土木工程力学第一章
土力学清华习题答案完整版
土力学清华习题答案完整版土力学清华习题答案完整版土力学是土木工程中的一门重要学科，研究土壤的力学性质和行为规律。
在土木工程设计和施工中，土力学的知识是不可或缺的。
清华大学土力学课程是土木工程专业的必修课之一，下面将为大家提供土力学清华习题的完整答案。
第一章：土与土体的物理性质1.1 什么是土力学？土力学是研究土壤的力学性质和行为规律的学科。
它主要研究土壤的物理性质、力学性质以及土体的变形和破坏等。
1.2 什么是土的颗粒成分？土的颗粒成分是指土壤中的颗粒状颗粒物质，包括砂粒、粉粒和粘粒。
1.3 什么是土的孔隙成分？土的孔隙成分是指土壤中的孔隙空间，包括毛细孔隙、微孔隙和宏孔隙。
1.4 什么是土的含水量？土的含水量是指单位质量土壤中所含水分的质量占总质量的百分比。
1.5 什么是土的容重和饱和容重？土的容重是指单位体积土壤的质量。
饱和容重是指土壤在饱和状态下的容重。
1.6 什么是土的干密度和饱和密度？土的干密度是指单位体积土壤的质量。
饱和密度是指土壤在饱和状态下的密度。
第二章：土的应力状态2.1 什么是应力？应力是指物体内部相邻两部分之间的相互作用力。
2.2 什么是应变？应变是指物体由于受到外力作用而发生的形变。
2.3 什么是应力张量？应力张量是指描述应力状态的二阶张量，它可以用一个3x3的矩阵表示。
2.4 什么是应变张量？应变张量是指描述应变状态的二阶张量，它可以用一个3x3的矩阵表示。
2.5 什么是黏性土？黏性土是指含有较高黏性成分的土壤，其含水量较高，易形成胶状物质。
2.6 什么是黏聚力？黏聚力是指黏性土在无侧限条件下的抗剪强度。
第三章：土的变形与固结3.1 什么是土的变形？土的变形是指土壤在受到外力作用下发生的形状和体积的改变。
3.2 什么是土的固结？土的固结是指土壤在受到外力作用下，由于颗粒重新排列而使体积减小的过程。
3.3 什么是固结指数？固结指数是指土壤固结过程中，单位体积土壤的体积减小量与初始体积的比值。
土木工程力学习题答案第1-2章
1.1 力的基本知识班级姓名座号1-1-1 看视频“击打棒球”，体会在1/1000秒内，用90kN的力将棒球的速度由40m/s 降为0，再由0沿相反增加到更大的速度。
看视频“击打气球”，体会在1/1000秒内，力的大小、变形的大小还在变化。
树立力与变形一致，力与运动状态改变一致的观念。
填空：力是物体之间相互的机械作用。
这种作用的效应是改变物体的运动状态和使物体变形。
在分析力的运动效应时，可以不考虑物体的变形，将实际变形的物体抽象为受力而不变形的物体，称为刚体。
力的单位为N（牛顿）。
1KN = 1000 N。
矢量是既有大小又有方向的量，例如速度、加速度为矢量。
1-1-2做梁受集中荷载作用的小实验，观察梁的变形；将集中荷载展开为均布荷载，观察梁的变形。
（图1-1）实验元件：纸片件、链条画图：依据小实验画梁的计算简图。
填空：图1-1中，受集中荷载作用梁的变形较大；力的线集度q的单位为kN/㎡。
图1-1 集中荷载与分布荷载1-1-3 试在图1-2中分别以A、B、C、D为作用点，按集中力的描述画力矢量，并标出该力的“作用线”。
图1-2 集中力的三要素1-1-4 自己的体重是0.65kN，身高 1.75m。
假设自己平躺在床上，并简化为均布荷载，则荷载的线集度q = 0.371kN/m。
1.2静力学公理（一）班级姓名学号1-2-1看视频“首尔的平衡达人”。
填空：试按认识、表达的顺序书写集中力的三要素：作用点，方向，大小。
1-2-2 看动画“二力平衡公理”。
填空：作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是，这两个力在同一直线上，指向相反，大小相等。
1-2-3 看动画“作用与反作用公理”。
填空：作用力和反作用力总是同时存在，分别作用在两个物体上，沿同一直线，指向相反，大小相等。
1-2-4 看动画“加减平衡力系公理”及其推论。
填空：力的可传性：作用在刚体上的力，可以沿着它的作用线移到刚体的任意一点，不改变力对刚体的作用效应。
土木工程力学复习题+模拟试卷+复习题及模拟试卷答案
《土力学》复习题第1章土的物理性质及工程分类一、填空题1.若某土样的颗粒级配曲线较缓，则不均匀系数数值较，其夯实后密实度较。
2.级配良好的砂土是指不均匀系数≥且曲率系数为的土。
