土木工程未来展望

相关推荐

土木工程未来展望

[摘要]现代土木工程发展现状可以从以下几个方面论述：土木工程材料，功能要求多样化，城市建设立体化，交通工程快速化，工程设施大型化，随着科技的迅猛发展，土木也面临着各种挑战与机遇，因此，为了跟上时代的步伐，土木工程未来发展趋势也将从几个方面进行：重大工程项目奖陆续兴起；土木工程将向太空、海洋、荒漠开拓；工程材料向轻质，高强，多功能化发展；设计方法精确化，设计工作自动化；信息和智能化技术全面引入土木工程，还有土木工程的可持续发展等等。

土木工程未来展望

[关键词]土木工程材料发展趋势多功能可持续发展智能化立体化

一、目前土木工程的发展现状

1、在土木工程材料方面，从早期使用的砖、瓦、砂、石、灰、木材到近代使用钢材，水泥，混凝土，直到现代的高强度混凝土（高强度就是增加混凝土的密实性，最常用的方法就是用极细的活性颗粒渗入混凝土，使它们在水泥浆中的细微孔隙中水化，减少和填充混凝土的毛细孔，达到增密和增强的作用。）、高性能混凝土（超高的强度、低渗透性、良好的结构性能、优越的耐久性、可观的经济效益、环保性，有关常规的混凝土物理，力学性能指标亦要根据不同的使用要求而有所提高或改善。）、纤维混凝土（在混凝土加入合成材料纤维丝成钢纤维，是由纤维和水泥基料，如水泥石，砂浆成混凝土，组合的复合材料的统称），纤维混凝土能增强塑性混凝土的抗拉能力，显著降低其塑性流动和收缩微裂纹。这种减少或消除塑性裂纹使混凝土获得其最佳的长期整体性。这些纤维呈各向均匀地分布于整个混凝土，使混凝土得到辅助的加强，以防止收缩裂缝。在随处都有纤维的混凝土中，亦可最大限度地减少在受力状态下混凝土可能出现裂缝的宽度和长度。

绿色建材（绿色建材指在原料采取、产品制造、使用或者再循环以及废料处理等环节中对地球环境负荷最少和有利于人类健康的材料。绿色建材的基本特征是：建材生产尽量少用天然资源，大量使用尾矿、废渣、垃圾等废弃物；采用低能耗，无污染环境的生产技术。）其成果有以粉煤灰、空心砖、以磷石膏，脱硫

石膏等等。

2、除了在材料方面要求更高以外，在土木工程功能方面要求更加多样化，城市建设更加立体化，像城市为了解决交通方面问题，光靠传统的地面交通已经无能为力，于是一方面修建地下交通网，另一方面又修建高架公路网或轨道交通，随着地下铁道的兴建，地下商业街、地下停车场、地下仓库、地下工厂、地下旅馆等也陆续发展起来。而高架道路的造价比地下铁道要经济得多，因而大中城市纷纷建设高架公路、高架轨道交通。高架道路与城市立交桥的兴建不仅缓解了城市交通问题，而且还为城市的面积增添了风采。现代化城市建设在地面、空中、地下同时展开，形成了立体化发展的局面。

3、同时工程设施大型化，即为了满足能源、交通、环保、及大众公共活动的需要，许多大型的土木工在第二次世界打大战以后陆续建成并投入使用。（如在拱桥方面，南斯拉夫克二号混凝土拱桥跨度达390m，中国黄河的江界河混凝土拱桥跨度330m，在隧道方面，近代开凿了许多穿过大山或越过大江、海峡的通道。在高层建筑方面有上海金茂大厦，上海环球金融中心大厦，还有海上采油平台，核电站等。总之在现代土木工程中，我国近20年来取得了举世瞩目成就，虽然只是开始，但是随着祖国科技的不断发展，在未来土木方面将会越走越远。

