地面力学
车辆地面力学
车辆地面力学
车辆地面力学是研究车辆在路面行驶时所受到的力学作用的科学领域。
在车辆行驶过程中，地面力学起着至关重要的作用，影响着车辆的稳定性、操控性和行驶效率。
本文将从车辆地面力学的角度探讨车辆行驶的基本原理、影响因素以及相关的工程应用。
车辆地面力学主要包括三种力：牵引力、制动力和横向力。
牵引力是车辆行驶时轮胎与地面之间的摩擦力，用来推动车辆前进；制动力则是用来减速和停车的力；横向力是指车辆在转弯时轮胎与地面之间的横向摩擦力，用来保持车辆在转弯时的稳定性。
这三种力相互作用，决定了车辆在不同路况下的行驶状态。
影响车辆地面力学的因素有很多，包括路面摩擦系数、车辆质量、车辆速度、轮胎类型和气压等。
路面摩擦系数是指路面和轮胎之间的摩擦程度，是决定牵引力、制动力和横向力大小的重要因素。
车辆质量越大，需要的牵引力和制动力就越大；车辆速度越快，横向力的需求也越大。
轮胎类型和气压则直接影响着轮胎与地面之间的摩擦力，进而影响车辆的操控性和稳定性。
车辆地面力学在工程领域有着广泛的应用。
在汽车制造领域，设计优化车辆底盘结构和悬挂系统，以提高车辆的操控性和舒适性；在道路设计领域，研究路面的摩擦系数和路面材料，以提高路面的抓地力和耐久性；在运输领域，优化车辆的动力系统和轮胎组合，以提高车辆的运输效率和节能减排。
车辆地面力学是研究车辆在路面行驶时所受力学作用的重要领域，对于提高车辆的操控性、稳定性和行驶效率具有重要意义。
通过深入研究车辆地面力学的原理和影响因素，可以为汽车制造、道路设计和运输管理等领域提供科学依据，推动交通运输行业的发展和进步。
基于地面力学理论的机场缓冲地带设计方法
１ ２ 飞机 受 力分析 ．
当前 、 主起 落架 均压 入 拦 阻砂 中时 ， 根据 能量 守恒 定律 ， 阻 砂 作用 在 飞 机 上 的 阻力 所 作 的 功就 是 把 飞 拦
基 于 地 面 力 学 理 论 的 机 场 缓 冲 地 带 设 计 方 法
朱剑 飞 ， 良才 李光元 邵 斌 王海服 季正红 韩夏 冰４ 蔡 ， ， ， ， ，
（． １ 空军工程大学 工程学 院 ， 西 陕 军机场营房处 ， 浙江 杭州 西安 ７ ０ ３ ；． １０ ８ ２ 中航第 三工程总 队 ， 苏 江 成都 南京 ２ ０ ０ ； ． 京军 区空 １０ ０ ３ 南 ３ ００ ；． １０ ８ ４ 空军第八空 防工 程处 ， 四川 ６００ ） １０ ０
摘要
针对 机场 缓 冲地 带 的设 计 ， 过建 立飞 机 机 轮 一阻机 砂 堤 的力 学分 析 模 型 ， 用 地 面 力 通 运
学理 论 ， 采用 Ｂ ｋ ｅ 承压 模 型和 Ｊｎ ｓ 剪 切模 型 ， ｅｋｒ ａｏｉ 结合 实 际应 用 中机 轮 所 受 的水 平 阻力 应 符合
起 落架 的设 计 范 围 ， 导 出阻机砂 堤 设计 公 式 ， 推 总结 了缓 冲地 带的几 何设 计 要 求 和设 计 步骤 ， 最
收 稿 日期 ：０ ０—１ ２１ ０—１ ２ 基金项 目： 陕西省 自然科学基金资助项 目（ Ｊ８ ：０ Ｓ０ Ｅ １ ） 作者简介 ： 朱剑 飞（ ９ ３一）男 ， １８ ， 福建莆 田人 ， 硕士生 ， 主要从 事机场规划与设计研 究 ． Ｅ—ｍ ｉ：０ ２６ ３ ４ Ｑ ｃｎ ａｌ１３ ８ １ １＠Ｑ ．ｏ
大学土力学试题及答案
土力学与基础工程0.土：地球表面的整体岩石在大气中经受长期的风化作用而形成的、覆盖在地表上碎散的、没有胶结或胶结很弱的颗粒堆积物。
1.土的主要矿物成分：原生矿物：石英、长石、云母=次生矿物：主要是粘土矿物，包括三种类型=高岭石、伊里石、蒙脱石4.粒组的划分：巨粒(>200mm)粗粒(0.075~200mm) 卵石或碎石颗粒(20~200mm)圆砾或角砾颗粒(2~20mm)砂(0.075~2mm)细粒(<0.075mm)粉粒(0.005~0.075mm)粘粒(<0.005mm)5.土的颗粒级配：土由不同粒组的土颗粒混合在一起所形成，土的性质主要取决于不同粒组的土粒的相对含量。
土的颗粒级配就是指大小土粒的搭配情况。
6.级配曲线法：纵坐标：小于某粒径的土粒累积含量横坐标：使用对数尺度表示土的粒径，可以把粒径相差上千倍的粗粒都表示出来，尤其能把占总重量少，但对土的性质可能有主要影响的颗粒部分清楚地表达出来.7.不均匀系数：可以反映大小不同粒组的分布情况，Cu越大表示土粒大小分布范围广，级配良好。
8.曲率系数：描述累积曲线的分布范围，反映曲线的整体形状9.土中水-土中水是土的液体相组成部分。
水对无粘性土的工程地质性质影响较小，但粘性土中水是控制其工程地质性质的重要因素，如粘性土的可塑性、压缩性及其抗剪性等，都直接或间接地与其含水量有关。
10.结晶水：土粒矿物内部的水。
11.结合水：受电分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水。
