7.5
静水压力由静止流体的重量产生,并随深度成比例增加。
对于在固定深度处浸没的水平表面,压强是恒定的,且等于流体密度、重力加速度与深度的乘积。
但对于大坝表面等垂直面,每一点所处的深度不同,导致压强随深度增加而增大,从而形成非均匀的力分布。
为了计算由这种变化的压力所产生的总静水力,将浸没部分划分为若干细长的水平条带。每一条带位于特定深度,其面积等于宽度乘以一个微小的垂直厚度。
每条带上的压强等于流体的重量密度乘以其在表面以下的深度,而该带上的力等于压强乘以面积。
对所有条带上的这些力进行求和,可利用黎曼和来近似总力。当条带厚度趋近于零时,该求和变为一个定积分。
该积分表达式表示总静水力等于压力乘以宽度函数,并在淹没深度上进行积分。
该方法在土木工程中对于设计高效的挡土结构至关重要。
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