二、土木工程未来发展趋势

随着世界的变革与科技的不断发展，土木工程也面临着重大挑战，如世界正经历工业革命以来又一次重大变革，这便是信息（包括计算机、通信、网络等）工业的迅猛发展，可以预计人类的生产、生活方式将会发生重大变化。还有航空航天事业的发展，地球人口激增，资源短缺，人类生存受到威胁，生态环境受到严重破坏。因此为了人类能有一个舒适的生存环境，适应世界的潮流与发展，土木工程在未来发展趋势将从以下方面进行：

1、重大工程项目将陆续兴建。在高速公路方面；了解决城市土地供求矛盾，城市建设将向高、深方向发展。同时不仅要筑路，且有多座大桥或隧道要建设；在港口工程方面，在中国加入WTO以后港口的发展带来了极大的机遇与空间，也带来了巨大的压力与挑战。中国港口成为世界集装箱运输港口中发展最快、建设规模最大的港口群，港口码头专业化、大型化，航道深水化的发展更加迅猛，促使我国大力开辟深水航道和开挖深水港池，大量建设深水泊位，结合港口疏浚吹填造陆，使软基加固技术得到发展，码头结构向构件大型化，结构简单化方向发

《土木工程未来展望》全文内容当前网页未完全显示，剩余内容请访问下一页查看。

展，码头装卸设备向大型化，高效率和专业化方向发展，电子计算机和其他先进技术在港口勘测，设计、施工和经营管理等方面日益广泛应用，在波浪预报、波浪理论和不规则波浪作用力的研究，泥沙淤积研究及模型试验，防波堤人工块体的研究等方面，都将大力发展。

2、土木工程项目将向太空、海洋、荒漠地开拓。现在陆地上土地太少，首先想到可向海洋发展。向海洋开拓从近代已经开始。为了防止噪声对居民的影响，也为了节约用地，许多机场已经开始填海造地。从航空母舰和大型运输船的建造得到启发，人们以设想建立海上浮动城市，对于荒漠，可以设想在沙漠地下找水，然后从南极将巨大的冰山拖入沙漠地区，还有海水淡化，至于到太空上发展乃人类一直的梦想，如设想利用生物工程，将制氧微生物及低等植物移向火星等等。工程材料向轻质、高强、多功能化方向发展。如传统材料的改性，化学合成材料的应用（如门窗，管材、装饰材料，今后的发展方向是向大面积围护材料及结构骨架材料发展）。还有设计方法精确化，设计工作自动化，由于快速计算机的出现，使这一计算机得以实现。比如海上取油平台、核电站、摩天大楼、地下过海隧道等巨型工程，有了计算机的帮助，便可合理的进行数值分析和安全评估。

数值计算机的进步使过去不能计算的带有盲目性的估计可以变成较精确的分析。例如，土木工程中由于各个杆件分析分析到整体分析；工程项目结构的定性分析到施工阶段的全过程仿真分析；工程结构中在灾害荷载作用下的全过程非线性分析；与时间有关的长时间徐变分析和瞬间的冲击分析等。

3、信息和智能化技术全面引入土木工程。如（1）信息化施工（即在施工过程中所涉及的各部分各阶段广泛应用计算机信息技术，对工期、人力、材料、机械、资金、进度等信息进行收集、存储、处理和交流，并加以科学地综合利用，为施工管理及时、准确地提供决策依据。（2）智能化建筑，即一方面在房屋中设备用先进的计算机系统监测与控制，并可通过自动化或人工干预来保证设备运行的安全、可靠、高效。另方面是安装队居住者的自动服务系统，对于办公室来说，智能化要求配备办公自动化设备，快速通信设备，楼宇自动管理和控制设备。（3）智能化交通（先进的交通管理系统，交通信息服务系统，车辆控制系统，车辆调度系统，公共交通系统等。）它应具有信息收集，快速处理，优化决策，大型可视化系统等功能。（4）土木工程分析的仿真系统（计算机仿真技术可以在计算机上模拟大少的工程结构在灾害荷载作用下从变形到倒塌的全过程，从而揭示结构

