乙個放滿石頭的杯子裡還能放沙子和水,是否能說明什麼道理?

時間 2021-05-06 19:40:53

1樓:彭sunny

換一種角度思考,就像不完滿的人生,人追求的高低不同,獲得和連線的東西也就不同。越聰明的人越會懂得合理利用,直至沒有利用空間

2樓:

自然環境下的沙子石頭和水是有所混合的,河水中有沙,灘石下有水。

自然形成的國家也是如此,權貴、精英、平民,不同階層的人既混合又分類的生活在一起。

比如美國來到伊拉克,破壞了階層間的自然結構,摻入自己的沙。

3樓:高楓子

乙個有限空間裡,某些事物看似佔據了全部空間,可在夾縫中依然有另外不同的部分可以生存。

這意味著做人不僅要自我奮鬥,還要考慮歷史的程序。

4樓:馬前卒

說明這是我土木工程派建築材料分舵的兄弟啊!做這個實驗首先是證明單一尺寸的多面體隨機堆積無法達到最大密實度,其次證明這兄弟練的功夫是間斷級配流。

簡單地說,在用水泥混凝土蓋樓,用瀝青混凝土修路的時候,材料主體不是水泥和瀝青,而是擠到一起的石子和砂礫以及石粉。這些砂礫稱為骨料或者是礦料,它們大多彼此觸碰,通過水泥和瀝青凝結為一體,承載著大多數壓力,純粹用水泥或瀝青製作的結構件很少見。(貴、強度也不夠)

所以,混凝土(注意包括瀝青混凝土)的強度不僅僅要看瀝青和水泥的標號,更要看這些骨料(可理解為小石頭)的材質和排列。既然骨料之間可以直接傳遞很多受力,那麼提高骨料的密度,往往是省錢兼提高受力強度的辦法。很多材料設計需要追求「最大堆積密度」。

最大堆積密度顯然不能通過單一粒徑(大小)的石頭來完成,因為尺寸差不多的石子堆積在一起,彼此之間的孔隙大小和石子的尺寸成正比。無論這個粒徑是大是小,孔隙率總是差不多的。如果用更小的石子填滿這些孔隙,骨料的密度肯定又提高了乙個檔次。

但是,新的小石子之間又會產生新的孔隙,需要更小的石子來填滿,這些小石子也可以傳導力量。所以理想狀態下應該是大石子、小石子、砂礫、礦粉……不同尺寸的石塊堆到一起,來達到這個最大密度和最優傳力模式。這些不同尺寸石塊的比例就叫「級配」。

選取不同尺寸的石子很容易,因為篩子挺便宜的。但到底不同大小的石子按什麼比例摻和在一起呢?是最大的石子直接配砂礫?還是小石子配礦粉?哪種堆積能達到最大密度?

如果所有的石子都是球體,隨機堆積狀態下的密度儘管不好算,但好歹還能做個理想模型估算一下。

球體隨機堆積及其堆積結構的研究

但石子的形狀什麼都有,還不是完全隨機——和礦物的性質、破碎方式都有很大關係。彼此之間也不是光滑堆積,還有摩擦力,這就要靠大量的實驗來提供經驗公式了。

顯微鏡下的砂礫

經驗這東西,一是和現場環境、施工方式關係非常大,二是在不同的使用要求下也會有不同的結論,三是還要和水泥、瀝青的物理特性相關,不是簡單的石子堆積。所以級配理論儘管發展的非常完善,但也沒有獨尊於一的說法,我這個本科生當年就沒學好,如今也不打算下定論。

但總的來說,有連續級配和間斷級配兩種模式。所謂連續級配,就是各種尺寸的石子都有,隨便抓一把,裡面各種大小的石子比例儘管不一樣,但都不可忽視;所謂間斷級配,就是在不同尺寸的骨料中,剔除某兩個篩子之間的石子,形成一種石塊配砂礫或是小石子配礦粉的結構,讓最大的那批石子彼此觸碰,而不是「懸浮」在中等大小的石子中間。

兩種搭配各有優劣,都在特定情況下能接近最佳強度。回到問題本身,禪師要在裝滿石子的杯子裡放粒徑明顯有差別的砂礫,最後再加入水(有的故事版本還要加入鹽),顯然是間斷級配流信奉者,我強烈推薦他去路基實驗室謀份好工作。至於2023年北京高考作文中提出好問題的那些娃娃,都來學建築材料吧,專案部是廣闊天地,大有作為。

對了,有的道路骨料級配不追求最大的密實度,反而要在骨料中形成很多、很大的孔隙,用來排水或是減緩車輛通過積水傳遞的衝擊力,這叫開級配透水層。所以我們能看到某些瀝青路面是透水的。一方面有利於排水,另一方面避免車輪在接觸積水路面的瞬間把水擠入路面的「死胡同」,產生上百個大氣壓的超壓,破壞路面。

這禪師最後倒進半杯水,看來也很贊同使用15%以上孔隙率的開級配碎石透水層呢……

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