力學知識在實際工程建設中的應用探析

李磊

摘 要：工程力學知識在當前實際工程建設技術研究中發揮著不可替代的作用。本文結合當前主要類型中工程力學的應用，以及工程建設中常見工程力學學科知識，開展了力學知識應用實踐研究。

關鍵詞：工程力學；工程建設；實踐應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.091

在我國的工程技術研究中，基礎理論性研究占據著較為重要的作用。其中作為工程建設技術研究最為基礎與核心的技術理論，力學知識特別是工程力學基礎知識的應用，為我國的工程技術發展提供了不可替代的支持作用。因此我們結合當前工程建設的實踐技術，以及工程力學的應用理論，開展了工程力學在工程建設中的實踐應用研究。

1 工程力學在當前工程建設中的實踐應用研究

工程力學是力學知識在工程建設中最為常用與基礎的學科知識，因此在當前我國的各類工程建設中得到了廣泛應用。因此我國的工程建設技術研究人員，結合工程建設中的力學應用特征，將工程力學知識在工程建設中的實踐利用進行了系統化研究。目前就實踐應用而言，工程力學知識在以下工程建設中得到了廣泛應用。（1）高層與超高層工程建設。隨著我國城市建設的開展，各類高層與超高層建筑建設數量，正在不斷地增加中。而在高層與超高層建筑施工與使用過程中，工程力學的應用對于工程安全與質量保障起到了不可忽視的作用。（2）能源工程。能源工程建設是我國未來發展的重點工程，也是決定國計民生的重點工程。在能源工程應用中我們發現，無論是電力、石油、風力，甚至是核能工程建設中，工程力學知識都得到了廣泛應用。如核電廠工程施工中，工程力學技術的應用，極大地提高電廠反應堆外殼的穩定性與堅固性，進而很好地提高了核電廠工程安全性。（3）水利工程建設。水利工程在我國電力與農業發展中，起到了不可忽視的作用。在我國大中小型水利工程技術研究中，工程力學也得到了有效應用。其中長江三峽水利樞紐工程建設中，就廣泛的應用了水工力學、通航水力學、河流動力學問題、巖基力學等各類力學與工程力學基礎知識，確保這一偉大工程的順利完成。（4）國防工程。在我國的國防工程建設中，無論是武器基地、機場等國防基礎建設，還是各類導彈、飛機、艦船等武器研究建設中，工程力學都發揮了不可忽視的作用。因此力學與工程力學知識基礎探究，將會為我國各類工程建設質量提升，提供有效的理論支持，這也是我們此次研究開展的基礎。

2 工程建設中常用的工程力學內容

工程力學是一門歷史悠久、構成復雜的力學學科，其所包含的副學科理論對在工程建設中可以起到不同的技術支持作用。

（1）土力學與巖體力學。土力學與巖體力學是工程力學研究的兩個重要基礎學科。在工程建設實踐過程中，兩門學科主要應用于工程地基、鉆探、地下開挖以及地下交通等各類工程的應用中。如在當前高層與超高層建筑施工中，深基坑施工技術得到了廣泛應用。在深基坑挖掘與支護過程中，土力學公式發揮著重要作用。技術人員需要根據不同土質力學特點，進行計算，進而確定挖掘與支護方案，確保深基坑穩定性。而在地下挖掘施工中，技術人員需要根據地下巖體結構特征，進行其力學特征分析，提高地下工程巖體穩定性，避免塌方、滲漏等事故的出現。特別是在地下軌道交通工程施工中，技術人員需要很好的結合土力學與巖體力學工程，在地下交通隧道、車站以及地下配套設施工程施工中，發揮其技術支持作用。

（2）連續體力學到理性力學的發展。連續體力學是研究工程中各結構物理力學特點的力學理論，如建筑中梁結構剛度與強度；柱結構力學穩定性；建筑各結構變形問題產生和力學的關系等，都是這一學科研究的重要內容。但是隨著連續體力學研究的推進，這一學科中各類結構模型與公式都出現了不自然的問題，影響了其技術理論作用。因此物理力學研究者以現代數學為基礎，在上世紀中頁提出了理性力學觀點，并將其與連續體力學進行結合，提出了理性連續體力學的新體系。這一體系對于建筑結構整體以及各結構間力學特性與穩定性研究提供了有力的支持作用。

（3）固體力學研究的發展。

固體力學是工程力學的一個重要組成部分，也是工程建設中應用最為廣泛的力學知識體系。其主要組成包括了材料力學、結構力學、彈性力學、塑性力學、復合材料力學以及斷裂力學等基礎學科。其中以材料力學、結構力學、彈性力學為基礎的建筑力學，是當前土木工程建設中應用最廣，研究最多的工程力學內容。如在工程建設技術研究中，材料力學的研究可以確保施工材料韌性、抗壓強度、穩定性等數據符合建筑設計方案與實際使用要求，進而保證建筑施工與使用的質量。而結構力學則是在建筑結構設計中，利用力學原理確保建筑結構穩定安全。彈性力學則是在材料彈性基礎上，為建筑的抗震、抗壓性能提供保障。

（4）計算力學理論的提出與應用。計算力學是建立在計算機計算技術與工程力學基礎上的一門力學學科。其主要包括了基礎計算力學與工程計算力學兩個分支。其中后者是對于工程建設起到了主要的技術理論支持作用。其構架包括了建筑力學、離散化技術、數值分析和計算機軟件技術。其主要作用就是通過計算機軟件，使用離散化技術和數值分析方法，對建筑結構進行分析、檢測以及優化的技術手段。

（5）其他工程力學學科簡述。隨著力學研究以及工程技術研究的不斷進步，工程力學中還產生了一些其他的學科理論，如靜力學與動力學、可靠性力學、概率有限元法等分支理論，都在工程技術研究中起到了一定作用。如在靜力學與動力學研究中，我們形成了靜結構力學與動結構力學概念，進而為建筑結構穩定研究提供了新的力學理論基礎。

（6）工程力學實驗室研究。工程力學作為一項重要的技術理論學科，其在工程技術中的應用與實驗室研究有著不可分割的關系。如材料力學實驗室研究，可以驗證建筑材料是否達到建筑技術要求，進而確保建筑材料的使用質量。

參考文獻：

[l]郝光普.力學知識在實際工程中的應用[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2013（11）.

[2]李振浩.淺談力學在土木工程中的應用與發展[J].科技資訊，2015（32）.