不安全的部位和因素。）-

4、土木工程的可持续发展。临人口增长，生态失衡，环境污染，人类生存环境恶化，20世纪80年代提出可持续发展的原则，在建设与使用土木工程过程中，与能源消耗，资源利用、生态平衡有密切关系，从资源方面看，建房、修路大多要占地，而我国土地资源十分紧张，因此这方面应尽可能采用可再生资源和循环利用已有资源，例如太阳能，利用处理过的废水等。

【参考文献】

【1】叶志明主编《土木工程概论》（第三版）

【2】夏燕主编《土木工程材料》

【3】中国建筑材料联合会系统工作研讨会报告

《土木工程概论》学结

本课程首先让我了解了土木工程的本质定义，认识有关土木工程中所运用的材料及其它们的一些特性，还有土木工程的在个方向的作用，如建筑工程中的基本构件，单层多层建筑，特种结构。和在交通土建，桥梁、港口、地下工程、水利工程、给排水，水利水电等各方面的应用。最后学工程施工方面，建设项目管理，和防灾减灾，数字化技术和设计理念。根据上述所学的内容，我大致分为四部分进行总结。

1、首先在土木工程材料方面，早期使用的土木工程材料主要有砖、瓦、砂、石、灰、木材等。砖是一种常见的砌筑材料并按照生产工艺分为烧结砖和非烧结砖；按所用原材料分为粘土砖、页岩砖、粉煤灰砖等等；按有无空洞分为空心砖、多孔砖和实心砖。瓦是屋面材料。天然石材具有很高的抗压能力，良好的耐磨性和耐久性，经加工后表面美观富于装饰，且资源多，便于取材，生产成本低，是古今土木工程中修建城墙，桥梁，房屋、道路及水利工程的主要材料。砂石是混凝土和砂浆的主要组成材料之一，是土木工程的大宗材料。近代后钢材、水泥、混凝土开始应用于建筑当中，同时伴随着钢筋混凝土的问世。土木工程所用的的钢材结构的各种型材（如圆钢、角钢、工字钢等）、钢板、管材和用于钢筋混凝土的各种钢筋、钢丝等。水泥是粉状的水硬性胶凝材料，能在空气中和水中凝结硬化，按其用途其性能分为：通用水泥、专用水泥、特性水泥。至于混凝土，是由胶结材料，骨料和水按一定比例配置，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成的人造石材。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，具有抗压强度高、耐久性好。现代材料是把混凝土进行改造，有高强度混凝土，高性能混凝土，纤维混凝土。并且有绿色建材的出现·绿色建材指采用建材卫生生产技术生产的无毒害、无污染、无放射性、有利于环境保护和人体健康、安全的建筑和装饰材料。如提高水泥强度等级，生产多功能水泥，以废渣经过加工代替部分水泥，从而降低水泥产量；生产中改进工艺，降能耗，减少排污和排入大气的CO2，尽量达到环境容许程度。材料方面以后将会想着轻质高强环保型发展。

《土木工程未来展望》全文内容当前网页未完全显示，剩余内容请访问下一页查看。

学完土木材料以后接着学在建建筑物是要进行岩土工程勘察，地基处理等等，一栋建筑物下面由地基承载，地基是地球的一部分，并且建筑物分为上部结

构和基础。进行地基处理的原因是要满足特定条件：p<=f（即压应力要小于等于地基承载力），因此，在建某栋建筑物时，要对地基进行勘察和原位测试。勘察的目的是查明工程地质条件，分析存在的地质问题，对建筑地区做出工程地质评价。基础分为深基础和浅基础(埋深不少于0.5m)浅基础分为刚性基础和扩展基础。按结构可分为独立基础，条形基础，筏板基础和箱型基础。至于深基础有桩基础（预制桩和灌注桩）、沉井基础和沉箱基础。由于地基承载力有差异，因此会存在不均匀沉降，但沉降要符合国际指标。最后进行地基处理的方法有换填法、预压法、强夯法、振冲法、土或灰土挤密桩法、砂石桩发、深沉搅拌法、高压喷射注浆法。

