基本物理学原理在土木工程中的应用浅议

陈子轩

摘 要： 该篇文章主要是阐述基本物理学在我们当今土木工程当中的应用，并对此进行详细的分析与探讨，以为相关人员作出进一步的指导，推动其乃至整个社会不断向前发展，造福于人类。

关键词： 物理学；土木工程；应用分析

1、引言

我们都知道，物理是主要是去研究相关物质结构以及物质之间相互作用与运动规律的一门自然科学。它主要是以实验作为基础，其体现出的一个永恒的主题，便是积极的去寻找各种的科学定律。而在我们物理学当中，应用最为广泛的就是力学了，力学在一定的程度上作为物理学的重要分支，可以分为三个方面，即静力学和运动学以及动力学。力学在我们生活的许多场合当中也得到了深刻的体现，例如：体育运动方面：跳高、跳水、体操、铅球、标枪等；天体物理方面：如天体的运行、一些星体的发现、人类的太空活动等；交通安全方面：汽车制动、安全距离、限速等；土木建筑方面：如桥梁、码头、道路等，这也是最重要，最让人类收益的方面。 在土木工程当中，其中的结构设计是我们大部分的人才的归属，所以，在设计的过程当中，难免和物理专业有一定的交集，说直白点，也就是就是难免会用到力学各种知识。所以说，物理与和木工程专业之间的联系主要在于，土木工程对于力学思维要求是非常高的，特别是一些将来要从事结构设计的人员。以下我们主要从力学在土木工程当中的应用进行相应的分析与探讨。

2、土木工程是我们力学应用的最早的领域之一

2.1 土木工程当中力学内容的应用

主要包括了理论力学、结构力学、弹性力学、土力学和岩石力学以及材料力学等几个固体力学的学科。理论力学：与我们大学物理当中的一些内容是相关联的，其研究的主要是刚体，是我们各个力学的基础的学科，其他的力学所研究的就是变形体。材料力学：主要是探讨作用力对于我们相关物体内效应，即物体的形状的改变，可进行强度、刚度和稳定性的分析和计算。结构力学：在理论力学与材料力学的基础之上，进一步的去研究和分析计算杆件相关结构体系的基本的原理以及基本的方法，充分了解受力的性能。弹性力学：研究计算弹性体在相关外力作用下的应变、应力以及位移。土力学：研究地基的应力和变形以及挡土墙与土坡等等稳定计算的原理和方法。岩石力学：研究其岩石的地基和边坡以及相关的地下工程等等稳定性的分析和计算方法。

2.2 土木工程中力学的分类

弹性力学类：其思维的方式主要与高等数学体系建构相类似，将高等的数学作为微分体，基本上是不引入计算假设的，在此基础之上，引入一些针对其岩土材料的计算的假设，并构成了土力学和岩土力学。结构力学类：其具有更加强烈的工程的特点，简化的模型主要为质点或者是杆件，在相关力学体系建立起之前就作出了相关的计算的假设，总之其力学的体系的建构的过程和弹性力学是不同的。

3、力学在土木工程中的应用浅议

3.1 力学和土木专业相关课程的建构

我们都知道，土木工程主导的专业课程建构都是依赖于几大力学来实现的。基于相关的结构力学类：砌体结构、高层建筑结构、钢结构、桥梁结构、建筑施工的技术以及建筑抗震设计和组合结构；基于相关的弹性力学类：地基的处理和加固、挡土结构和基坑工程、基础工程与地下结构等等。

任何的学科都不是独立的一门学科，土木工程教学当中，要求我们去掌握的知识有很多领域的交叉，和建筑学以及建筑学经济等等都有着密不可分的联系，和建筑学的联系主要在于房屋建筑学；和经济建筑相关的就是工程的概预算和项目组织和管理以及工程的招投标等等相关的课程；其他课程：工程制图、工程测量、建筑CAD等等。