12.自由水：存在于土粒表面电场影响范围以外的土中水。
13.表示土的三相组成部分质量、体积之间的比例关系的指标，称为土的三相比例指标。
主要指标有：比重、天然密度、含水量（这三个指标需用实验室实测）和由它们三个计算得出的指标干密度、饱和密度、孔隙率、孔隙比和饱和度。
14.稠度：粘性土因含水量的不同表现出不同的稀稠、软硬状态的性质称为粘性土的稠度。
15.粘性土的界限含水量：同一种粘性土随其含水量的不同，而分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态。
土壤动力学基础
2 压实土壤所产生的阻力
压实土壤所产生的阻力 所消耗的功等于压出车辙所做的 功，即：
Z
RL BL pdz
0
式中:R—行走阻力
L— 行驶距离 B—车轮或履带宽度 p—接地压力
Z—下陷（车辙）深度
据 则：
（1）履带压实土壤所产生的阻力
P
(kc b
k )Z n
R
BZ (kc 0B
k )z ndz
• 塑限
WP
• 液限 WL
• 塑性指数 PI WL WP
（7）粘附极限
Wt
1．土壤土壤的主要力学参数及其测定
（1）土壤坚实度 又称土壤硬度，是指一定形状的几何体插入土壤时所
受的阻力。最常用的是锥体和平板。
（2）土壤外附力与内聚力
土壤外附力（系数）：土壤着金属或其它材料表面的力，N/m2 土壞内聚力（系数）：土壤颗粒间的粘结力， N/m2 这两个参数可用土壤外附力/内聚力测定仪测定。
tg
f
式中： C Wtg 为最大推进力，第一项是由土壤内聚性所发挥 出的推进力；第二项是由于土壤的内摩擦性所发挥的推进力 。 f为滚动阻力系数， f R
W
为提高牵引系数，一方面靠提高推力；再一方面就是减小阻 力。
（2）改进途径 ① 提高推进力的途径
从 是
Hmax Ac Wtg
可看出，要增加推进力，一个方法
式中： —剪切应力； —-土壤内摩擦角；p—正压（应）力；
d—剪切位移；c—土壤（切向）内聚力系数； k 、 k1、 k2—土壤剪切变形模数。
四、行走机构推力计算 1行走机构受力分析
牵引力T=H-R
滑转率（打滑率）
i
车辆理论速度 - 车辆实际速度 车辆理论速度
地面力学
1.地面力学主要研究机器与其工作地面（土壤）之间的相互作用过程。
2.土是经岩石风化作用后，以不同的搬运方式，在不同地点堆积下来的自然历史产物。
3.土的物理性质指标：实测指标：①土粒密度 rs=Ms/Vs ②土的密度 r=M/V ③含水率 ω=Mw/Ms*100% 导出指标： ①孔隙度 n=V v /V ②空隙比 e=V v /Vs ③饱和度 Sr=Vw /Vv ④干密度 rd=Ms /V4.土压缩的特点：碎散性较大；压缩变形主要是由于孔隙的减小引起的；饱和土的压缩需要一定的时间。
5.土体的破坏形式：土的破坏是剪切破坏，即因土的强度不足抵抗某一剪切面上的剪应力作用，顺着该剪应力方向的剪切变形急剧发展造成的破坏。
6.土的抗剪强度特点：多相，松散；土壤被破坏是颗粒间联结被破坏；抗剪强度和σ有关；τf=f （σ）σ越大，τf 越大7.土体破坏的三种模式：整体剪切破坏：土体中出现与地面连通的滑动面，地面显著向上隆起；冲剪破坏：土体发生较大的压缩变形，不出现明显的滑动面，地面没有隆起现象；局部剪切破坏：破坏面只在土体内部出现，地面稍有隆起现象。
8.承载能力：砂性土：W=½Ab ɣN ɣ 黏土：W=AqNq+AcNc9.贝克公式：P=（Kc /b+K φ）n Z10.影响履带接地压力因素：支重轮间距s 和支重轮数目有关，s ↓ 接地压力越均匀；重心纵向、横向偏心距e 和c ，e ↓、均布↑，c ↓、均布↑；履带节距t ，t ↑、均布↓；支重轮半径r ，r ↑、均布↑；履带挠性↑、均布性↑；支重轮刚性↓、均布↑；履带张紧力↑、均布↑；土壤性质11.履带接地平面核心域及偏离后果：履带接地平面核心域是履带接地段几何中心周围的一个区域（具体说是c 为-B/2<c<B/2，e 为-L/6<e<L/6）只要机器重心在这区域内整个履带接地长度都能承受一定载荷，反之只有一部分能承受载荷。
后果：使接地面积减小；最大接地压力升高；稳定性下降；沉陷量升高；行驶阻力升高。
车辆地面力学
车辆地面力学
车辆地面力学是研究车辆在行驶过程中与地面之间的相互作用的科学。
它涉及到车辆的悬挂系统、轮胎、地面摩擦力等多个方面，对于车辆的行驶稳定性、舒适性、安全性有着重要的影响。
车辆的悬挂系统是车辆地面力学中非常重要的一部分。
悬挂系统通过减震器和弹簧等装置，可以减少车辆在行驶过程中受到的震动，提高乘坐舒适性。
同时，悬挂系统还可以保持车辆的稳定性，使车辆在转弯、加速、减速等情况下保持良好的操控性。
轮胎是车辆与地面之间直接接触的部分，其地面摩擦力对车辆的行驶性能有着至关重要的影响。
地面摩擦力可以使车辆在行驶过程中获得足够的抓地力，从而保证车辆的行驶稳定性。
