2017年整理】土体主动、被动土压力概念及计算公式

1、主动土压力挡土墙向前移离填土，随着墙的位移量的逐渐增大，土体作用于墙上的土压力逐渐减小，当墙后土体到达主动极限平衡状态并出现滑动面时，这时作用于墙上的土压力减至最小，称为主动土压力Pa。被动土压力挡土墙在外力作用下移向填土，随着墙位移量的逐渐增大，土体作用于墙上的土压力逐渐增大，当墙后土体到达被动极限平衡状态并出现滑动面时，这时作用于墙上的土压力增至最大，称为被动土压力Pp。上述三种土压力的移动情况和它们在相同条件下的数值比拟，可用图6-2来表示。由图可知PpPoPa。 朗肯根本理论朗肯土压力理论是英国学者朗肯Rankin1857年根据均质的半无限土体的应力状态和土处于极限平衡状态的应力条件提

2、出的。在其理论推导中,首先作出以下根本假定。(1)挡土墙是刚性的墙背垂直；(2)挡土墙的墙后填土外表水平；(3)挡土墙的墙背光滑，不考虑墙背与填土之间的摩擦力。把土体当作半无限空间的弹性体，而墙背可假想为半无限土体内部的铅直平面，根据土体处于极限平衡状态的条件，求出挡土墙上的土压力。如果挡土墙向填土方向移动压缩土体，z仍保持不变，但x将不断增大并超过z值，当土墙挤压土体使x增大到使土体到达被动极限平衡状态时，如图6-4的应力园O3，z变为小主应力，x变为大主应力，即为朗肯被动土压力(pp)。土体中产生的两组破裂面与水平面的夹角为。朗肯主动土压力的计算根据土的极限平衡条件方程式1=3tg2(45

3、°+)+2c·tg(45°+)3=1tg2(45°-)-2c·tg(45°-)土体处于主动极限平衡状态时，1=z=z，3=x=pa，代入上式得 1)填土为粘性土时填土为粘性土时的朗肯主动土压力计算公式为pa=ztg2(45°-)-2c·tg(45°-)=zKa-2c (6-3)由公式(6-3)，可知，主动土压力pa沿深度Z呈直线分布，如图6-5所示。图55粘性土主动土压力分布图当z=H时pa=HKa-2cKa在图中，压力为零的深度z0，可由pa=0的条件代入式(6-3)求得 (6-4)在z0深度范围内pa

4、为负值，但土与墙之间不可能产生拉应力，说明在z0深度范围内，填土对挡土墙不产生土压力。墙背所受总主动土压力为Pa，其值为土压力分布图中的阴影局部面积，即 (6-5)2)填土为无粘性土(砂土)时根据极限平衡条件关系方程式，主动土压力为 (6-6)上式说明主动土压力Pa沿墙高呈直线分布，即土压力为三角形分布，如图6-6所示。墙背上所受的总主动土压力为三角形的面积，即 (6-7)Pa的作用方向应垂直墙背，作用点在距墙底处。朗肯被动土压力计算从朗肯土压力理论的根本原理可知，当土体处于被动极限平衡状态时，根据土的极限平衡条件式可得被动土压力强度1=pp，3=z=rz，填土为粘性土时 (6-8)填土为无粘

5、性土时 (6-9)式中： Pp沿墙高分布的土压力强度，kPa；Kp被动土压力系数，；其余符号同前。关于被动土压力的分布图形，分别见图6-7及图6-8。填土为粘性土时的总被动土压力为 (6-10)填土为无粘土时的总被动土压力为 (6-11)作用方向和作用点的位置分别如图6-7、图6-8上所标示的方向和作用点；计算单位为kN/m。库伦土压力理论根本原理库伦于1776年根据研究挡土墙墙后滑动土楔体的静力平衡条件，提出了计算土压力的理论。他假定挡土墙是刚性的，墙后填土是无粘性土。当墙背移离或移向填土，墙后土体到达极限平衡状态时，填后填土是以一个三角形滑动土楔体的形式，沿墙背和填土土体中某一滑裂平面通过