2、接着就了解土木工程在各方向的施工。首先是建筑工程（重点讲述，因为本专业主要以建筑工程为主），学习建筑工程首先要了解其基本构件，有板，梁、柱、拱。由这些基本构件构成了基本骨架，同时基本骨架要满足的条件是S<=R(即作用效应小于等于抵抗能力)。之后建筑可以分为单层建筑（3m<层数<7m）多层建筑（10m~24m）其结构布置主要有混合结构和框架结构。还有高层建筑和超高层建筑，其结构布置主要有框架结构，剪力墙结构和筒体结构。

在交通土建方向：在道路施工上，首先要确定线路（由直线和曲线段组成）路基要求：要有足够的稳定性，足够的承载力和刚度，足够水湿稳定性，还有路面结构图有六层，分别为土层、垫层、底基层、基层、联接层、面层，并且其刚度从上到下逐层递减。在铁路隧道上，施工方法有明挖法，暗挖法（盾构法，注浆法，沉管法和顶管法）

在桥梁工程方面，学习到桥梁的结构形式分为梁式桥（铰接）有简支梁，伸臂长梁和连接梁。拱式桥(其特点有跨越能力大，外形比较美观)，钢架桥、斜拉桥，悬索桥、综合体桥。桥墩分为实体式桥墩，空心式桥墩，桥梁技术的发展方向是跨度更长，更大。重视桥梁美观及环境保护，注重功能拓展。

3、在土木工程施工的流程有土石方工程，基础工程，混凝土工程，吊装工程，防水工程，装饰工程。其中钢筋混凝土工程施工有钢筋工程，模板工程，混凝土工程施工.。钢筋工程主要包括检验（主要检查规格，数量、品种、位置、链接、间距）、加工、成型和绑扎安装。模板工程要检查模板的径空尺寸，位置（平面和标高），支撑体系可靠，缝隙宽度<=规格要求）。在混凝土工程施工中要注意其配料，搅拌，运输（不分层离析）<初段时间、浇筑：振捣密实<=初凝

时间和养护。防水工程中要依靠本身的密实性，用防水材料或先把水抽干。吊装工程在吊装前进行吊装验算，抗倾覆验算和吊装方案。至于装饰工程要求美观，且能改善清洁条件，能隔热隔音。

在建设项目管理上，首先要认识建设程序，建设程序反映了建设项目发展的内在规律和过程，这些阶段有严格的先后次序，不能任意颠倒，必须共同遵守。这个先后次序就是我们通常说的建设程序。建设程序是指在建设项目的设想，选择、评估、决策、设计、施工、竣工验收、投入生产整个建设过程中，各项工作必须遵守的先后次序的法则。这个法则是人们在认识客观规律的基础上制造出来的，是建设项目科学决策和顺利进行的重要保证。工程项目管理是指从事工程项目管理的企业受业主委托，按照合同约定，代表业主对工程项目的组织实施进行全过程或若干阶段的管理和服务。在工程项目管理中首先要有明确的目标，然后将目标分解，接着实施过程对此检查，最后发现偏差。同时工程项目包括业主，监理和承包单位三大主体组成。

4、最后就是认识一些工程灾害，有人为灾害和自然灾害（地震，风灾和地质灾害（泥石流、滑坡等））。然而要防止灾害的发生，一些人为灾害需要立法和守法，一些自然灾害需要防火规范如选用耐火材料，防地震就要遵守抗震规范（如设防烈度：影响程度，震级：地震能量大小），做到小震不坏，中震可修，大震不倒。数字化技术在土木工程中的应用，在大学需要掌握计算机应用基础，计算机语言，AUTOcad和专业CAD。在设计理念方面，首先要有结构设计计算步骤：定方案布置方案；确定计算简图，计算荷载（作用）；计算作用效应（S<=R）；画出施工图。

总之，学习土木工程概论后，让我在土木建设方面有了更深的认识，如土木工程设施的规划，勘测、设计、施工、管理和维修构成了土木工程专业所学习的核心新内容，为我以后的土木工程生涯奠定了基础。

【土木工程未来展望】相关文章：