结构力学 第2版 思政素材 3-02 静水压力及其合理拱轴线的工程案例.docx

工程案例——静水压力及其合理拱轴的工程案例

静水压力是均质流体均匀地作用于物体表面各个部位上的力，通常为压力，是一种全方位的力。例4-6求解了静水压力所对应的径向均布荷载作用下的合理拱轴，为圆弧线。

在实际生活和工程中，我们也常常能见到这样的合理拱轴。比如，供水管的横截面为圆形（如图1），供水管所承受的自来水压力与例4-6中的径向均布荷载方向相反，所以其圆环形横截面内部实际上产生的是大小一致的拉力。

图1供水管

又如，海中承受巨大水压力的潜艇，横截面通常也采用圆形，图2c展示了俄罗斯某型潜艇的内部结构图。

a)竖直剖面图

b)水平剖面图

c)横截面图

图2潜艇结构图

地壳内部深处岩石受到的压力与静水压力类似，它来自上覆岩层，名为岩石静压力。这也是为什么我们在隧道工程中，也常常能看到圆形横截面的原因。例如，图3所示的公路隧道和海底观光隧道。

a)公路隧道外观和内部

b)海底观光隧道

图3隧道的圆形横截面