实验报告9 典型相关分析

第一篇：实验报告9 典型相关分析

班级：信息111

学号：110111122

姓名：李继华

实验九 典型相关分析

实验目的和要求

能利用原始数据与相关矩阵、协主差矩阵作相关分析,能根据SAS输出结果选出满足要求的几个典型变量．

实验要求:编写程序，结果分析． 实验内容：

4.8 结果：

由题意有（1）

R11RR211.000.630.24R120.631.000.06R220.240.061.000.420.060.07110.060.07 0.421.00故AR11R12R22R21*0.1190.046

0.0930.0440.1580.001 BRRRR

0.0630.005*1221211112A*的一个非零特征根R1*20.1577

从而对应R1的A和B正交单位化的特征e1*2***10.1577*10.1577，f1

0.00530.005322R12111.000.630.631.00121.21360.4304 0.43041.21361.07610.2369 0.23691.0761 R12221.000.420.421.00*T1**T112所以，第一对典型对

U(a)X(e)RX*0.1337x10.0434x2 V(b)Y(f)ρX*0.1191y10.0224y2

第一对典型相关系数R10.3971

**11211*1*T1**T11222 班级：信息111

学号：110111122

姓名：李继华

R1*2对应的A*和B*正交单位化的特e*2所以第二对典型对

1211122210.1577*10.1577，f1

2-0.00532-0.0053 U(a)X(e)RX*0.1369x10.0525x2

*T V2*(b2)TY*(f2)RX*0.1209y10.0305y2 *2*T2**T2第二对典型相关系数20，没有提取X,Y的相关性

(2)在给定显著性水平0.05情况下，只有2，所以只有第二对典型变量显著相关。又第二对典型对中U2主要受X1的控制，V2主要受Y1的控制，所以第二对典型变量主要反映了学生的阅读速度和计算速度之间的相关性。

***4．9结果：

可以看到x1与x2之间的相关系数为0.7346,相关性比较好。y1与y2之间的相关系数为0.8393也比较高，相关性也很好,而xi与yi之间的相关系数基本在70%以上，可见变量之间高度相关。

写出ARR12RR21的两个特征值=0.788508，2=0.053740 第一对典型变量

** U1*0.5522x10.5215x2*111122212** V0.5044y10.5383y2*1第一对典型相关系数为1=0.788508，班级：信息111

学号：110111122

姓名：李继华 第二对典型变量

*** U21.3664x11.3784x2** V1.768611.7586y2*2第二对典型相关系数2=0.05374，

检验假设H0(k):k0

(k)d2k11k/tH0真~F(d1k,d2k)，d1k,d2k为第一、第二自由度．由检检验统计量Fk1/kd1kk验结果可知，p10.00030.05,量显著相关．取前一对进行分析即可．

另外，从对典型变量(Uk,Vk)进行分析求得特征值在方差占比例的累计值（贡献率）为0.9982也可看出，只需要前一对变量即可． 从第一对典型变量

** U1*0.5522x10.5215x2p20.80310.05，．故只有前一对典型变** V0.5044y10.5383y2*1*1可以看出U主要是长子头长与长子头宽的加权和，而V主要是由次子头长与次子头宽的加权和，因此第一对典型变量主要反映的是该家庭长子头长、头宽和次子头长、头宽之间的相关性。

从第二对典型变量 *1 班级：信息111

学号：110111122

姓名：李继华

*** U21.3664x11.3784x2** V1.768611.7586y2*2可以看出U主要由长子头宽控制，而V主要由次子的头长控制，因此第二对典型变量主要反映了该家庭成年长子头宽与成年次子头长之间的相关性。*2*2

第二篇：生物信息学课程设计实验报告—典型的生物信息学分析[小编推荐]

搜索感兴趣的基因

找出自己想要的基因片段

找出FASTA格式的基因序列，复制下来，保存在文本文档中

水稻瘤矮病

发生与危害 水稻瘤矮病于1976年在广东湛江地区发现，局部县市危害严重，近年在两广陆续有此病危害的报告，且有逐年加重的趋势，我国广东茂名地区曾大面积发生危害，近年在福建福州以南的一些县零星发生。