3.2 力学在我们土木工程计算当中的应用分析

我们学习力学的目的就是去进行相应的工程的计算。土木工程是一个涵盖十分广泛的学科，它下设了六个二级的学科，即岩土工程，市政工程，桥梁和隧道工程、防灾减灾工程和防护工程，结构工程以及供热、燃气、通风和空调工程等等，其计算分析的对象必须包括下面几个方面：工业的建筑、民用的建筑、公共的建筑、道路与桥梁和隧道等等多数的工程类型。力学在我们工程当中应用，首先就需要提取出一些工程计算的模型，例如属于杆系结构的工程的对象就要运用相关力学手段去分析；属于实体结构的一些工程对象的分析则主要是去运用弹性力学与土力学以及岩石力学等相关的手段去积极的完成；而对于一些难以求解的较为复杂的相关的工程问题，就必须要寻求相关的数值进行解答，当然，其数值的计算方法也是我们这几十年来在解决相关工程问题当中发展最为快速的一项研究的方向。

4.推进基本物理学在土木工程中运用的意见和建议

首先，土木工程建设的相关工作人员要在具体的实践中运用基本物理学，那就必须要先了解基本物理学的相关知识，知道基本物理学知识的具体内涵及其作用。土木工程的相关工作人员一定要知晓土木工程建设与物理学是息息相关的，在开展土木工程建设的过程中，经常会用到物理学的相关知识，所以，土木工程建设的相关工作人员一定要重视对基本物理学知识的学习与运用。在开展相关工作的过程中，一定要先掌握基本物理学的相关知识，然后，积极运用相关物理学的知识，促使相关物理学的知识可以推进土木工程建设的开展。其次，在运用基本物理学的过程中一定要结合土木工程建设的特点，按照相关要求，将基本物理学与土木工程建设有机结合。在开展土木工程建设的过程中，一定要从土木工程建设的实际情况进行分析，了解土木工程具体概况，然后，结合基本物理学的相关知识，合理地将基本物理学运用于土木工程建设的过程中，严格按照相关要求，从而，可以更好地提高土木工程建设的质量。除此之外，要想推进基本物理学在土木工程中的运用，相关工作人员一定要注重对基本物理学知识的普及与运用。只有在土木工程建设工作人员对基本物理学有一个清晰的了解的基础上，才可以实现基本物理学与土木工程有机结合。提高土木工程建设工作人员对基本物理学知识运用的意识，这是推进基本物理学与土木工程相结合的首要前提。而且，相关工作人员还要具备较强的基本物理学知识，只有这样才可以将其运用土木工程建设过程中。

结束语：

综上所述，作为土木工程专业的学生，在学习期间，要积极努力的去学习相关的材料力学、结构力学、流体力学、土力学、建筑材料、混凝土结构与钢结构、房屋结构、桥梁结构、地下结构、道路勘测设计与路基路面结构、施工技术与管理等。这当中所有的结构都要设计力学相关知识，要是其建筑结构比较的牢固，就要充分的从力学这个方面去考虑，使其最大限度的符合我们力学的要求，从而保证相关建筑的安全性。然后在我们安全基础之上，去追求相关力学所带来的美感，使其建筑存在美好的观赏性，符合大多数人们的审美。总之，物理和我们土木工程专业是息息相关的，物理给我们土木建筑提供了很好的标准与要求，让人们有更大的想象发挥的空间，从而不再为建筑的安全担忧。

参考文献

[1] 薛云亮，李庶林，林峰，徐宏斌.类岩石材料声发射参数与应力和应变耦合本构关系[J]. 北京科技大学学报. 2011（06）.

[2] 单宁.基于光纤声发射传感技术的桥梁监测实验研究[J]. 压电与声光. 2011（02）.

[3] 胡锦和.施工过程控制对建筑工程造价的影响研究[J]. 淮阴工学院学报. 2014（01）.

[4] 石小何，高书苑，严有琪.新型无损检测技术在焊缝缺陷检验中的应用[J]. 广东化工. 2013（21）.

[5] 胡逸捷，黄文. 浅地表地球物理技术在岩土工程中的应用与挑战[J].土工基礎. 2017（03）.