關(guān)于大堤的力學(xué)分析

1、關(guān)于大堤的力學(xué)分析,BP03203198 胡堯,序,筆者家在洞庭湖，屢目睹洪水之猛于虎，98年探親外家，親見水渠潰決，一鄉(xiāng)親一家七口，唯余一七旬老婦。今尤未忘！遂有此文。,關(guān)于大堤的力學(xué)分析,1 最優(yōu)截面斜率2 截面的穩(wěn)定3 縱向形狀粗探,對(duì)切面行狀的討論模型 A,考慮水滿時(shí)的情況，設(shè)一面為垂直，另一面為一曲線表達(dá)式為 x=f(y)(0<y<h)。,,對(duì)于在中國(guó)較普遍的土質(zhì)江堤，可建立以

2、下模型：大堤可作為由無數(shù)極薄的片層組成。每層之間的作用力為 f=uN N 為正壓力 u為常數(shù)。,,對(duì)于任意一個(gè)“片層”。堤長(zhǎng)為s時(shí)。水的密度為p,粘土密度為q。水對(duì)“片層”以上部分的壓力為：,,=pg,/2,,,而在一般情況下，通常截面為一銳角三角形。并有如下關(guān)系：,,通常，為了安全等原因，堤被設(shè)計(jì)成梯形，但斜率任滿足上述關(guān)系。,斜面的穩(wěn)定模型 B,模型A可以保證堤自身的牢固，不可確保堤身的

3、穩(wěn)定。于是建立模型B。對(duì)于使得k較大的材料，水壓力的作用線處于A點(diǎn)上方。一定條件下可能使堤傾覆。,,對(duì)三角形ABF求重心，得cosF=cos(180-A-B)=,平衡條件,p為水的密度，q為堤身的密度，,,由于向水面易被水蝕，k2越小越好。1/K=1/k1+1/k2K一定的情況下，上機(jī)編程用迭代法可求出最小的k2。大致形狀如圖（土堤）對(duì)不易被水蝕的混凝土堤，可采用一角正弦值為K的直角梯形。,模型 C,大堤總有一定的外

4、形什么樣的外形牢固，省料？假設(shè)堤與堤基無作用力，而只與兩端有作用力。建立模型C。,模型 C 的假設(shè),[1] 假設(shè)堤與堤下的土層無作用力.[2] 假設(shè)堤的形狀是只能稍微改變的.[3] 假設(shè)堤長(zhǎng)是有限的, 不妨想象為橫斷兩 山間峽谷.[4] 正如現(xiàn)有的大多數(shù)建筑材料一樣, 堤身的材料是耐壓力遠(yuǎn)大于耐拉力的.,直線型的大堤,一直線型大堤如圖:對(duì)其中一點(diǎn),受力分析: 在水的壓力下,堤身發(fā)生微

5、小的行變．正由于形變是微小的，角a,b無限小．F1,F2(表現(xiàn)為拉力)無窮大.跟據(jù)假設(shè),大堤會(huì)被拉斷.,另一種假設(shè),如果把材料換成一種抗拉不抗壓的呢? 把一段這樣的材料首尾相接,假如它能自由移動(dòng),那么,我們不難想象,它最終會(huì)變成一個(gè)穩(wěn)定的環(huán)行!,,,,,,,,,,,聯(lián)想,若材料任是抗壓不抗拉的？把水換在外側(cè)，環(huán)行應(yīng)任為穩(wěn)定的！,,,,,,,,,,事實(shí)上，對(duì)環(huán)行上一點(diǎn)受到臨近點(diǎn)的作用力表現(xiàn)為壓力。符合假設(shè)