症状识别 水稻瘤矮病是由电光叶蝉、黑尾叶蝉和二点黑尾叶蝉传播的一种病毒病。病苗明显矮缩，叶色深绿，叶背和叶鞘长有淡黄绿色近球形小瘤状突起，有时沿叶脉连成长 条，叶尖卷转，个别新叶的一边叶缘灰白坏死，形成2-3个缺刻。病株根细弱，抽穗迟、细小、空粒多。

水稻瘤矮病感病植株

病原及发病条件 为水稻瘤矮病毒 [Rice gall dwarf Virus(RGDV)]。病毒粒体球状，直径65nm，由单一粒体组分和十二个片段的双链RNA组成。此病可由电光叶蝉、二条黑尾叶蝉；二点黑尾叶蝉、黑尾叶蝉和 马来亚黑尾叶蝉以持久性方式传播，也能通过二条黑尾叶蝉的卵传给下一代。国内以电光叶蝉和二点黑尾叶蝉为有效介体。二点黑尾叶蝉亦可经卵传播。

防治方法：

1)治虫防病，力争将传毒媒介昆虫电光叶蝉、二条黑尾叶蝉；二点黑尾叶蝉、黑尾叶蝉和马来亚黑尾叶蝉消灭在传毒前。杀虫药剂可用25%喹硫磷或40%乐果1000-1500倍稀释液，或菊酯类农药5000倍稀释液喷雾。

2)及早毁除病株，或踩入泥土，或集中烧毁，以防止蔓延。

3)如插后不久发病，还可立即补苗。

4)稻株大胎期用“九二0”纯品50000倍稀释液喷雾，使病株提早抽穗，可减轻为害。

5)每亩用10%叶蝉散可湿性粉剂200克；或每亩用25%速灭威可湿性粉剂150克；每亩用50%杀螟松乳油 + 40%稻温净乳油各50毫升均加水50千克喷雾

搜索对应的蛋白质序列

Proparam软件分析蛋白质理化性质

从分析结果可知：RGDV p8 各个氨基酸所占的比重，如上图。分子质量为47422da，氨基酸数目为426，正负电荷残基总数30/30，分子式为C2126H3316O623S15，在M-1 cm-1单位在280海里的水里测量的消光系数为48610和48360，脂肪指数为92.68，组氨酸His(H)最少为

0.5%，丝氨酸含量最多Ser(S)9.9%。

疏水性分析：

氨基酸的疏水性=各种氨基酸的疏水性—甘氨酸的疏水性 疏水性氨基酸在蛋白质的内部，由于其疏水性的像相互作用，在保持蛋白质三级结构的形成和稳定中起着重要的作用。

疏水性分析结果

由图可知在P8蛋白C端位置有一个典型的疏水区域。

Bioedit 分析结果

跨膜区域分析

膜蛋白是一类结构独特的蛋白质，执行着重要的细胞生物学功能。蛋白质序列含有跨膜区，提示他可能作为膜受体起作用，也可能定位在膜上的锚定蛋白或离子通道蛋白。对膜蛋白的跨膜螺旋进行预测是生物信息学的重要应用。

对RGDV P8蛋白使用TMHMM的跨膜区域分析结果1

信号肽预测

从分析结果可以看出，剪切位点分值24，信号肽分值为3，综合剪切位点的分值4 Coil 区分析

卷曲螺旋主要是控制蛋白质寡聚化的元件，含有卷曲结构的蛋白质主要是一些转录因子

通过分析发现，在P8蛋白在三种不同的窗口下尽然没有非常高的置信值，说明没有卷曲重复序列和七肽重复区。

亚细胞定位

1、通过分析可知最终预测的叶绿体转运肽，线粒体导肽，信号肽的其他类型的分值分别为0.178、0.066，0.148,0.660。信号的定位可能是他们中的最高值。

2、“Loc”表示上面分值所预测的可能定位，C表示定位于叶绿体，可能是cTP;M表示定位于线粒体，可能是mTP；S表示分泌通路，即分泌到细胞周质，可能是SP；_表示除前面三处外的其他位置。

3、“RC”是可靠性级别，分为五级。表示输出结果最高值与次高值之间的差异大小,具体五级如下：1.Diff>0.800;2.0.800>diff>0.600;3.0.600>diff>0.400;4.0.400>diff>0.200;0.200>diff.4.TPlen的预测剪切位点的序列长度。

