吴道勇 覃超 江兴元

摘要针对弹性力学课程抽象困难，学生普遍缺乏兴趣的现状。本文试图通过生活中常见的现象来培养学生对力学课程的兴趣。以老鼠打洞行为为例，阐述了基因对老鼠打洞行为的控制作用。将老鼠打洞问题简化为轴对称力学模型，给出了其基本方程、边界条件，同时还必须考虑岩土材料的塑性屈服，通过数值方法求解各应力分量随洞径的变化关系，最后指出老鼠打洞力学问题对于地质钻探或桩基施工等实际工程问题的启示。论文生动形象的展示了生活中处处皆学问，引导学生热爱生活，从生活点滴中培养纯粹的科研学习热情。

關键词 老鼠打洞 力学模型 屈服准则 寓教于乐

中图分类号：O302文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.28.020

Mechanics Problems andEnlightenmentInvolvedinthe BurrowingbehaviorofPrairieVoles

——Cultivation of interest in "Elastic Mechanics" with edutainment

WU Daoyong[1]， QIN Chao[2]， JIANG Xingyuan[2]

（[1]Key Laboratory of Karst Georesources and Environment， Ministry of Education， Guizhou University， Guiyang， Guizhou 550025；

[2]College of Resource and Environment Engineering， Guizhou University， Guiyang， Guizhou 550025）

AbstractInviewofthecurrentsituationthatstudentsgenerallylackofinterestinstudyingelasticmechanicsduetotheabstraction anddifficultyofthesecourses.Thispapertriestocultivatestudents’interestinmechanicscoursesthroughcommonphenomenain life.Taking theburrowingbehaviorofprairievoles asan example，the determining ofgenesontheburrowingbehaviorofprairie voles is illustrated. The problem of rat drilling is simplified to an axisymmetric mechanical model， and the basic equations and boundary conditions are given. Moreover， the plastic yield of rock and soil materials is considered. The variation of the stress components with hole diameter is solved numerically. Finally， the enlightenment of rat drilling mechanics to practical engineering problemssuchasgeologicaldrillingandpilefoundationconstructionispointedout.Thispapervividlyshowsthatthereisknowledge everywhereinlife，guidingstudentstolovelifeandcultivatepureenthusiasmforlearningandscientificresearchfromeverybitoflife.

Keywordsburrowing behavior； mechanical model； yield criterion； edutainment

0引言

弹性力学是固体力学的一个分支，研究弹性体由于受外力作用、边界约束或温度改变等原因而发生的应力、形变和位移，是工科专业的一门重要专业基础课。[1]弹性力学的研究方法是在弹性体区域内部考虑静力学、几何学和物理学分别建立三套方程，在边界上严格考虑受力条件和约束条件，建立微分方程和边界条件来求解应力分量、变形分量和位移分量。课程对高等数学中的微积分、偏微分方程求解和级数，以及解析几何、线性代数等知识的依赖性较高，且较为抽象，公式推导较多，学生学习普遍感觉较难。[2]张琼等[3]对教学中存在的问题进行了总结，认为现行主流弹性力学教程注重严密……