6、墙踵同时向下发生滑动。根据三角形土楔的力系平衡条件，求出挡土墙对滑动土楔的支承反力，从而解出挡土墙墙背所受的总土压力。主动土压力的计算如图6-9所示挡土墙，墙背AB倾斜，与竖直线的夹角为，填土外表AC是一平面，与水平面的夹角为，假设墙背受土推向前移动，当墙后土体到达主动极限平衡状态时，整个土体沿着墙背AB和滑动面BC同时下滑，形成一个滑动的楔体ABC。假设滑动面BC与水平面的夹角为，不考虑楔体本身的压缩变形。取土楔ABC为脱离体，作用于滑动土楔体上的力有：是墙对土楔的反力P，其作用方向与墙反面的法线成角(角为墙与土之间的外摩擦角，称墙摩擦角)；是滑动面PC上的反力R，其方向与BC面的法线角(为

7、土的内摩擦角)；是土楔ABC的重力W。根据静力平衡条件W、P、R三力可构成力的平衡三角形。利用正弦定理，得：所以 (6-12)其中 =90°-(+)假定不同的角可画出不同的滑动面，就可得出不同的P值，但是，只有产生最大的P值的滑动面才是最危险的假设滑动面，P大小相等、方向相反的力，即为作用于墙背的主动土压力，以Pa表之。对于已确定的挡土墙和填土来说，、和均为，只有角是任意假定的，当发生变化，那么W也随之变化，P与R亦随之变化。P是的函数，按的条件，用数解法可求出P最大值时的角，然后代入式(6-12)求得主动土压力的： (6-13)式中：、分别为填土的重度与内摩擦角；墙背与铅直线的夹角

8、。以铅直线为准，顺时针为负，称仰斜；反时针为正，称俯斜；墙摩擦角，由试验或按标准确定。我国交通部重力式码头设计标准的规定是：俯斜的混凝土或砌体墙采用；阶梯形墙采用；垂直的混凝土或砌体采用。填土外表与水平面所成坡角；Ka主动土压力系数，无因次，为、的函数。可用下式计算；假设填土面水平，墙背铅直光滑。即=0，=0，0=0时，公式(6-13)即变为此式与填土为砂性土时的朗肯土压力公式相同。由此可见，在一定的条件，两种土压力理论得到的结果是相同的。由式(6-13)可知，Pa的大小与墙高的平方成正比，所以土压力强度是按三角形分布的。Pa的作用点距墙底为墙高的。按库伦理论得出的土压力Pa分布如图6-10所

9、示。土压力的方向与水平面成(+)角。深度z处的土压力强度为 (6-14)注意，此式是Pa对铅直深度z微分得来，paz只能代表作用在墙背的铅直投影高度上的某一点的土压力强度。被动土压力的计算被动土压力计算公式的推导，与推导主动土压力公式相同，挡土墙在外力作用下移向填土，当填土到达被动极限平衡状态时，便可求得被动土压力计算公式为 6-15式中：KP被动土压力系数，可用下式计算；关于朗肯和库伦土压力理论的简单说明1)朗肯和库伦土压力理论都是由墙后填土处于极限平衡状态的条件得到的。但朗肯理论求得是墙背各点土压力强度分布，而库伦理论求得是墙背上的总土压力。2)朗肯理论在其推导过程中无视了墙背与填土之间的

10、摩擦力，认为墙背是光滑的，计算的主动土压力误差偏大，被动土压力误差偏小，而库伦理论考虑了这一点，所以，主动土压力接近于实际值，但被动土压力因为假定滑动面是平面误差较大，因此，一般不用库伦理论计算被动土压力。3)朗肯理论适用于填土外表为水平的无粘性土或粘性土的土压力计算，而库伦理论只适用于填土外表为水平或倾斜的无粘性土，对无粘性土只能用图解法计算。作物品质生理生化与检测技术试题专业：作物栽培学与耕作学 姓名：马尚宇 学号：S2021180一、 名词解释或英文缩写1. 完全蛋白质与不完全蛋白质完全蛋白质：complete protein 含有全部必需氨基酸的蛋白质即为完全蛋白质。不完全蛋白质：in