有结果可知目的蛋白P8的分泌途径为_型，定位在其他细胞器，预测剪切位点序列为0个氨基酸。

结构域的分析及motif的搜索

常见的结构域的5种类型：全平行结构域、反平型结构域、α＋β结构域、α／β结构域及其他结构域类型。

结构域是蛋白质的功能结构和进化单元，结构功能域分析对于蛋白质的结构的分类和预测由重要的作用。

结果解读：

综合上诉结果可知，RGDV p8蛋白的第1~426位之间是个高度保守的结构功能域——Phytoerto_P8，即Phytoerto_P8家族成员共有的典型结构域，该结构功能域由多个植物呼肠孤病毒属外层衣壳蛋白P8序列组成，具有结构分子活性。

Motif 搜索

蛋白质二级结构预测

预测结果如下：

CCHHHHHHHHHHHHHHHHHEEECCCCCEEEEEHCCHHHHHHHHHHHEEHCCCECCCCCCCHHHHHHHHHHHHCCHHHHHHHECCCCCCCCCCCCCCCCCHHHHEECCCCCCCCHHHHHHHHCCCCCCCCCHHHHHHHHHHHHHCCCCCCCCCCCCHHHHHHCCCCCCCHHHHHHCCCCCHHHHCCCEEEECCCEEEEEECCCCCCCCCCEEEECCCCHHEEEECCEEEEEECCCCCEEEEEEEEEEECCCCCEEEEEECCCCCCCCCCCCCEEEEECCCCEEEEEEEECCCCEEEEEECCEEEEECCCCCEEEEEEEEECCCECCCCCHHHHHHHHHHHHHHCCHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHCCCCCCCCEEEECCHHHHHHHHHHHHHHCCCCCCHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHCCEECCC

其中C表示coil无规则卷曲，H表示heilx（α-螺旋），E表示extended（β—折叠）

蛋白质三级结构预测 同源建模

三级结构预结果

对三级结构的全局模式质量分析和局部模式质量分析，分析的结果

第三篇：典型相关分析

典型相关分析

在ＳPＳＳ中可以有两种方法来拟合典型相关分析，第一种是采用Manova过程来拟合，第二种是采用专门提供的宏程序来拟合，第二种方法在使用上非常简单，而输出的结果又非常详细，因此这里只对他进行介绍。该程序名为Canonical correlation.sps，就放在ＳPＳＳ的安装路径之中，调用方式如下： 文件——新建——语法

INCLUDE ' C:Program FilesSPSSIncPASWStatistics18SamplesEnglishCanonical correlation.sps'.CANCORR SET1=体重 腰围 脉搏 /SET2=单杠 仰卧起坐 跳高.1.Correlations for Set-1 Correlations for Set-2 首先给出的是两组变量内部各自的相关矩阵，可见生理指标之间具有相关性、训练指标之间也有相关性。

2.Correlations Between Set-1 and Set-2 接着给出的是两组变量间各变量的两两相关矩阵，可见生理指标与训练指标之间确实存在相关性。

3.Canonical Correlations 提取典型相关系数的大小，可见第一典型相关系数为0.796

4.Test that remaining correlations are zero 检验各典型相关系数有无统计学意义，可见第一典型相关系数有统计学意义，第二第三典型相关系数没有统计学意义。

5.Standardized Canonical Coefficients for Set-1 Raw Canonical Coefficients for Set-1 各典型变量与变量组1中各变量间标化与未标化的系数列表，由此我们可以写出典型变量的转换公式（标化的）：U1=0.775x1-1.579x2+0.059x3