3.利用曲线可确定不均匀系数C u；为了获得较大密实度，应选择C u值较的土作为填方工程的土料。
4.能传递静水压力的土中水是水和水。
5.影响压实效果的土中气是与大气的气体，对工程性质影响不大的土中气是与大气的气体。
6.对于粒径小于0.075mm的颗粒分析应采用法，对于粒径大于0.075mm的颗粒分析应采用法。
7.黏性土越坚硬，其液性指数数值越，黏性土的粘粒含量越高，其塑性指数数值越。
8.小于某粒径土的质量占土总质量10%的粒径，称为粒径，小于某粒径土的质量占土总质量60%的粒径，称为粒径。
9.处于半固态的黏性土，其界限含水量分别是、。
10.根据塑性指数，黏性土被分为土及土。
11.淤泥是指孔隙比大于且天然含水量大于的土。
12.无黏性土根据土的进行工程分类，碎石土是指粒径大于2mm的颗粒超过总质量的土。
13.冻胀融陷现象在性冻土中易发生，其主要原因是土中水分向冻结区的结果。
14.黏性土的灵敏度越高，受扰动后其强度降低就越，所以在施工中应注意保护基槽，尽量减少对坑底土的扰动。
15.通过砂土的密实度或标准贯入锤击试验的，可判定无黏性土的密实程度。
二、名词解释1.土的结构2.土的构造3.结合水4.强结合水5.颗粒级配6.液性指数7.可塑状态 8.相对密实度 9.土的湿陷性 10.土的天然稠度 11.触变性三、单项选择题1.对工程会产生不利影响的土的构造为（）。
（A）层理构造（B）结核构造（C）层面构造（D）裂隙构造2.土的结构为絮状结构的是（）。
（A）粉粒（B）碎石（C）粘粒（D）砂粒3.土粒均匀、级配不良的砂土应满足的条件是（C u为不均匀系数，C c为曲率系数）（）。
（A）C u< 5 （B）C u>10 （C）C u> 5 且C c= 1へ3 (D)C u< 5 且C c= 1へ34.不能传递静水压力的土中水是（）。
土木工程力学PPT课件
03第 3 节
平衡与平衡定理
第2章 力学基础知识
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第 2 节 力矩与力偶
一、二力平衡与二力杆件
❖ 平衡：是指物体相对于地球处于静止或作等速直线运动状态。物体不是在任何力系作用下都能 处于平衡状态的，只有力系满足平衡条件时，物体才能处于平衡状态。 ❖二力平衡定理：使物体处于平衡状态两个力大小相等、方向相反，作用线共线。 ❖二力杆：工程上，将结构中只在两点受力而处于平衡状态的杆件称为二力杆件，简称二力杆。
中分离出来，用简图单独画出，这个简图中的物体称之为脱离体，亦称隔离体； ➢ 解除约束后，欲保持其原有的平衡状态，必须用相应的约束力来代替原有约束作用。将作用于脱离体上的
所有主动力和约束力，以力矢形式表示在脱离体上，称之为受力图。 ➢ 画受力图的步骤 （1） 明确研究对象，画出研究对象的脱离体图。 （2） 在脱离体上画出全部主动力。 （3） 在脱离体上画出全部约束力。 （4） 画出尺寸线，标上尺寸。
第 1 节 力的概念与力的基本性质
四、力的合成与分解
等效力系
如果某一力系对物体产生的效应，可以用另一个力系来代替，则这两个力系 互称为等效力系。
力的合成与分解
当一个力与另一个力系等效时，则该力称为这个力系的合力；而该力系中的 每一个力称为分力；反过来，把一个力分解成两个力，称为力的分解。
力的平行四边形法则
第6页/共52页
02第 2 节
力矩与力偶
第2章 力学基础知识
第7页/共52页
第 2 节 力矩与力偶
一、力对点之矩
❖力矩：
概念：用F与d的乘积，再冠以正负号来表示力使物体绕O点转动的效 应，并称为力F对O点之力矩，简称力矩，以符号MO（F）表示，即
土木工程知识——静力学1
引 言
静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学。 静力学主要研究：力系的简化和力系的平衡条件及其应用。
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பைடு நூலகம் 3
第一章
静力学公理与物体的受力分析
静力学的基本概念
静力学公理 约束与约束反力 物体的受力分析与受力图
§ 1–1
§ 1–2 § 1–3 § 1–4
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第一章
静力学基本概念和物体的受力分析 §1-1 静力学基本概念
公理1
二力平衡公理