11、complete protein 不含有某种或某些必需氨基酸的蛋白质称为不完全蛋白质。2. 加工品质和营养品质加工品质：processing quality包括磨面品质一次加工品质和食品加工品质二次加工品质。磨面品质指籽粒在磨成面粉的过程中，对面粉工艺所提出的要求的适应性和满足程度。食品加工品质指将面粉加工成面食品时，给类面食品在加工工艺和成品质量上对小麦品种的籽粒和面粉质量提出的不同要求，以及对这些要求的适应性和满足程度。营养品质：nutritional quality指其所含的营养物质对人畜营养需要的适应性和满足程度，包括营养成分的多少，各营养成分是否全面和平衡。3. 氨基酸的改进潜力 (

12、氨基酸最高含量平均含量)/平均含量×1004. 简单淀粉粒和复合淀粉简单淀粉粒：小麦、玉米、黑麦、高粱和谷子，每个淀粉体中只有一粒淀粉称为简单淀粉粒。复合淀粉：水稻和燕麦中每个淀粉质体中含有许多淀粉粒，称为复合淀粉粒。5. 淀粉的糊化作用和凝沉作用糊化作用：淀粉粒不溶于冷水，假设在冷水中，淀粉粒因其比重大而沉淀。但假设把淀粉的悬浮液加热，到达一定温度时一般在55以上，淀粉粒突然膨胀，因膨胀后的体积到达原来体积的数百倍之大，所以悬浮液就变成粘稠的胶体溶液。这一现象，称为“淀粉的糊化，也有人称之为化。淀粉粒突然膨胀的温度称为“糊化温度，又称糊化开始温度。凝沉作用：淀粉的稀溶液，在低温下静

13、置一定时间后，溶液变混浊，溶解度降低，而沉淀析出。如果淀粉溶液浓度比拟大，那么沉淀物可以形成硬块而不再溶解，这种现象称为淀粉的凝沉作用，也叫淀粉的老化作用。6. 可见油脂和不可见油脂可见油脂：经过榨油或提取，使油分从贮藏器官别离出来，供食用或食品加工等利用的油脂，如花生油，菜籽油等。不可见油脂：不经榨取随食物一起食用的油脂，如米、面粉、肉、蛋、乳制品等含有的油脂。7. 必需脂肪酸和非必需脂肪酸必需脂肪酸：为人体健康和生命所必需,但机体自己不能合成,必须依赖食物供给，它们都是不饱和脂肪酸。非必需脂肪酸：是机体可以自行合成，不必依靠食物供给的脂肪酸,它包括饱和脂肪酸和一些单不饱和脂肪酸。8. 沉淀

14、值和降落数值沉淀值：sedimentation value 小麦在规定的粉碎和筛分条件下制成十二烷基硫酸钠SDS悬浮液，经固定时间的振摇和静置后，悬浮液中的面粉面筋与外表活性剂SDS结合，在酸的作用下发生膨胀，形成絮状沉积物，然后测定该沉积物的体积，即为沉淀值。降落数值：falling number 指一定量的小麦粉或其他谷物粉和水的混合物置于特定黏度管内并浸入沸水浴中，然后以一种特定的方式搅拌混合物，并使搅拌器在糊化物中从一定高度下降一段特定距离，自黏度管浸入水浴开始至搅拌器自由降落一段特定距离的全过程所需要的时间s即为降落数值。降落数值越高说明的活性越低，降落数值越低说明-淀粉酶活性越高。

15、9. 氨基酸化学比分和标准模式氨基酸的化学比分：食物蛋白质(Ax)中各必需氨基酸的含量与等量标准蛋白质Ae中相同氨基酸含量的百分比，即为化学比分。标准模式：FAO/WHO根据人体生理需要在100g优质蛋白中氨基酸应该到达的含量g。10. 面筋和面筋指数面筋：wheat gluten面粉加水揉搓成的面团，在水中反复揉洗后剩下的具有弹性和延伸性的物质，主要成份是谷蛋白和醇溶性蛋白，是小麦所特有的物质。面筋指数：优质面筋占总面筋的百分比。代表了面筋的质量，与面团溶张势，与拉伸仪的拉伸面积和面包体积都显著正相关，面筋指数低于40%和高于95%都不适合制作面包。二、 简答题1. 简述品质测试中精密度、正