6.各典型变量与变量组2中各变量间标化与未标化的系数列表，同理可以写出典型变量的转换公式：V1=0.349y1+1.054y2-0.716y3

7.各典型变量与原变量之间相关系数。

U与x之间相关系数

V与x之间相关系数

V与y之间相关系数

U与y之间相关系数

第四篇：热分析实验报告

热分析实验报告

一、实验目的

1、了解STA449C综合热分析仪的原理及仪器装置；

2、学习使用TG-DSC综合热分析方法。

二、实验内容

1、对照仪器了解各步具体的操作及其目的。

2、测定纯Al-TiO2升温过程中的DSC、TG曲线，分析其热效应及其反应机理。

3、运用分析工具标定热分析曲线上的反应起始温度、热焓值等数据。

三、实验设备和材料

STA449C综合热分析仪

四、实验原理

热分析（Thermal Analysis TA）技术是指在程序控温和一定气氛下，测量试样的物理性质随温度或时间变化的一种技术。根据被测量物质的物理性质不同，常见的热分析方法有热重分析(Thermogravimetry TG)、差热分析(Difference Thermal Analysis，DTA)、差示扫描量热分析(Difference Scanning Claorimetry，DSC)等。其内涵有三个方面：①试样要承受程序温控的作用，即以一定的速率等速升（降）温，该试样物质包括原始试样和在测量过程中因化学变化产生的中间产物和最终产物；②选择一种可观测的物理量，如热学的，或光学、力学、电学及磁学等；③观测的物理量随温度而变化。

热分析技术主要用于测量和分析试样物质在温度变化过程中的一些物理变化（如晶型转变、相态转变及吸附等）、化学变化（分解、氧化、还原、脱水反应等）及其力学特性的变化，通过这些变化的研究，可以认识试样物质的内部结构，获得相关的热力学和动力学数据，为材料的进一步研究提供理论依据。

综合热分析，就是在相同的热条件下利用由多个单一的热分析仪组合在一起形成综合热分析仪，见图1，对同一试样同时进行多种热分析的方法。

图1 综合热分析仪器（STA449C）

（1）、热重分析(TG)原理

热重法(TG)就是在程序控温下，测量物质的质量随温度变化的关系。采用仪器为日本人本多光太郎于1915年制作了零位型热天平（见图2）。其工作原理如下：在加热过程中如果试样无质量变化，热天平将保持初始的平衡状态，一旦样品中有质量变化时，天平就失去平衡，并立即由传感器检测并输出天平失衡信号。这一信号经测重系统放大后，用以自动改变平衡复位器中的线圈电流，使天平又回到初时的平衡状态，即天平恢复到零位。平衡复位器中的电流与样品质量的变化成正比，因此，记录电流的变化就能得到试样质量在加热过程中连续变化的信息，而试样温度或炉膛温度由热电偶测定并记录。这样就可得到试样质量随温度（或时间）变化的关系曲线即热重曲线。热天平中装有阻尼器，其作用是加速天平趋向稳定。天平摆动时，就有阻尼信号产生，经放大器放大后再反馈到阻尼器中，促使天平快速停止摆动。（2）、差热分析(DTA)原理

差热分析（DTA）是指在程序控温下，测量试样物质(S)与参比物(R)的温差(∆T)随温度或时间变化的一种技术(见图3)。在所测温度范围内，参比物不发生任何热效应，如Al2O3在0～1700℃范围内无热效应产生，而试样却在某温度区间内发生了热效应，如放热反应（氧化反应、爆炸、吸附等）或吸热反应（熔融、蒸发、脱水等），释放或吸收的热量会使试样的温度高于或低于参比物，从而在试样与参比物之间产生温差，且温差的大小取决于试样产生热效应的大小，由X-Y记录仪记录下温差随温度T或时间t变化的关系即为DTA曲线。（3）、差示扫描量热分析(DSC)原理

差示扫描量热(DSC)是指在程序控温下，测量单位时间内输入到样品和参比物之间的能量差（或功率差）随温度变化的一种技术。按测量方法的不同，DSC仪可分为功率补偿式和热流式两种。图4即为功率补偿式示差示扫描量热仪原理示意图。样品和参比物分别具有独立的加热器和传感器，整个仪器有两条控制电路，一条用于控制温度，使样品和参照物在预定的速率下升温或降温；另一条用于控制功率补偿器，给样品补充热量或减少热量以维持样品和参比物之间的温差为零。当样品发生热效应时，如放热效应，样品温度将高于参比物，在样品与参比物之间出现温差，该温差信号被转化为温差电势，再经差热放大器放大后送入功率补偿器，使样品加热器的电流Is减小，而参比物的加热器电流IR增加，从而使样品温度降低，参比物温度升高，最终导致两者温差又趋于零。因此，只要记录样品的放热速度或吸热速度（即功率），即记录下补偿给样品和参比物的功率差随温度T或时间t变化的关系，就可获得试样的DSC曲线。

