式挡土墙、重力坝、墩台、块状基础等土木工程力学计算方法需要考虑三个方面的问题：（力系的平衡条件、变形连续条件、物理条件）土木工程力学的研究任务是探讨结构的合理组成形式，根据力学的基本原理分析在外界因素作用下构造的强度、刚度、稳定性和动力反应等方面的规律，以满足结构设计的安全、适用和经济的要求。

1.2结构的计算简图在进行力学计算前，必须对实际结构加以简化，用一个简化的模型代替实际结构，这个代替实际结构的简化计算图就成为结构的计算简图。

在计算简图中均用其轴线表示杆件，杆件的长度由其两端的结点之间的距离确定或是参照相关设计规范选定。

【1】结点的分类：杆件之间相互连接处成为结点，结点分为：铰结点、刚结点、组合结点。

铰结点的特征：连接的杆件在结点处不能相对移动，但各杆可绕铰自由转动，铰结点可以承受和传递力但不能承受和传递力矩。

刚结点的特征：连接的杆件在结点处既不能相对移动，也不能相对转到，刚结点可以承受和传递力和力矩。

组合结点：组合结点是铰结点和刚结点的组合形式，也称为半铰结点特征是连接的杆件在结点处不能发生相对移动其中一部分杆件为刚结，各杆端不能相对转动，而其余杆件为铰结，可以绕结点转动。

【2】支座的分类：结构于基础或其他支承物连接的部分称为支座。

结构或构件所承受的荷载将通过支座传递给基础或其他构件，支座对结构或构件的反作用力称为支座反力。

土木工程结构力学第一次作业1：[论述题]简答题1、简述刚架内力计算步骤。

2、简述计算结构位移的目的。

3、如何确定位移法基本未知量。

4、简述力法的基本思路。

5、简述结构力学研究方法。

6、简述位移法计算超静定刚架的一般步骤。

参考答案：1、答：（1）求支座反力。

简单刚架可由三个整体平衡方程求出支座反力，三铰刚架及主从刚架等，一般要利用整体平衡和局部平衡求支座反力。

（2）求控制截面的内力。

控制截面一般选在支承点、结点、集中荷载作用点、分布荷载不连续点。

控制截面把刚架划分成受力简单的区段。

运用截面法或直接由截面一边的外力求出控制截面的内力值。

（3）根据每区段内的荷载情况，利用"零平斜弯”及叠加法作出弯矩图。

作刚架Q、N图有两种方法，一是通过求控制截面的内力作出；另一种方法是首先作出M图；然后取杆件为分离体，建立矩平衡方程，由杆端弯矩求杆端剪力；最后取结点为分离体，利用投影平衡由杆端剪力求杆端轴力。

当刚架构造较复杂（如有斜杆），计算内力较麻烦事，采用第二种方法。

（4）结点处有不同的杆端截面。

各截面上的内力用该杆两端字母作为下标来表示，并把该端字母列在前面。

（5）注意结点的平衡条件。

2、答：(1) 验算结构的刚度。

校核结构的位移是否超过允许限值，以防止构件和结构产生过大的变形而影响结构的正常使用。

(2) 为超静定结构的内力分析打基础。

超静定结构的计算要同时满足平衡条件和变形连续条件。

(3) 结构制作、施工过程中也常需先知道结构的位移。

3、答：（1）在刚结点处加上刚臂。

（2）在结点会发生线位移的方向上加上链杆。

（3）附加刚臂与附加链杆数目的总和即为基本未知量数目。

确定线位移的方法（1）由两个已知不动点所引出的不共线的两杆交点也是不动点。

（2）把刚架所有的刚结点（包括固定支座）都改为铰结点，如此体系是一个几何可变体系，则使它变为几何不变体系所需添加的链杆数目即等于原结构的线位移数目。

4、答：力法的基本思路：将超静定结构的计算转化为静定结构的计算，首先选择基本结构和基本体系，然后利用基本体系与原结构之间在多余约束方向的位移一致性和变形叠加列出力法典型方程，最后求出多余未知力和原结构的内力。

2.1 相似原理原型/模型流动相似：几何、运动、动力相似相似准则：雷诺、弗雷德、欧拉准则2.2 模型实验模型律的选择及模型设计2.3 量纲分析基本量纲、导出量纲、无量纲量量纲分析法：Π 定理（Theorum ）、瑞利法（Rayleigh ）2.4 2.4 基本方程的无量纲化基本方程的无量纲化第 2 章 相似原理和量纲分析（ Similarity and Dimensional Analysis)2.2 模型实验2.2.1 模型律的选择为使模型与原型流动相似，除几何相似外，还要动力相似，即同时满足各独立准则。