作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是：
这两个力大小相等 | F1 | = | F2 | 方向相反 F1 = –F2 作用线共线， 作用于同一个物体上。
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说明：①对刚体来说，上面的条件是充要的
②对变形体来说，上面的条件只是必要条件(或多体中)
③二力体：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力体。
说明：三力平衡必汇交 当三力平行时，在无限 远处汇交，它是一种特 殊情况。
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[例4] 尖点问题
32
[例5] 画出下列各构件的受力图
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三、画受力图应注意的问题
1、不要漏画力 除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触 才有相互机械作用力，要分清研究对象（受 力体）都与周围哪些物体（施力体）相接触， 接触处必有力，力的方向由约束类型而定。
∴ R , F3 也为平衡力系。 又∵ 二力平衡必等值、反向、共线， ∴ 三力 F1 , F2 , F3 必汇交，且共面。
公理4
[例] 吊灯
作用力和反作用力定律
等值、反向、共线、异体、且同时存在。
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公理5
刚化原理
变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体变成
本章讨论了土木工程力学主要任务
• 一物体（例为一刚性杆件）在平面内确定其 位置需要两个垂直方向的坐标（一般取水平x， 竖直y）和杆件的转角。 因此对应的约束力 是两个力与一个力偶。
2019/11/12
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4．土木工程力学的任务和内容 （1）了解土木工程力学的任务、目的，
结构正常工作必须满足的要求； （2）掌握内力图的概念，画法； （3）了解土木工程力学的内容。
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5．荷载的分类 （1）掌握荷载的概念； （2）了解按荷载作用范围的分类及分
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• 滚动铰支座：将杆件用铰链约束 连接在支座上，支座用滚轴支持 在光滑面上，这样的支座称为滚 动铰支座。表示物体在竖直方向 受到约束。
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• 链杆约束：链杆是两端用光滑铰链与 其它物体连接，不计自重且中间不受 力作用的杆件。物体在竖直方向受到 约束，约束力可向上，可向下。
问题，其它荷载在其他课程讨论。
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二、基本内容及要求
1．结构与构件 （1）理解结构的概念； （2）了解结构按其几何特征的三种分
类。
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2．刚体、变形体及其基本假设(P1-2)
（1）了解土木工程中物体的概念；
土木工程力学(1、2章复习重点)
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。
中职土木工程力学基础1.1
生变化或使物体产生变形。 在理解力的概念时要注意以下问题：
第一 物体的运动状态发生变化，是指物体速度大小或运 动方向的改变；物体的变形是指物体的形态或大小发生变化。
第二 力是物体与物体之间的相互作用。因此力不可能脱 离实际物体而单独存在。任何一个力都是一个物体对另一个物 体的作用。任何力都是成对出现的。有受力体必定有施力体。
在细体字母上加一箭头来表示力矢量，如 F 、F 的作 用效果也大，力小则作用效果也小。在国际单位制中，力的单 位是牛顿（N）千牛顿（KN）。