16、确度和准确度的关系。精密度是指在相同条件下n次重复测定结果彼此相符合的程度。精密度的大小用偏差表示，偏差越小说明精密度越高。准确度是指测得值与真值之间的符合程度。准确度的上下常以误差的大小来衡量。即误差越小，准确度越高；误差越大，准确度越低。应当指出的是，测定的精密度高，测定结果也越接近真实值。但不能绝对认为精密度高，准确度也高，因为系统误差的存在并不影响测定的精密度，相反，如果没有较好的精密度，就很少可能获得较高的准确度。可以说精密度是保证准确度的先决条件。当或可以推测所测量特性的真值时，测量方法的正确度即为人们所关注。尽管对某些测量方法，真值可能不会确切知道，但有可能知道所测量特性的一个接

17、受参考值。例如，可以使用适宜的标准物料或者通过参考另一种测量方法或准备一个的样本来确定该接受参考值。通过把接受参考值与测量方法给出的结果水平进行比拟就可以对测量方法的正确度进行评定。正确度通常用偏倚来表示。2. 简述作物品质的控制因素、制约因素和影响因素。作物品质的控制因素主要是生物遗传遗传因素、品种特性非遗传因素等。作物品质的制约因素主要是栽培土壤结构和耕作栽培方法、气候降雨和数量、光照度和温度等。作物品质的影响因素主要是病虫害锈病、腥黑穗病、根腐病和赤霉病、收获收获延后、收获期雨淋、热损伤、贮藏霉变、虫蛀等。3. 麦谷蛋白和醇溶蛋白质电泳各用什么方法，简述主要步骤。麦谷蛋白电泳使用十二烷基

18、硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳，即SDS-PAGE技术。该方法的根本原理是蛋白质在一定浓度的含有强复原剂的SDS溶液中与SDS分子按比例结合，形成带负电荷的SDS-蛋白质复合物。这种复合物由于结合大量的SDS，是蛋白质丧失了原有的电荷而形成仅保持原有分子大小为特征的负离子集团。由于SDS与蛋白质的结合是按重量成比例的，电泳时，蛋白质分子的迁移速度只取决与分子大小。主要步骤如下：样品提取 制胶 电泳恒流 检测染色、脱色和保存1样品提取从待测的小麦样品中取一粒种子，用样品钳夹碎，倒入已编号的1.5ml离心管中，在管上标明重量，待测。按1:10的比例参加50%异丙醇提取液(mg: l，在60-65水中水

19、浴20-30 min。第一次水浴后。取出离心管，放置在室温条件下提取2h，期间振荡几次。将离心管1000rpm离心10min，弃去上清液，再按1:10比例参加50%异丙醇提取液进行第二次水浴。第二次水浴后，室温下提取2h，1000rpm离心10min，弃去上清液。按1:7的比例参加HMW-GS样品提取液，搅拌均匀，至于60-65水浴2h，中间振荡1-2次。提取液10000rpm离心10min取上清液，4冰箱保存备用。2制胶擦板：先用自来水将板的正反面洗净擦干，然后用酒精和Repel试剂将玻璃板内面擦拭干净。封槽：将玻璃板底部先用凡士林封住，擦干净后再用橡皮膏粘紧。灌胶第一步：按别离胶贮液所需比

20、例配别离胶，然后灌胶，将板倾斜一定角度防气泡出现，灌完别离胶立即在胶的外表加正丁醇压平。第二步：待别离胶与正丁醇之间形成明显界限后，用滤纸吸出正丁醇，把配好的浓缩胶倒入别离胶上面，灌胶后立即插入样品梳。3加样10000rpm，10min离心备用样品液待浓缩胶交联后小心取出样品梳，用弯管注射器迅速冲洗样品孔2-3次，所用冲洗液为稀释1倍的电极缓冲液。样品孔内加电极缓冲液，用50l微量注射器点样，每样品孔内加8l样品提取液，两端加标准样品。4电泳将玻璃板装入电泳槽，对于16×20cm玻璃板，在恒流条件下电泳14h。红线插电源正极，黑线插电源负极。5染色电泳完毕，把浓缩胶切去，用充分吸水蓬