事实上，很难达到独立准则同时满足。

一般情况下，只能按照近似相似进行模型实验，即满足主要作用力相似即可。

通常，不可压缩液体流动的独立准则为雷诺准则和弗汝准则。

因此，主要作用力则是黏滞力或重力。

若主要作用力是黏滞力，模型按雷诺模型律设计，即模型与原型之间只满足雷诺准则。

例如有压管流。

若主要作用力是重力，模型按弗汝德模型律设计，即模型与原型之间只满足弗汝德准则。

例如明渠流。

【例2】求水泵输出功率的表达式。

【解】水泵输出功率指单位时间水泵输出的能量。

（1）找出与水泵输出功率N有关的物理量，包括单位体积水的重量γ=ρg、流量Q、扬程H，于是有f（N, γ , Q, H）= 0（2）指数积关系式N= Kγa Q b H c（3）量纲式dim N = dim(γa Q b H c)（4）用基本量纲表示各物理量量纲ML2T-3 = (ML-2T-2)a(L3T-1)b(L)c （5）根据量纲和谐原理求量纲指数M： 1 = aL： 2 = -2a+3b+cT：-3 = -2a-b解方程得，a = 1，b = 1，c = 1。

（6）整理方程得N = KγQHK 为由实验确定的常数。

问题：由于基本量纲只有3个，故只能建立3 个方程求解量纲指数。

因此，用瑞利法求力学方程，相关的物理量不能超过4个，否则将会出现待定系数。

土木工程力学基础（120）一、填空题（共30 分，每空 1 分））1．约束力的方向总是与约束所能阻止的物体的运动趋势的方向。

2．柔体约束的约束特点是只能承受，不能承受。

3．当力与坐标轴垂直时，则力在该坐标轴上的投影为。

4．通常规定转向的力矩为正值；转向的力矩为负值。

5．力的作用线通过矩心时，力矩为。

6．作用在刚体上的力可沿其作用线任意移动，而力对刚体的运动效果。

7．力的 ________、 _________、 _________称为力的三要素，所以说力是________量。

8．固定端既限制物体的__________，又限制物体的 ________。

9．画受力图时，必须根据_______________画约束力。

10．力是物体间 ________，力使物体的 ________发生变化，或者使物体产生__________ 。

11．均布线载荷是指沿构件 ___________方向且在各处大小 __________的分布载荷。

12．物体的平衡状态，是指物体相对于地球____________或做 ____________的状态。

13．水平地面上放着一桶重量为260N 的水，某同学用 140N 的力竖直向上提水桶，这时水桶受到的合力是 _________，地面受到的压力为__________。

14．常见的约束有：、、、链杆、、、七种。

二、判断题 (共 15 分，每题 1 分 )（） 1. 物体的平衡是绝对的平衡。

（） 2. 用扳手拧紧螺母时，用力越大，螺母就越容易拧紧。

（） 3. 力的合成、分解都可用平行四边形法则。

（） 4. 当矩心的位置改变时，会使一个力的力矩大小和正负都可能发生变化。

（） 5. 光滑接触面的约束力方向是沿接触面法线方向而指向物体。

（） 6. 作用于一点上的两个或两个以上的力可以合成作用于一点的一个力。

（） 7. 固定铰链支座的约束力方向一般是固定的。

（） 8. 力的平衡条件是：大小相等，方向相反，作用在同一物体上。

土木工程力学》课程复习指导一、课程的性质土木工程力学（本）是中央广播电视大学土木工程专业的一门必修课，课程为 5 学分，开设一学期。

通过本课程的学习，使学生了解各类杆件结构的受力性能，掌握分析计算杆件结构的基本概念、基本原理和基本方法，为后续有关专业课程的学习及进行结构设计打下坚实的力学基础。