而不同类型的轮胎在不同路面上的摩擦系数也会有所不同，因此在选择轮胎时需要考虑到车辆的使用环境和需求。
地面的情况也会直接影响车辆的地面力学特性。
不同路面的摩擦系数、颠簸度、坡度等因素都会对车辆的行驶产生影响。
在不同的路况下，车辆的悬挂系统和轮胎需要做出相应的调整，以保证车辆的行驶安全和舒适性。
总的来说，车辆地面力学是一个综合性的学科，涉及到多个方面的知识和技术。
通过对车辆的悬挂系统、轮胎和地面情况等因素的研究，可以帮助提高车辆的行驶性能，提升乘坐舒适性，保证行驶安
全。
在未来的发展中，更加深入地研究车辆地面力学，将有助于推动汽车工业的发展，为人类出行提供更加便利和舒适的条件。
车辆地面力学
车辆地面力学车辆地面力学是研究车辆在地面上行驶时所受到的各种力的学科。
它主要研究车辆的牵引、制动、转向、稳定性、悬架、轮胎等方面的力学问题。
下面将对车辆地面力学的几个方面进行详细的介绍。
一、牵引力学牵引力学是研究车辆在起步、加速、爬坡等情况下所受到的牵引力的学科。
在牵引力学中，主要涉及到车辆的发动机、变速器、传动轴、差速器、轮胎等部件。
车辆在起步和加速时，需要克服惯性力和摩擦力的阻力，从而产生牵引力。
而在爬坡时，车辆还需要克服重力的阻力，因此需要更大的牵引力。
在设计车辆时，需要考虑车辆的牵引力是否足够，以满足车辆的各种使用要求。
二、制动力学制动力学是研究车辆在制动时所受到的各种力的学科。
在制动力学中，主要涉及到车辆的制动器、制动盘、制动鼓、制动液等部件。
车辆在制动时，需要克服惯性力和摩擦力的阻力，从而产生制动力。
而在急刹车时，车辆还需要克服重力的阻力，因此需要更大的制动力。
在设计车辆时，需要考虑车辆的制动力是否足够，以确保车辆的安全性。
三、转向力学转向力学是研究车辆在转向时所受到的各种力的学科。
在转向力学中，主要涉及到车辆的转向系统、悬架系统、轮胎等部件。
车辆在转向时，需要克服惯性力和摩擦力的阻力，从而产生转向力。
而在高速转弯时，车辆还需要克服离心力的阻力，因此需要更大的转向力。
在设计车辆时，需要考虑车辆的转向力是否足够，以确保车辆的操控性和稳定性。
四、稳定性稳定性是指车辆在行驶过程中保持平衡的能力。
车辆的稳定性受到多种因素的影响，包括车辆的重心位置、车辆的悬架系统、轮胎的摩擦力、车速等。
在设计车辆时，需要考虑这些因素，以确保车辆的稳定性。
同时，在行驶过程中，驾驶员的驾驶技术也会对车辆的稳定性产生影响。
五、悬架系统悬架系统是车辆地面力学中非常重要的一个方面。
悬架系统主要用于减少车辆在行驶过程中所受到的震动和冲击力，提高车辆的行驶舒适性和稳定性。
悬架系统包括弹簧、减震器、悬挂臂等部件。
在设计悬架系统时，需要考虑车辆的使用环境和使用要求，以确保悬架系统的可靠性和耐久性。
土力学总结
一、名词解释1. 最优含水率:在击数一定时，当含水率较低时，击实后的干密度随着含水率的增加而增大；而当含水率达到某一值时，干密度达到最大值，此时含水率继续增加反而招致干密度的减小。
干密度的这一最大值称为最大干密度，与它对应的含水率称为最优含水率。
2. 静止侧压力系数:土体在无侧向变形条件下，侧向有效应力与竖向有效应力之比值。
3. 抗剪强度:土体抵抗剪切变形的最大能力或土体频临剪切破坏时所能承受的最大剪应力称为土的抗剪强度。
4. 主动土压力 :当挡土墙离开填土移动，墙后填土达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力称为主动土压力。
5. 允许承载力:地基频临破坏时所能的基底压力称为地基的极限承载力，将土中的剪切破坏区限制在某一区域范围内，视地基土能承受多大的基底压力，此压力即为允许承载力。
容许承载力等于极限承载力除以安全系数。
管涌：管涌是渗透变形的一种形式．指在渗流作用下土体中的细土粒在粗土颗粒形成的空隙中发生移动并被带出的现象．被动土压力：当挡土墙向沿着填土方向转动或移动时，随着位移的增加墙后受到挤压而引起土压力增加，当墙后填土达到极限平衡状态时增加到最大值，作用在墙上的土压力称为被动土压力。
土：是各类岩石经长期地质营力作用风化后的产物，是由各种岩石碎块和矿物颗粒组成的松散集合体。
粒组：将工程性质相似，颗粒大小相近的土粒归并成组，按其粒径大小分成若干组别，称为粒组。
土的结构：指组成土的土粒大小、形状、表面特征，土粒间的连结关系和土粒的排列情况，其中包括颗粒或集合体间的距离、孔隙大小及其分布特点。
塑性指数：粘性土中含水量在液限与塑限两个稠度界限之间时，具有可塑性，且可塑性的强弱可由这两个稠度界限的差值大小来反映，这差值就称为塑性指数IP 。
即渗透系数：反映土的透水性能的比例系数，是水力梯度为1时的渗透速度，其量纲与渗透速度相同。
其物理含义是单位面积单位水力梯度单位时间内透过的水量。
角点法：利用角点下的应力计算公式和应力叠加原理推求地基中任意点的附加应力的方法称为角点法。
汽车地面力学中土的弹性本构模型研究