力的方向通常包含方位和指向两个涵义。例如，重力的方向 是“铅垂向下”，水平推力的方向是“水平向前”。
力的作用点就是力对物体作用的位置。
第三 两物体间的相互作用可以是直接接触。也不可以不 直接接触。
2.力的三要素 力对物体的作用效果取决于：力的大小；力的方向；力的
作用点。
力是一个既有大小又有方向的量，因此力是矢量。我们可用
一个带箭头的线段来表示力，如下图所示，按一定比例尺画
出的线段的长度表示力的大小，线段的方位和箭头的指向表 示力的方向，线段的起点或终点表示力的作用点F。代表力矢 量的符号用粗体字母表示，如 F、FN；有时为了方便，也可
在力的三个要素中，有任何一个要素改变时，都会对物 体产生不同的效果。 如下图所示。
3.平衡的概念： 物体的平衡状态，是指物体相对于地球保持静止或作匀速
直线运动的状态。 同时作用在一个物体上的一群力称为力系。使物体处于平
衡状态的力系称为平衡力系。
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作用力和反作用力总是同时存在,分别作用在相互作用的两 个物体上,沿同一直线,指向相反,大小相等。
图1-5 比较两个公理
1.2.3 平行四边形法则
图1-6 力与力系的等效替换
1.1.1 力 力是物体之间相互的机械作用。
图1-1 力与变形、与运动状态改变的一致性
1.1.2 集中力 分布力 如图1-1所示,脚踢球的力作用在球的一定部位、一定范围,并 且有一定的方向和大小。
图1-2 对力的单位的体验
图1-3 小实验 分布力、集中力的变形效应不同
图1-4 平衡
1.2.1 二力平衡公理
1.4.1 几种理想约束的约束力
1.柔性约束 由绳索、钢丝束、链条、胶带等形成的约束称为柔性约束。
图1-17 几种理想约束的约束力
图1-17 几种理想约束的约束力(续)
2.二力杆件约束 只受二力作用且处于平衡状态的杆件称为二力杆件。
3.光滑接触面约束 当约束与研究对象的接触略去摩擦时,接触面抽象为光滑接触面, 此时的约束称为光滑接触面约束。
1.3.2 实验模型 一些重大工程,要建立试验模型进行模拟测试,检验工程计算 的精度。
图1-14 肋拱式输水渡槽计算简图
图1-15 中铁大桥局桥科院展示的贵州巴陵河大桥的试验模型
1.杆件
采用容易变形的钢锯条、硬纸条做杆件。 2.结点
将几根钢锯条端部的圆孔对齐,插入螺栓,即束
一个光滑的圆柱销钉插入两构件的光滑圆孔,形成光滑圆柱铰链 。
1.4.2 隔离体与受力图 分析结构或构件的受力,需要把结构或构件从与周围相连的 物体中隔离出来,从而明确研究对象,准确显示其他物体对研 究对象的作用。
图1-18 物块的受力图
1.4.3 单个物体的受力图
如图1-9a所示,单层厂房在建造时,预制的钢筋混凝土柱是怎 样吊装到位的?
图1-16 结点与支座的模型
3.支座 将两根塑料短链杆的一端用螺栓拼到木条的两个孔上,另一端孔 对孔穿螺栓再与锯条端孔相连,形成固定铰支座;在木条上开一个 V形槽,限制锯条的端部左右移动和向下移动,容许转动,也可模拟 固定铰支座(图1-16c)。
4.荷载
链条展开,模拟分布荷载;链条集中,模拟集中荷载(图1-3)。
图1-19 起吊钢筋混凝土柱的两种绑扎方法
图1-20 起吊初期柱的受力图
图1-21 斜吊、直吊状态下柱的受力图
图1-22 楼盖大梁的受力图
图1-23 屋架的受力图
图1-24 管道支架梁的受力图
1.4.4 简单物体系统的受力图 两个或多个物体按一定方式连接的系统称为物体系。
图1-25 滑轮的受力图
图1-10 装配式门式刚架
图1-11 实际支座抽象为固定铰支座
图1-12 实际支座抽象为可动铰支座
图1-13 实际支座抽象为固定端支座
2.荷载的简化 结构构件的自重、楼面上人群或物品的重量、厂房中设备的重量 、水压、风压、雪压、车轮的轮压等,都是以力的形式直接作用 在结构上的,称为直接作用,习惯称为荷载。
图1-26 三铰拱的受力图
图1-27 钢筋混凝土管的受力图
1.2.4 加减平衡力系公理 在已知的力系上,加上或减去任意的平衡力系,不改变原力系 对刚体的作用效应。
图1-7 力系的合成与力的分解
图1-8 加减平衡力系
1.3.1 计算简图
1.结构的简化 将空间杆系结构简化为平面杆
系结构 一般的杆系结构都是空 间结构(图1-9a)。
图1-9 单层厂房的计算简图