21、松的毛笔在胶的一角小心挑起，靠重力作用小心取下胶板，放入塑料盘内，参加400ml10%三氯乙酸染色液和10ml考马斯亮蓝。6脱色、照相将染过色的胶放在自来水中脱色即可，脱色时间越长，蛋白带越清晰。醇溶蛋白电泳使用酸性-聚丙烯酰胺凝胶电泳，即A-PAGE电泳。其原理如下： A-PAGE电泳使用相同孔径的凝胶、相同缓冲系统的样品缓冲液，为连续电泳，只用别离胶，不用浓缩胶，使用恒压电泳。主要步骤如下：样品提取 制胶 加样 电泳 染色 脱色 保存A-PAGE电泳时，样品称重夹碎放入0.5ml的离心管中按1:5的比例参加提取液，振荡提取。电泳时，采用恒压500v，恒温15-18电泳。电泳时间一般为45-

22、55min，时间确实定为甲基绿迁移至底板所需时间的4倍。，染色需要过夜，脱色时使用蒸馏水脱色。连接电源时，接线与SDS-PAGE电泳接线相反，电泳槽黑线负极连接电泳仪正极，红线连接电泳仪正极。4. 简述A、B、C型淀粉粒的形成过程。A型和B型淀粉粒在发育时，子粒中先形成A型淀粉粒，而后再形成B型淀粉粒，不管A或B 型淀粉粒，在其发育的过程中，都是首先形成小淀粉粒核，随后淀粉分子在核外表的沉积形成成熟淀粉粒。在花后4 d 或之前，最初的球形淀粉粒开始在淀粉体中形成，并成为A-型淀粉粒的核，核再通过葡聚糖聚合体的逐步积累而生长，最终形成A-型淀粉粒。B-型淀粉粒首先在A-型淀粉粒和淀粉体膜之间出现

23、，然后膜向细胞质突出并收缩释放出B-型淀粉粒。C-型淀粉粒在花后21 d 开始合成。5. 简述质构仪在食品物理特性方面的应用。（1） 在面粉品质评价中的应用质构仪拉伸试验参数中的拉伸距离与面团的流变学特性指标有很好的相关性，拉断力与拉断应力能较好地反映面粉吸水率的大小，拉伸距离对反映面粉筋力强弱有很好的预测性，质构仪拉伸试验参数中的拉断力与拉断应力与面粉粘度特性指标有密切关系。质构仪测定的拉伸面积、拉伸阻力、延伸度和拉伸比例可用于评价面团的强度、弹性和延伸性，可以较全面地评价和确定面粉的品质和适用范围。（2） 在面条、面包和馒头等面类食品品质评价中的应用 与面条感官评价指标呈显著相关的质构仪T

24、PA指标为硬度、弹性、胶着性和恢复性，TPA硬度和胶着性能较好反映面条感官适口性。TPA硬度和胶着性能局部反映面条表观状态和韧性，TPA弹性和恢复性能局部反映面条粘性和光滑性。除粘着性外，不同品种间煮熟面条的质构仪指标差异显著，说明TPA硬度、弹性、粘聚性、胶着性和咀嚼性均可反映品种间面条的质地结构差异，可作为评价面条结构特性的客观量化指标。所以，质构仪TPA指标硬度能较好地反映面条的软硬度和总评分。馒头面包等面类食品同样如此。（3） 在大米品质评价中的应用 由于大米弹性、黏着性、硬度、黏度与大米的蒸煮指标之间存在显著的相关性，因此可以用质构仪测定的弹性、黏着性、硬度、黏度来代替蒸煮指标中的碘盐值、膨胀率、米汤干物质、吸水率来评价大米的食用品质。（4） 在肉制品品质评价中的应用 肉的弹性可使用质构仪的一次压缩法测最大力、或一次压缩法测外力作功值的方法进行测定，两种方法的弹性测量值与感官对