・综 述・汽车地面力学中土的弹性本构模型研究Ξ吉林工业大学 李杰 庄继德 赵旗 洪哲浩 【Abstract】L inear elastic constituti onal model of earth in the automo tive land surface m echan2 ics,nonlinear elastic constituti onal model and common linear elastic constituti onal param eters as w ell as nonlinear elastic constituti onal param eters of earth are summ arized.A lso study of the elas2 tic constituti onal relati on of earth in the automo tive land surface m echanics is analyzed and p ro spected.T herefo re it is ensured that num eral si m ulati on m ethod m ay be used to study the m u2 tual acti on of automobile and land surface. 【摘要】综述了汽车地面力学中土的线性弹性本构模型、非线性弹性本构模型及常用的土的线性弹性本构参数、非线性弹性本构参数,并对汽车地面力学中土的弹性本构关系的研究进行了分析与展望。
为用数值模拟方法研究汽车与地面间相互作用提供了保证。
主题词:汽车 地面力学 弹性本构模型Top ic words:Autom ob ile,Land surface m echan ics,Ela stic con stitutiona l m odel1 前言随着计算机技术和数值模拟方法(如有限元法、边界元法)的发展,数值模拟方法被愈来愈广泛地应用于汽车地面力学中〔1〕〔2〕〔3〕。
车辆地面力学
车辆地面力学
车辆地面力学是研究车辆在地面上行驶时所受力学影响的学科。
在车辆行驶的过程中，地面力学是非常重要的一个因素，它关系到车辆的行驶性能、燃油消耗和安全性等方面。
我们来讲一下车轮和地面之间的接触。
车轮和地面之间的接触决定了车辆的牵引力、制动力和侧向力等力量。
如果车轮和地面之间的摩擦系数过小，车辆就很容易打滑。
因此，为了保证车辆的行驶安全和稳定性，车轮和地面之间的接触面积和接触压力必须要足够大。
我们来讲一下车辆行驶时所受到的阻力。
车辆行驶时所受到的阻力包括空气阻力、摩擦阻力和重力阻力等。
其中，空气阻力是车辆行驶时的主要阻力，它与车辆的速度平方成正比。
因此，在高速行驶的情况下，车辆受到的空气阻力也会非常大。
为了降低车辆行驶时的阻力，车辆的设计需要考虑到空气动力学方面的因素，如车身的流线型设计、降低车身高度等。
我们来讲一下车辆行驶时的悬挂系统。
悬挂系统是车辆行驶时的重要组成部分，它不仅能够保证乘坐舒适性，还可以对车辆的操控性和行驶稳定性产生重要影响。
悬挂系统的设计需要根据车辆的使用环境和驾驶目的来进行，如在越野车和赛车中，悬挂系统的设计就需要更加注重车辆的操控性和行驶稳定性。
车辆地面力学是车辆设计和开发过程中必须要考虑的一个重要因素。
只有在考虑到车辆行驶时所受到的各种力学因素，并做出合理的设计和调整，才能够使车辆在地面上行驶时保持安全、稳定和高效。
车辆地面力学现状及其发展
车辆地面力学现状及其发展杨香付（北京航空航天大学汽车工程系）摘要：车辆地面力学是一门将车辆动力学与土力学相结合的交叉学科,主要涉及车辆、地面及其相互作用的动力学等方面问题的研究。
本文回顾了车辆地面力学的发展历程，在广泛调研基础上,综述了该领域目前的研究现状、研究手段及方法,同时介绍了车辆地面力学的应用、车辆地面力学的发展趋势。
对今后车辆与地面相互作用问题的进一步深入研究具有重要的参考价值和指导意义。
关键词：地面车辆力学应用发展趋势The development of vehicle-terrain mechanicsyangxiangfu(Dept。
of Automobile Engineering，Beijing University of Aeronautics and Astronautics)Abstract: In this paper,the introduction of the history and state of the art of vehicle-terrain mechanics is given,in which the theories and methods used in this field are also presented and compared. This review not only summarizes the work and performance of the vehicle-dynamic mechanics in the last 40 years but also provides the valuable suggestions and references for the further research in this area.。