二、关于课程考核的有关说明1．考核对象中央广播电视大学土木工程（专科起点本科）专业的学生。

2．考核方式本课程采用形成性考核与终结性考试相结合的方式。

总成绩为100 分，及格为60分。

形成性考核占总成绩的30%；终结性考试占总成绩的70%。

形成性考核由中央电大统一组织编写形成性考核册。

形成性考核册由 4 次形成性考核作业组成。

学员应按照教学进度及时完成各次计分作业。

每次形成性考核作业满分为100 分，由教师按照学员完成作业的情况评定成绩，并按4 次作业的平均成绩计算学员的形成性考核成绩。

学员形成性考核完成情况由中央电大和省电大分阶段检查。

终结性考试为半开卷笔试，由中央电大统一命题，统一组织考试。

3．命题依据本考核说明是依据2007年7月审定的土木工程力学（本）课程教学大纲编写的。

本课程所采用的文字教材为贾影主编，中央广播电视大学出版社出版的《土木工程力学（本）》教材。

本考核说明及本课程所采用的文字教材是课程命题的依据。

4．考试要求本课程考试重点是考核学员对结构分析的基本概念，基本理论和基本方法的掌握情况。

本考核说明对各章都规定了考核要求，按了解、理解和掌握三个层次说明学员应达到的考核标准。

了解是最低层次的要求，凡是属于了解的部分内容，要求对它们的概念、理论及计算方法有基本的认识。

理解是较高层次的要求，凡是属于理解的部分内容，要求在理解的基础上，能运用这一部分知识对结构的受力和变形有一正确的分析和判断。

掌握是最高层次的要求。

凡是需要掌握的部分内容，要求学员重点学习，熟练掌握。

能用所学的知识对简单的工程结构进行计算和分析。

第3 章水静力学（Hydrostatics)3.1 静止液体中压强的特性3.2 静止液体平衡微分方程3.3 重力作用下静止液体中压强的分布规律3.4 液柱式测压计3.5 液体的相对平衡3.6 液体作用在平面壁上的总压力3.7 液体作用在曲面壁上的总压力第3 章水静力学（Hydrostatics)水静力学是液体在静止或相对静止状态下的力学规律及其应用的科学。

由流动性知，静止状态下，作用在液体上的表面力只有压强。

静止液体中压强的特性3.1 静止液体中压强的特性3.1特性一：静压强的方向与作用面的内法线方向一致，或静压强的方向垂直并指向作用面。

特性二：静止液体中任意点压强的大小与作用面的方向无关。

1707年4月15日出生于瑞士的巴塞尔城 ，1783 年9月18日去逝于俄罗斯的彼得堡，享年76岁。

13岁时入读巴塞尔大学，15岁大学毕业，16岁获硕士学位。

1727年任彼得堡科学院数学教授。

1741年应普鲁士彼德烈大帝的邀请，到柏林担任科学院物理数学所所长。

直到1766年，在沙皇喀德林二世的诚恳敦聘下重回彼得堡。

他从19岁开始发表论文，直到76岁，共写下了886本书籍和论文，涉及到数学分析、代数、数论、几何、物理和力学、天文学、弹道学、航海学、建筑学等。

他的许多著作都是在1766年失明后完成的。

欧 拉 Leonhard Euler3.2.2 等压面等压面—压强相等的空间点构成的面。

在等压面上，p = c ，d p = 0，平衡微分方程的全微分式则可表示为：上式称等压面方程。

根据等压面方程，单位质量力与等压面上任意线段的点0d d d =++z Z y Y x X lf z Z y Y x X d d d d ⋅=++ 等压面方程中，X 、Y 、Z 为单位质量力在三个坐标轴的分力，而 dd x 、d y 、d z 则是等压面上任意线段在三个坐标轴的投影，由矢量代数得：乘积等于乘积等于00，这说明这两个向量相互垂直，即质量力与等压面相互垂直，如重力与水平面。

一.名词解释：1.密度、表观密度、体积密度、堆积密度；2.亲水性、憎水性；3.吸水率、含水率；4.耐水性、软化系数；5.抗渗性；6.抗冻性；7.强度等级、比强度；8.弹性、塑性；9.脆性、韧性；10.热容量、导热性；11.耐燃性、耐火性；12.耐久性二.填空题1．材料的吸水性、耐水性、抗渗性、抗冻性、导热性分别用吸水率、软化系数、抗渗等级或抗渗系数、抗冻等级和导热系数表示。

2．当材料的孔隙率一定时，孔隙尺寸越小，材料的强度越高，保温性能越差，耐久性越好。

3．选用墙体材料时，应选择导热系数较小、热容量较大的材料，才能使室内尽可能冬暖夏凉。

4．材料受水作用，将会对其质量、强度、保温性能、抗冻性能及体积等性能产生不良影响。

5．材料的孔隙率较大时（假定均为开口孔），则材料的表观密度较小、强度较低、吸水率较高、抗渗性较差、抗冻性较差、导热性较差、吸声性较好。

6．材料的软化系数愈大表明材料的耐水性愈好。

软化系数大于0.85 的材料被认为是耐水的。

7．评价材料是否轻质高强的指标为比强度，它等于抗压强度于体积密度的比值，其值越大，表明材料质轻高强。

8．无机非金属材料一般均属于脆性材料，最宜承受静压力。

9．材料的弹性模量反映了材料抵抗变形的能力。

10．材料的吸水率主要取决于孔隙率及空隙特征，孔隙率较大，且具有细微而又连通孔隙的材料其吸水率往往较大。

11．材料的耐燃性按耐火要求规定分为不燃材料、难燃材料和易燃材料类。

材料在高温作用下会发生热变质和热变形两种性质的变化而影响其正常使用。

12．材料在使用环境中，除受荷载作用外，还会受到物理作用、化学作用和生物作用等周围自然因素的作用而影响其耐久性。

13．材料强度试验值要受试验时试件的形状、尺寸、表面状态、含水率、加荷速度和温度等的影响。

14．对材料结构的研究，通常可分为宏观、细观和微观三个结构层次三.选择题（单选或多选）1.含水率4%的砂100克，其中干砂重 C 克。

A. 96B. 95.5C. 96.15 D 972.建筑上为使温度稳定，并节约能源，应选用 C 的材料。

中央广播电视大学2011—2012学年度第一学期“开放本科”期末考试(半开卷)土木工程力学（本）试题2012年1月、一、单项选择题在所列备选项中，选一项正确的或最好的作为答案，将选项号填入各题的括号中。

