初中直观 · 高中定量拓展 · 结构 · 抗倾覆

墙底宽一点,为什么更稳?

每米墙长,矩形重力墙,墙高3 m,土重度18 kN/m³、主动土压系数1/3,墙重度24 kN/m³;仅验倾覆。加宽墙底,看抗倾覆矩与土压力矩。

问题的来处18世纪以来 · 挡土墙与稳定验算

挡土墙抗倾覆:问题从哪里来?

道路、港口和城市建设都需要挡住土体。库仑等人的土压力理论使挡土墙设计从厚重经验走向力与力矩的稳定检查。

读一段背景,带着问题动手

道路、港口和城市建设都需要挡住土体。库仑等人的土压力理论使挡土墙设计从厚重经验走向力与力矩的稳定检查。

本页取简化水平推力,比较抗倾覆力矩与倾覆力矩。安全系数只回答指定模式,不能代替抗滑、地基承载和排水设计。

现在,换你来试加宽墙底,看抗倾覆矩与土压力矩。 固定其他条件,亲手将墙底宽分别设为1和2m,各核验一次;比值提高后,还能直接宣布整座墙安全吗?

挡土墙抗倾覆

S15 / 结构
今天的问题

比值提高后,还能直接宣布整座墙安全吗?

独立探索要做什么?

加宽墙底,看抗倾覆矩与土压力矩。 固定其他条件,亲手将墙底宽分别设为1和2m,各核验一次;比值提高后,还能直接宣布整座墙安全吗?

装置 · 尺寸示意,量值见读数看证据图 ↓
先看一次,再亲手试

从3到0.5 m逐步改变墙底宽;这是条件比较,不是物理时间。暂停后可亲手调整。

尚未开始;也可直接使用装置旁的参数控件。
红:土压合力 · 金:墙重 · 墙趾为倾覆转轴
青块:墙体金面:土体方向红线:等效土压力
看这里 · 抗矩/倾覆矩1.3333

仅输出该理想墙型的倾覆矩比,不采用未声明的规范安全阈值。

旋转查看装置连接与相对位置。用装置旁滑块改变条件,二维、三维和读数来自同一状态;尺寸为示意。

抗矩/倾覆矩
1.3333
土压倾覆矩
27 kN·m/m
墙重抗矩
36 kN·m/m

仅输出该理想墙型的倾覆矩比,不采用未声明的规范安全阈值。

证据图 参考解随题设重算 · 不计个人完成

启用交互后显示带单位曲线。

换个条件,再想一步

墙底很窄时,抗倾覆矩为何快速降低?

先预测,再观察。反例不会替你完成独立任务。

留下两组证据

仅当前页保留最近两组,刷新清除;第三组替换最早一组。保存模型条件与单位;恢复后重算,不恢复任务完成资格。

先留一组,再改变一个条件。

从观察到解释

把证据带回纸上

展开关系与推导

Pa=KaγH²/2;倾覆矩PaH/3,抗倾覆矩γ墙BH·B/2;比值不等于全面安全。

固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。

先预测,再用证据解释

把这次发现,留给下次的自己

比值提高后,还能直接宣布整座墙安全吗?

换个条件,再试一次

墙底很窄时,抗倾覆矩为何快速降低?

看哪里?

旋转查看装置连接与相对位置。用装置旁滑块改变条件,二维、三维和读数来自同一状态;尺寸为示意。

回到装置再试 ↑

仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。

尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。

先修与两种探索深度

先认识结构 · 抗倾覆涉及的量与单位:墙底宽(m)、墙高(m)。初中直观 · 高中定量拓展为内容层次提示,未核对具体教材。

先看现象:加宽墙底,看抗倾覆矩与土压力矩。

再做定量:保持其他条件,比较墙底宽与抗矩/倾覆矩(无量纲),再对照下方关系。

模型、来源与核验边界

Pa=KaγH²/2;倾覆矩PaH/3,抗倾覆矩γ墙BH·B/2;比值不等于全面安全。

对照核验提示:窄墙:墙底宽 1 m;宽墙:只改变墙底宽 2 m。按这些题设自己操作并比较抗矩/倾覆矩,不把参考情景当个人完成。

适用范围:仅输出该理想墙型的倾覆矩比,不采用未声明的规范安全阈值。

Engineering LibreTexts · 静力学与工程模型(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗

本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。