Key words : vehicle-terramechanics ; application;developing trend。
土力学第三章
σy = ν(σx +σz )
§3 土体中的应力计算
§3.3 地基中附加应力的计算
七. 条形面积竖直均布荷载作用下的附加应力计算
任意点下的附加应力— 任意点下的附加应力—F氏解的应用
p
σz = Ksp z σx = Ks p x τxz = Kszp x
y
B
x
z
x
z
M
x z Ks ,Ks ,Ksz = F(B, x, z) = F( , ) = F(m n) , z x x B B
§3 土体中的应力计算
§3.3 地基中附加应力的计算
五. 矩形面积水平均布荷载作用下的附加应力计算
角点下的垂直附加应力 ——C氏解的应用 氏解的应用
B
σz = mKhph
L z Kh = F(B, L, z) = F( , ) = F(m n) , B B
ph
L
σz
z
σz
矩形面积作用水平均布荷载时角点下的应力分布系数
i =1
n
i i
σ c = γ 1h1 + γ 2 h2 + ...... + γ n hn = ∑ γ h
i =1
n
i i
式中，
1、各层土容重地下水位以上取天然容重； 、各层土容重地下水位以上取天然容重； 2、地下水位以下砂土取浮容重 、 3、粘性土液性指数IL大于 时取浮容重； 、粘性土液性指数 大于1时取浮容重 时取浮容重； 4、粘性土液性指数IL小于等于 时取天然容重， 、粘性土液性指数 小于等于0时取天然容重 时取天然容重， 5、IL在0～1之间时依最不利原则取天然或浮容重。 、 之间时依最不利原则取天然或浮容重。 ～ 之间时依最不利原则取天然或浮容重
地面沉降力学知识点总结归纳
地面沉降力学知识点总结归纳
地面沉降是指地表或建筑物基础下沉或降低的过程。
它是岩土
力学中的一个重要问题，对于工程建设和土地利用具有重要意义。
以下是地面沉降力学的一些基本知识点：
1. 地面沉降的原因：
- 地下水位变化：地下水位下降或上升会对地表造成压力变化，导致地面沉降。
- 土壤压缩：土壤在受到外部荷载作用时会发生压缩变形，引
起地面沉降。
- 地下开采：地下矿产资源的开采会导致地下空洞形成，进而
引起地表沉降。
- 地震活动：地震引发的地层震动会引起土壤液化，导致地面
沉降。
2. 地面沉降的影响：
- 给建筑物和基础带来不均匀沉降，导致建筑物变形、破裂、
倾斜等损坏。
- 影响城市交通道路的平整度，增加维修难度和成本。
- 对于地下管线网络造成破裂和泄漏。
- 影响土地利用规划和城市规划，限制建筑物的高度和密度。
3. 地面沉降的监测和预测：
- 利用全站仪、卫星测量等手段对地面沉降进行实时监测。
- 建立地面沉降模型，通过数值模拟和预测手段对未来可能的
沉降进行预测。
4. 地面沉降的修复和控制：
- 采取适当的基础加固和改进措施，提高建筑物的抗沉降能力。
- 控制地下水位变化，减少地下水开采对地面沉降的影响。
- 加强土地利用管理，避免在高风险地区进行密集建设。
总结起来，地面沉降是一个复杂而重要的问题，需要在工程建
设和土地利用中引起足够的重视。
通过科学监测、合理预测和有效
修复控制，可以减少地面沉降带来的风险和损失。
地面荷载分类
地面荷载分类
地面荷载是指施加在地面上的各种力量和压力。
根据荷载的性质和来源，地面荷载可以分为静态荷载和动态荷载两类。
静态荷载是指在地面上施加的恒定力量，如建筑物自身的重力、人员和设备的重量、地下水压力等。
这些荷载对地面的影响相对稳定，不会产生剧烈的变化。
静态荷载对地面的影响取决于荷载的大小、分布方式以及地面的承载能力。
例如，建筑物的重力会使地面产生沉降，而地下水压力会对地面产生侧向力。
动态荷载是指在地面上施加的瞬时或周期性变化的力量，如交通运输引起的车辆荷载、地震引起的地震荷载等。
这些荷载对地面的影响具有瞬时性和变化性，会导致地面产生动态响应。
动态荷载对地面的影响取决于荷载的大小、频率以及地面的动力特性。
例如，车辆荷载会引起地面的振动，而地震荷载会导致地面的震动。
地面荷载的分类有助于我们对地面力学行为的理解和分析。
不同类型的荷载对地面的影响不同，需要采取相应的措施来保护地面的稳定性和安全性。
在工程设计和施工过程中，我们需要考虑地面荷载的大小、分布方式和变化规律，以确保结构物的安全可靠性。
地面荷载是指施加在地面上的各种力量和压力。
根据荷载的性质和来源，地面荷载可以分为静态荷载和动态荷载两类。