五、实验步骤

（一）、操作条件：

1、环境安静，尽量避免人员走动。

2、保护气体（protective）：Ar、He、N2等。目的用于操作过程中对仪器和天平进行保护，以防止受到样品在受热时产生的毒性及腐蚀性气体的侵害。压力：0.05MPa，流速<30ml/min，一般为15ml/min，该开关始终为开启状态。

3、吹扫气体（purge1/purge2）：在样品测试过程中用作气氛或反应气，一般为惰性气体，也可氧化性气体（空气、氧气等），或还原性气体（H2、CO等）。但对氧化性或还原性气体应慎重选择，特别士还原性气体会缩短机架的使用寿命，腐蚀仪器的零部件。压力：0.05MPa，流速<100ml/min，一般为20ml/min。

4、恒温水浴：保证天平在恒温下工作，一般调整为比环境温度高2～3℃。

5、空气泵：保证测量空间具有一定的真空度，可以反复进行，一般抽三次即可。

（二）、样品准备

1、检查并核实样品及其分解产物不会与坩锅、支架、热电偶或吹扫气体进行反应。

2、对测量所用的坩锅及参比坩锅预先进行高于测量温度的热处理，以提高测量精度。

3、试样可以是液体、固体、粉体等形态，但须保证试样与坩锅底部的接触良好，样品适量（坩锅1/3或15mg），以减小样品中的温度梯度，确保测量精度。

4、对热反应激烈的试样或会产生气泡的试样，应减少用量。同时坩锅加盖，以防飞溅，损伤仪器。

5、用仪器内部天平称量是，需等天平稳定，及出现mg字样时，读数方可精确。

6、测试必须样品温度达到室温及天平稳定后才能开始。

（三）、开机

1、开机过程无先后顺序。为保证仪器稳定精确的测试，STA449C的天平主机应一直处于带电开机状态，除长期不使用外，应避免频繁开关机。恒温水浴及其他仪器应至少提前1h打开。

2、开机后，首先调整保护气体及吹扫气体的输出压力和流量大小至合理值，并等其稳定。

（四）、样品的称重

1、击weigh进入称重窗口，待TG稳定后钦Tare。

2、称重窗口中的Crucible mass栏变为0.000mg。

3、打开装置，将样品置入试样坩锅。

4、将坩锅置入支架，关闭装置。

5、称重窗口中将显示样品质量。

6、待质量稳定后，按store将样品质量存入。

7、点击OK退出称重窗口。

（五）、基线的测量

过程：打开电脑进入STA449C工具栏新建修整编号继续206599点击206599打开勾上吹扫气2和保护气设定升温参数：终点温度，升温速率，等结束设定等待参数：等待温度，升温速率，最长等待时间等点击进入降温参数设定提交继续保存设定完成进行基线测定。

（六）、样品的测试

过程：进入基线选样品＋修正测量程序测试完成时自动记录所测文件。导出图元文件和数据即可。

（七）、结果分析

1、TG曲线结果分析

点击工具栏上的“mass change”按钮，进入TG分析状态，并在屏幕上出现两条竖线。根据一次微分曲线和DSC(or DTA)曲线确定出质量开始变化的起点和终点，用鼠标分别拖动该两条竖线，确定出TG曲线的质量变化区间，然后点击“apply”按钮，电脑自动算出该区间质量变化率；如果试样在整过测试温度区间有多个质量变化的分区间，依次重复上述步骤进行操作，直至全部算出各个质量变化区间的质量变化率，然后点击“OK”按钮，即完成TG分析。

2、DTA或DSC曲线分析 ①反应开始温度分析

点击工具栏中的“onset”按钮，进入分析状态，并在屏幕上显示两条竖线。根据一次微分曲线和DSC(or DTA)曲线，确定出曲线开始偏离基线的点和峰值点，用鼠标分别拖动该两条竖线，至确定的两条曲线上，点击“apply”按钮，自动算出反应的开始温度，质量开始变化的起点和终点，然后点击“OK”按钮，即完成分析操作。②峰值温度分析