1.用位移法计算图示各结构，基本未知量是两个的结构为（A ）。

2. 用力法计算超静定结构时，基本未知量是（多余未知力）。

3. 图示结构杆件BA的B端转动刚度BAS为（ 3 ）。

4. 用力矩分配法计算结构得到一个收敛的结果，是因为（分配结点之间传递系数小于1 ）。

5. 反映结构动力特性的重要物理参数是（自振频率）。

6. 用力矩分配法计算超静定结构时，刚结点的不平衡力矩等于（附加刚臂中的约束反力矩）。

7. 影响线的纵坐标是（指定截面的某一量值）。

8. 受弯杆件截面内力有（弯矩、剪力、轴力）。

9. 不考虑杆件的轴向变形，竖向杆件的E I = 常数。

下图所示体系的振动自由度为（ 1 ）。

10. 力法典型方程是（多余约束处的位移协调条件）。

二、判断题11. 基本附属型结构力的传递顺序是: 从附属部分到基本部分。

（√）12. 结构由于弱阻尼其自由振动不会衰减。

（×）13. 当AB 杆件刚度系数iSAB3时，杆件的B 端为固定支座。

（×）14. 温度变化时静定结构中的杆件发生变形。

（√）15. 图(a)对称结构受对称荷载作用，利用对称性可简化为图(b) 来计算。

（√）16. 结构的自振频率与干扰力无关。

（ √ ） 17. 位移法的基本结构不是唯一的。

（ × ）18. 由于支座位移超静定结构产生的内力与刚度的绝对值有关。

（√ ） 19. 实际桁架结构的杆件只有轴力产生。

（ × ） 20. 结构的自振频率与结构中某杆件的刚度有关。

（√ ） 三、（10分）21.作图示静定结构的弯矩图。

四、（16分）22.用力法计算图示结构并作弯矩图，EI=常数。

解：典型方程011111=∆+=∆P x δ五、（14分）23.用位移法计算图示刚架，列出典型方程，求出系数项及自由项。

土木工程力学目录前绪第一篇：静力学基础………………………………………………第一章：力与力系的基本概念……………………………第二章：土木工程结构计算简图和受力图………………第三章：平面体系的几何组成分析………………………第四章：平面力系的平衡条件……………………………. 第二篇：静定结构的内力分析…………………………………第三篇：杆件强度、刚度与稳定性的计算……………………第四篇：超静定结构的内力分析………………………………看后记得评分谢谢了(ˇˍˇ) ～前绪一、土木工程力学研究的对象：抽象来说，土木工程力学研究的对象为质点，刚体，质点系和变形固体。

具体来说，土木工程力学研究的对象为土木工程结构和构件。

1、当物体在力的作用下产生变形时，如果这种变形在所研究的问题中可以不考虑或暂时不考虑，则可以把它看做不发生变形的刚体。

2、当物体的变形在研究的问题中不能忽略时，就要将物体看做变形固体，简称变形体。

3、任何物体都可以看做是由若干质点组成的，这种质点的集合称为质点系。

4、土木工程结构是指建筑物能承受荷载，维持平衡，并起骨架作用的整体或部分，简称结构。

5、构件是指构成结构的零部件，亦称杆件。

二、土木工程力学研究的任务：土木工程力学是研究结构的受力分析，几何组成规律，又研究构件的强度，刚度和稳定性条件的一门基础课。

三、土木工程力学的基础研究方法：1、受力分析法：分析力与力的内在联系，画出受力图。

2、平衡条件和剖析法：1)、平衡条件是指物体处于平衡状态时，作用在物体上的力系所应满足的条件。

2)、由物体的剖析原理可知，如果一个物体或物系处于平衡状态，那么它所剖分成的任一部分皆处于平衡状态。

（任取一部分（简单的一部分）为研究对象，画出受力图，利用平衡条件算出未知力，这是求解未知量的一种普遍方法，叫做截面法。

）3、变形连续假设分析法：土木工程力学研究的对象都是假设为均匀连续，各向同性的变形固体4、力与变形的物理关系分析法：变形固体受力作用后要发生变形，根据小变形假设可以证明，力与变形成正比（即力与变形为线性关心）。