静态荷载是恒定的力量，而动态荷载是变化的力量。
对地面的影响取决于荷载的
大小、分布方式和变化规律。
了解地面荷载的分类有助于我们更好地理解地面的力学行为，并采取相应的措施来保护地面的稳定性和安全性。
土力学
IL
w wP wL wP
20 24 55 24源自0固态故该层粘土不受浮力作用，土层面上要考虑静水压力作用。
a 点：z = 0 m，σcz=γz=0; b 点（砂土中）：z=10 m， σcz=γ’z=9.69×10=96.9 kPa b ’点（粘土中）：z=10 m , σcz =γ’z+ γ whw=9.69×10+9.81 ×13=226.9 kPa c点：z=15 m， σcz = 9.69×10+9.81 ×13 +19.3 × 5＝323.4 kPa
3.3 土中附加应力
3.3.2 竖向集中力作用时的地基附加 应力布辛奈斯克解答
P
x
r x2 y2
r
y
x
R r2 z2
dz
y
Rz
dzy
dzx dxz
M
dyz dy dyx
dxy
dx
z
3P
2
z3 R5
3P
2 R2
cos3
R r2 z2
z
3P
2
z3 R5
z
3P
2
(r 2
z3 z2 )5/2
dxdy
BL
z 0 0 dz z (p,m,n)
x
l
b
z
z c p
M
m=l/b, n=z/b
c
F (b, l,
z)
F(l b
,
z) b
F(m, n)
z
查表3.4
矩形竖直向均布荷载角点下的应力分布系数 c
矩形面积作用三角形分布荷载
1、荷载为零的 1 角点下深度 z 处：
z
例2：某土层及其物理性质指标如图所 示，试计算土中自重应力并绘出分布图。
地面力学
1. 人们对车辆所受到的土壤推力的研究是在 库伦公式 的基础上进行的。
2. 地面力学是工程力学的一个分支，这门学科主要研究机器与其工作地面（土壤）之间的相互作用过程，所以又叫土壤-机器系统力学。
所谓机器包括工程机械、农业机械、履带式车辆和轮式车辆等，所谓地面包括松软表层土和硬路面。
3. 地面力学主要研究内容3.1车辆和地面的相互作用——预测车辆的牵引性能和行驶阻力，为合理设计选择和运用车辆提供理论基础3.2车辆的通过性和越障能力以及上的承载能力3.3工作装置与土的相互作用：研究土的切削阻力以及土体切削机具的结构形式，以减少作业阻力和功率消耗提高作业效率3.4车辆的振动问题：车辆的平顺性3.5车辆的两栖性能车辆在水陆间过度地段上的性能4. 简述土的形式土是经岩石风化作用（包括物理风化，化学风化及生物风化）后，以不同的搬运方式，在不同地点堆积下来的自然历史产物。
风化、搬运和堆积这三者不是简单的相互衔接，而是在搬运和堆积过程中连续风化。
而是它也并不是只经过一次的搬运和堆积而往往是经过多次的搬运和堆积，由于风化剥蚀、搬运、沉积等成土过程各环节的交错反复，成土自然地理环境的复杂多样性，土的类型与性质千差万别。
但无论如何，凡是在大致相同的地质年代以及相识的沉积条件下的堆积物，成分及性质往往相似。
5. 土的工程特性取决与那些因素？举例说明。
5.1原始堆积条件。
如结构构造、矿物成分、粒度成分、空隙中水溶液性质等5.2低级后经历。
如年代长短、自然地理条件变迁，砂土成为砂岩、粘土变为页岩5.3自然打理环境。
如沿海地区的软土，严寒地区永冻土，西北湿陷性黄土等6. 土的结构有哪三种？各有什么特点？土的结构可分为单粒结构、蜂窝结构和絮状结构，特点：单粒结构：a 、粒径较大b 、无连接力c 、振动易密实，体积可减少20%蜂窝结构：a 、颗粒较小，多为颗粒细小的黏土，粒径在0.002-0.02mm 间 b 、分子间吸引力大 c 、空隙较大絮状结构：a 、颗粒更小，为颗粒最细小的黏土，粒径小于0.002mm b 、分子间排斥力较小 c 、空隙很大7. 简述土的形成工程中所研究的土并非土的颗粒，而是松散堆积物整体，土由不同相所构成的多相体系矿物颗粒组成骨架，其间有空隙，空隙中同时有水和气体，土为三相的，土粒、水、气体分别称为土的固相、液相和气相。
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1. 人们对车辆所受到的土壤推力的研究是在 库伦公式 的基础上进行的。
2. 地面力学是工程力学的一个分支，这门学科主要研究机器与其工作地面（土壤）之间的相互作用过程，所以又叫土壤-机器系统力学。
所谓机器包括工程机械、农业机械、履带式车辆和轮式车辆等，所谓地面包括松软表层土和硬路面。
3. 地面力学主要研究内容3.1车辆和地面的相互作用——预测车辆的牵引性能和行驶阻力，为合理设计选择和运用车辆提供理论基础3.2车辆的通过性和越障能力以及上的承载能力3.3工作装置与土的相互作用：研究土的切削阻力以及土体切削机具的结构形式，以减少作业阻力和功率消耗提高作业效率3.4车辆的振动问题：车辆的平顺性3.5车辆的两栖性能车辆在水陆间过度地段上的性能4. 简述土的形成土是经岩石风化作用（包括物理风化，化学风化及生物风化）后，以不同的搬运方式，在不同地点堆积下来的自然历史产物。