点击工具栏中的“peak”按钮，进入分析状态，并在屏幕上显示两条竖线。根据一次微分曲线和DSC(or DTA)曲线，确定出曲线的热反应峰点，用鼠标分别拖动该两条竖线，至曲线上峰点的两侧，确定的两条曲线上，点击“apply”按钮，自动标出峰值温度，然后点击“OK”按钮，完成操作分析。③热焓分析

点击工具栏中的“aera”按钮，进入分析状态，并在屏幕上显示两条竖线。根据一次微分曲线和DSC曲线，确定出曲线的热反应峰及其曲线开始偏离基线的点和反应结束后回到基线的点，用鼠标分别拖动该两条竖线至曲线上两个确定的点上，点击“apply”按钮，自动算出反应热焓，然后点击“OK”按钮，完成分析操作。

完成以上全部内容后，打印输出，测试分析操作结束。

六、DSC曲线

DSC曲线、不同初始条件下的 DSC曲线下图所示。图中可以直观地看出，随着反应的进行，样品与参比物之间的能量差（或功率差）随温度的变化，从而清楚反应的进程。

曲线的上升代表着吸热反应，曲线的下降代表着正在进行放热反应，所以最开始一般要吸收热量进行反应，之后放热，当曲线的纵坐标和初始高度差不多高时，表示反应基本完成了。

七、实验注意事项

1、注意环境的安静，否则影响曲线的质量；

2、样品的用量尽量一致；

3、合理选择保护气氛。

八、思考题

（1）、比较DSC、DTA、TG之间的区别与联系。

热重法(TG)就是在程序控温下，测量物质的质量随温度变化的关系。得到试样质量随温度（或时间）变化的关系曲线即热重曲线。

差热分析（DTA）是指在程序控温下，测量试样物质(S)与参比物(R)的温差(∆T)随温度或时间变化的一种技术。在所测温度范围内，参比物不发生任何热效应。由X-Y记录仪记录下温差随温度T或时间t变化的关系即为DTA曲线。

差示扫描量热（DSC）是指在程序控温下，测量单位时间内输入到样品和参比物之间的能量差（或功率差）随温度变化的一种技术。只要记录样品的放热速度或吸热速度（即功率），即记录下补偿给样品和参比物的功率差随温度T或时间t变化的关系，就可获得试样的DSC曲线。区别：

①曲线的纵坐标含义不同，测量对象也不同。TG：试样的质量；DTA：试样与参比物的温差；DSC：热流量。

②DSC的定量水平高于DTA。试样的热效应可直接通过DSC曲线的放热 峰或吸热峰与基线所包围的面积来度量，不过由于试样和参比物与补偿加热丝之间总存在热阻，使补偿的热量或多或少产生损耗，因此峰面积得乘以一修正常数（又称仪器常数）方为热效应值。仪器常数可通过标准样品来测定，即为标准样品的焓变与仪器测得的峰面积之比，它不随温度、操作条件而变化，是一个恒定值。

③DSC分析方法的灵敏度和分辨率均高于DTA。DSC中曲线是以热流或功率差直接表征热效应的，而DTA则是用∆T间接表征热效应的，因而DSC对热效应的相应更快、更灵敏，峰的分辨率也更高。

④温度范围不一样。TG：20℃～1000℃；DTA：20℃～1600℃；DSC：-120℃～1650℃。

联系：

三种热分析方法，都是是指在程序控温和一定气氛下，测量试样的物理性质随温度或时间变化的一种技术。虽然从不同侧面，但都是反映物质变化过程，从而进行分析和判断。

①试样都要承受程序温控的作用，即以一定的速率等速升（降）温，该试样物质包括原始试样和在测量过程中因化学变化产生的中间产物和最终产物；

②都是选择一种可观测的物理量，如热学的，或光学、力学、电学及磁学等； ③观测的物理量随温度而变化。

（2）、简述热分析曲线在化学反应机理分析中作用。

通过热分析曲线，可以直观地看出化学反应进行的过程中温度和物质的量的实时变化，通过研究这些变化，可以获得相关的热力学和动力学数据，为对化学反应机理的研究提供数据基础。