风化、搬运和堆积这三者不是简单的相互衔接，而是在搬运和堆积过程中连续风化。
而是它也并不是只经过一次的搬运和堆积而往往是经过多次的搬运和堆积，由于风化剥蚀、搬运、沉积等成土过程各环节的交错反复，成土自然地理环境的复杂多样性，土的类型与性质千差万别。
但无论如何，凡是在大致相同的地质年代以及相识的沉积条件下的堆积物，成分及性质往往相似。
5. 土的工程特性取决与那些因素？举例说明。
1原始堆积条件。
如结构构造、矿物成分、粒度成分、空隙中水溶液性质等2低级后经历。
如年代长短、自然地理条件变迁，砂土成为砂岩、粘土变为页岩 3自然打理环境。
如沿海地区的软土，严寒地区永冻土，西北湿陷性黄土等6.土的结构有哪三种？各有什么特点？土的结构可分为单粒结构、蜂窝结构和絮状结构，特点：单粒结构：a 、粒径较大b 、无连接力c 、振动易密实，体积可减少20%蜂窝结构：a 、颗粒较小，多为颗粒细小的黏土，粒径在0.002-0.02mm 间 b 、分子间吸引力大 c 、空隙较大絮状结构：a 、颗粒更小，为颗粒最细小的黏土，粒径小于0.002mm b 、分子间排斥力较小 c 、空隙很大7. 简述土的组成工程中所研究的土并非土的颗粒，而是松散堆积物整体，土是由不同相所构成的多相体系矿物颗粒组成骨架，其间有空隙，空隙中同时有水和气体，土为三相的，土粒、水、气体分别称为土的固相、液相和气相。
饱和土，空隙完全被水充满，二相（固相与液相） 干土：固相和气相，土的各相间先对含量与相互作用对土的状态与性质有明显影响8. 土的压缩变形有哪4部分，哪三个特点？压缩变形的四部分：a 、土粒的压缩 b 、水的压缩（a 、b 都很小，可忽略） c 、封闭气体的压缩 d 、水、气的挤出，主要的压缩变形形式特点：a 、碎散性过大（因为土是三相体系） b 、压缩变形大（因为土间有空隙） c 、压缩时间越长，变形越大（因为水和气体的挤出需要时间）判断题1. 振动作用下，砂性土难密实 对2. 土体中，1σ一定α 3σ越小，土体越不容易被破坏 对 （3σ越小，应力圆半径越大，抗剪强度越大）3. 剪切面上的剪切力与大主应力面夹角为0452ϕ+与小主应力夹角为0452ϕ-，即只有当抗剪强度为定值时f c τ=时，土体才会在α=450平面破坏，且该平面剪切应力等于该点极限应力圆上最大切应力值，否则都 错4. 极限应力圆一定与抗剪强度线相切5. P73页 n （土的变形指数增大，行驶阻力F c 变小6. 沙漠地区用增加接地面积的方法增加车辆牵引力 错 改为黏性土地区7. 在松软土壤上行驶时，用低压轮胎 对8. 在松软地面 P i 减小，则阻力减小 对9. 击实功1为2的2倍，则W 1=1/2W 2 错 无比例关系，改为不等于即可10.土的破坏是剪切破坏，即因土的强度不足抵抗某一剪切面上的剪应力作用，顺着该剪应力方向的剪切变形急剧发展造成的破坏，这种特定的面称为剪切面，土所具有的抵抗剪切破坏的能力，称为土的抗剪强度。
11.库伦定律：错误！未找到引用源。
=错误！未找到引用源。
错误！未找到引用源。
：作用在剪切面上法向拉力。
土体的破坏并非颗粒的破坏，而是颗粒间的联接被破坏，对砂土c=0，土体抗剪强度主要来自颗粒间的摩擦阻力，由土粒表面粗糙，凹凸不平和相互嵌锁而引起。
决定沙土性质的重要指标为摩擦角错误！未找到引用源。
影响错误！未找到引用源。
的主要因素为砂土密实度，颗粒形状，大小及颗粒级配等，含水率影响较小。
对黏土：错误！未找到引用源。
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黏土抗剪强度不仅包括内摩擦阻力，也包括黏聚力。
C 取决于土的物理，化学性质与含水率密切相关，w 过高过低都会使c 值降低，黏土的错误！未找到引用源。
值随w 的增高而减小。
12.什么叫做极限应力园答：表示一点极限平衡应力状态的圆称之为极限应力园。
土体处于剪切破坏的极限平衡状态时，由错误！未找到引用源。
与错误！未找到引用源。
画出的应力圆称为极限应力圆。
13.振动压实为何效果好，频率如何选取为什么对土效果好？答：1、振动冲击对地面比地面静载载荷能产生更大的作用力，从表面传至土层的压缩或压力波也很深；2、振动压路机工作时用快速连续的冲击作用于地面，每冲击一次，对土体便产生一个压力波，使土粒处于运动状态；3、颗粒间内摩擦几乎被消除，在运动状态下颗粒能找到土体中尽可能低的位置，振动使土的抗剪强度降低，尤其是内摩擦力比内聚力降低很多；4、当振动频率等于土壤固有频率时产生共振，土壤颗粒运动加剧压实效果好；5、振动压实对砂性土壤效果好。
15.比鲁利亚压力沉陷公式。