第五篇：挡土墙分析实验报告

《工程力学A2》小组作业报告

挡土墙分析

院 系：土木建筑工程学院 组 名：第三组 组 长：侯森磊

成 员：侯森磊 符维滨 孙铭锴 日 期：20151212

摘要：灵活运用《理论力学》和《材料力学》里的力学知识分析本报告通过分析一道经典的挡土墙问题，得到其荷载应力状态，得出相应的结论，解决相应的问题，并进行的一系列讨论和总结，最终理解挡土墙问题。

一、简介

图示一混凝土挡土墙，墙高4m，已知墙背承受的土压力F=137kN，并且与铅垂线成角，混凝土的密度为2.35×103kg/m3,其他尺寸如图所示。取1m长墙体作为研究对象，试计算作用在截面AB上点A和点B处的正应力。又砌体的许用压应力为3.5MPa，需用拉应力为0.14MPa，（1）试作强度校核。

（2）如果以点A作为转动轴，试验算坝体是否会倾覆

（3）如果坝体后面有地下水，地下水面距坝顶2m，此时由于地下水的浮力作用，墙背承受的土压力变小，变为，并且与铅垂线成角,试计算分析此时坝体底面AB截面的应力分布情况。（提示，需要考虑水压力）

二、解决思路与方法

解决思路：

（1）强度校核：先分析1m长的挡土墙上承受的外力，然后分析AB截面上的轴力和弯矩最后进行强度校核（2）可以先求出A轴的力矩，判断其大小和方向，可以试验算坝体是否 倾覆

（3）水的压强在同一深度,各个方向的压强都一样且水的压强垂直作用在坝上，其余求解过程如（1）

具体过程 <1>（1）1m长的挡土墙上承受的外力[图(b)]为

F1x=F1sin45.7°=137kN×0.716=98.1kN

F1y=F1cos45.7°=137kN×0.698=95.6kN

F2=1m×4m×0.6m×2.35×103kg/m3×9.8N/kg=55.3kN

（2）AB截面上的轴力和弯矩分别为

FN=F1y+F2+F3=224.6kN

M=F1x×1m+F2×0.8m-F3×0.033m-F1y×0.7m

=73.0kN·m

故A点和B点处的正应力分别为

(3)强度校核 因为

所以 强度合格 <2> MA = F1x ×1m-F2×0.3m-F3×(1.1+0.033)m-F1y×(1.1+0.7)m

=-174.1kN·m

(顺时针)因为MA 为顺时针 所以不会倾覆 <3> 水的压强：

在同一深度,各个方向的压强都一样 ，水的压强垂直作用在坝上，如图(c)所示。

图（C）

F1x=F1sin41.7°=110kN×0.665=73.2kN F1y=F1cos41.7°=110kN×0.747=82.2kN

F2=1m×4m×0.6m×2.35×103kg/m3×9.8N/kg=55.3kN

F4x=F4sin68.2=26.1kN F4y=F4cos68.2=10.4kN FN=F1y+F2+F3+F4y=212.6kN M=F1x1m+F20.8m-F30.033m-F1y0.7m-F4y×1.3m+

F4x×0.7m=62.2kN·m

故A点和B点处的正应力分别为

三、结论与讨论

图示的混凝土挡土墙设计合理，无论是否存在地下水，该挡土墙的强度都符合要求。而且，不会倾覆。

前两问考察的是《理论力学》和《材料力学》的结合，只要对力学知识掌握熟练，便可轻易解出。第三问主要是加入了水的压力，只要了解到水的压强在同一深度,各个方向的压强都一样，便可理解为多了一个已知力，很容易解出答案

四、总结

本实验报告主要是通过灵活运用《理论力学》和《材料力学》里的力学知识分析一道经典的挡土墙问题，得到其荷载应力状态，最终得出相应的结论，解决相应的问题，即该挡土墙符合强度要求，不会倾覆。而且还进行了一系列讨论和总结，还有解决大作业的心得和体会。

五、心得与体会

解决大作业时，各成员没有进行好交流和沟通。刚开始没有确定好分工，导致大作业进展缓慢,后来又有小组成员不与其他成员沟通，到后期直接退出，打乱了大作业的进展。总之，无论是做任何事，参与者之间的沟通很重要。

通过本次大作业，小组全体成员既加强了对《理论力学》《材料力学》的运用，同时也使小组成员对《土力学》有了一定的接触和了解，使以后对《土力学》的学习更加轻松。