？（k 土的变形模量，n 土的变形指数）16.影响履带接地压力分布的因素有哪些：1、支重轮间距s 和支重轮数目有关，s ↓、均布↑；2、重心纵向、横向偏心距e 和c ，e ↓、均布↑，c ↓、均布↑；3、履带节距t ，t ↑、均布↑；4支重轮半径r ，r ↑、均布↑，原因接触面积；↑5、履带挠性↓、均布性↑，因为履带变形↓；6、支重轮刚性↓、均布↑； 7、履带张紧力↑、均布↑，因为履带刚度↑；8、土壤性质；17:履带接地平面核心域是什么，偏离有什么后果？答：履带接地平面核心域是履带接地段几何中心周围的一个区域（具体说是c 为－错误！未找到引用源。
）只要机器重心在这区域内整个履带接地长度都能承受一定载荷，反之只有一部分能承受载荷。
后果：１、使接地面积减小2、最大接地压力升高3、稳定性下降4、沉陷量升高5、行驶阻力升高，所以正常行驶时必须满足错误！未找到引用源。
（B 为履带宽度L 为长度）18、车辆牵引力如何产生？分两种情况讨论？答：a ，驱动轮在驱动轮扭矩作用下带动履带转动b ，支承面车辆的地面要阻止它转动动c ，因而产生一个反作用力使车辆前进d ，这个反作用力的水平力即为错误！未找到引用源。
19.写出履带式车辆牵引力错误！未找到引用源。
？答：错误！未找到引用源。
A:履带接地率,A=2bl,K:土的体积压缩系数,i:滑转率错误！未找到引用源。
分析:1、错误！未找到引用源。
2、错误！未找到引用源。
10. 3、因土壤而异错误！未找到引用源。
24．贾诺西提出的剪切应力-变性关系()=tan 1j k c e τσϕ-⎛⎫+- ⎪⎝⎭，k 为土的剪切变形模量。
三点看法：1元驼峰曲线比较常见2驼峰曲线各点用处不大3当τ→∞，τ不趋于0。
, 25．长而窄履带优缺点优：1H F 大 A 一定，L 越大·， m ax H F ↑越大2不易打滑，功率损耗小 A,FH 一定，iL 为定值，L 越大，i 越小3 履刺产生的△F Hmax 越大 4 F C 小（压实阻力） 5 推土阻力F b 小缺：1 承载能力小 2 转向困难26．写出滑转率i 的定义，分析i 产生原因，并指出T.F C 太大后果产生原因：1 履带接地端相对地面有向后的滑移 2 T 越大 滑移越大 3 履带实际速度V=V T -V J <V T (V T :理论速度 V J 履带相对地面滑转速度) 定义i=（V T -V ）/V T =V i /V T 若T F C 太大，则 1 发动机熄火或 2 V J =V T V=0 i=100% 履带完全打滑补F H 分析 4 轮式车辆和履带车辆比较 1）黏土地区轮式不如履带式，因为黏土地区只有A 越大，才能F H 越大，而轮式车辆很难使F H 提高。
2）沙漠地区同样有效，因为沙漠地区只有W 越大才能使F H 越大，通过W 越大，轮式和履带式同样有效，但轮式机动性越大，内摩擦小，内部行驶阻力小。
5 F H 主要由履带接地后端产生，因为X 越大，则j 越大，τ越大，F H 越大（x 为履带节点段上基点距基地前端的距离）推论：接地中心偏后可使F H 越大 6 脆性土壤i=100%时，F H =<F Hmax ，因为τ-j 曲线有驼峰，i=100%时，土壤被剪断后τ越小，F H 越小 7 若考虑工作限力，则用N 代替W （N 为地面对履带的合反力）填：若黏土中土粒间孔隙全部被水充满，则土粒处于悬浮状态，土不显黏聚性，不能保持一定形状，而呈流动状态27.影响压实效果的因素有哪些，如何影响？答：1 含水率，W<W OP 时，r d <r dmax 因为分子阻力大，阻止压实，W=W op 时，r d =r dmax ，水起润滑作用，分子力越小，易压实，W>W OP 时，r d <r dmax ，短时间内，水不易排出，不易压实 2 击实功，击实功越大，W OP 越小，r dmax 越大 3 土的组成与级配，若粘粒越大I P 越大，r dmax 越小，W OP 越大28. 黏土极限平衡条件？ 分析土体破坏时，常用土中某点的σ1，σ3来判断土体是否被破坏，土体破坏时，σ1，σ3呈一定比例关系。
破坏方向：与σ1作用面呈α=45。
+ϕ/2，与σ3作用面呈45。
-ϕ/2。
由于一般土壤所具有的内摩擦角ϕ，所以破坏面上τ=τf <τmax ，α=45。
平面上的τ=τmax，因为土的破坏为ϕ与σ的共同作用结果，故对饱和黏土：1，ϕ=0 2，τf=常熟3，抗剪强度线为水平线4，破坏面上τ=τf=τmax 5）破坏面成45度29．整体剪切破坏的三个阶段，各有什么特点？1）压缩变形阶段。
特点：a.Z∝W，呈线性关系 b. τ<τf，稳定状态 c.土体被压缩，随着W越大，土壤进入局部剪切破坏阶段2）局部剪切破坏阶段。
特点：a.W越大，Z越大，呈线性关系b. τ→τf c.出现塑性变形区。
随着W载再越大，土壤进入整体剪切破坏阶段3）整体剪切破坏阶段。
特点：a. τ=τf，土壤处于极限平衡状态b.开始出现滑动面和隆起现象c.W稍增大，Z增大很多，呈直线关系d.W=W C地面极限承载能力（土体处于极限平衡时的地面能承受的极限载荷）。