淺析土木工程現狀及發(fā)展趨勢

引言：縱觀人類文明史，土木工程建設在和自然斗爭中不斷地前進和發(fā)展。在我國的現代化建設中，土木工程業(yè)越來越成為國民經濟發(fā)展的支柱產業(yè)。同時，隨著社會和科技的發(fā)展，建筑物的規(guī)模、功能、造型和相應的建筑技術越來越大型化、復雜化和多樣化，所采用的新材料、新設備、新的結構技術和施工技術日新月異，節(jié)能技術、信息控制技術、生態(tài)技術等日益與建筑相結合，建筑業(yè)和建筑物本身正在成為許多新技術的復合載體。而超高層和超大跨度建筑、特大跨度橋梁及作為大型復雜結構核心的現代結構技術則成為代表一個國家建筑科學技術發(fā)展水平的重要標志。所有這一切都說明在土木工程中越來越體現了技術與創(chuàng)新的作用，誰能在世紀之交把握住土木工程學科的發(fā)展趨勢。誰就能在知識經濟時代開創(chuàng)土木工程學科的新紀元。

一、土木工程的涵義

土木工程是指建造各類工程設施的科學、技術和工程的總稱。土木工程的含義可從兩方面去理解。一層含義是指與人類生活、生產活動有關的各類工程設施，如建筑工程、公路與城市道路工程、局壩水電和水利工程、鐵路工程、橋梁工程、隧道工程、地下空間開發(fā)利用工程等。另一層含義是指為了建造工程設施應用材料、工程設備在土地上所進行的勘察、設計、施工等工程技術活動。經過多年的發(fā)展，目前土木工程的實踐和研究己取得顯著成就，無論是結構的力學分析，還是結構設計的理論和方法以及結構的施工手段，都有了非常大的突破；特別是近若干年，在高層、大跨結構和鋼結構方面成績尤其驚人。但展望未來，土木工程領域中仍然有許多課題需要我們進一步探討。

二、土木工程的歷史

土木工程是指房屋、公路、鐵路、橋梁、水工、港工、地下等工程的總稱。土木工程對國家的經濟建設和人民生活的影響非常明顯和重要。土木工程密切關系到人類賴以生存和繁衍的四大基本要素：衣、食、住、行，為人類提供住宅、賓館、公寓、衣料生產貯藏基地、食品冷庫、公路、機場、鐵路、港口、碼頭、廠房、實驗室等現代人類生活和發(fā)展的必要場所空間。

（一）中國土木工程的歷史

遠在上古時期，中國古人類就在野處穴居，為了避免野獸侵襲，有巢氏（中國的傳說中的巢居的發(fā)明者），才教古人離開天然巖洞、構木為巢，居于樹上。我國古代土木工程多采用土、石、木等材料建造，建造技術和藝術造型達到當時極高的成就。像長城、趙州橋、都江堰等都是具有代表性的中國古代土木工程的杰作。

（二）世界土木工程發(fā)展歷史

在歐洲，大約8000年前已開始采用曬干的磚；鑿琢自然石的采用，大約在5000～6000年前；至于在建筑中采用燒制的磚，亦有3000年的歷史。世界古代的偉大建筑，以公認的七大奇跡最為引人注目，它們都建于公元前600年～公元前200年，且均為石材建造，大都用于宗教、軍事和航海。且都是建于當時經濟和科技非常發(fā)達的地區(qū)，說明土木工程的發(fā)展與經濟繁榮和科技進步是密不可分的。

三、土木工程的發(fā)展現狀

我國的土木工程建設從20世紀50年代起一直沒有停過，且發(fā)展很快，尤其在近年來，發(fā)展極為迅猛，幾乎整個中國成了一個大的建設工地。新的高樓大廈、展覽中心、鐵路、公路、橋梁、港口航道及大型水利工程在祖國各地如雨后春筍般地涌現，新結構、新材料、新技術大力研究、開發(fā)和應用。發(fā)展之快，數量之巨，令世界各國驚嘆不已。

四、土木工程的發(fā)展趨勢

（一）高性能材料的發(fā)展

鋼材將朝著高強、具有良好的塑性、韌性和可焊性方向發(fā)展。日本、美國、俄羅斯等國家已經把屈服點為700N/mm2以上的鋼材列人了規(guī)范；如何合理利用高強度鋼也是一個重要的研究課題。高性能混凝土及其它復合材料也將向著輕質、高強、良好的韌性和工作性方面發(fā)展。

（二）計算機應用

隨著計算機的應用普及和結構計算理論日益完善，計算結果將更能反映實際情況，從而更能充分發(fā)揮材料的性能并保證結構的安全。人們將會設計出更為優(yōu)化的方案進行土木工程建設，以縮短工期、提高經濟效益。

（三）環(huán)境工程

環(huán)境問題特別是氣候變異的影響將越來越受到重視，土木工程與環(huán)境工程融為一體。城市綜合癥、海水上升、水污染、沙漠化等問題與人類的生存發(fā)展密切相關，又無一不與土木工程有關。較大工程建成后對環(huán)境的影響乃至建設過程中的振動、噪聲等都將成為土木工程師必須考慮的問題。

（四）建筑工業(yè)化

建筑長期以來停留在以手工操作為主的小生產方式上。解放后大規(guī)模的經濟建設推動了建筑業(yè)機械化的進程，特別是在重點工程建設和大城市中有一定程度的發(fā)展，但是總的來說落后于其他工業(yè)部門，所以建筑業(yè)的工業(yè)化是我國建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢。要正確理解建筑產品標準化和多樣化的關系，盡量實現標準化生產；要建立適應社會化大生產方式的科學管理體制，采用專業(yè)化、聯(lián)合化、區(qū)域化的施工組織形式，同時還要不斷推進新材料、新工藝的使用。

（五）空間站、海底建筑、地下建筑

早在1984年，美籍華裔林銅柱博士就提出了一個大膽的設想，即在月球上利用它上面的巖石生產水泥并預制混凝土構件來組裝太空試驗站。這也表明土木工程的活動場所在不久的將來可能超出地球的范圍。隨著地上空間的減少，人類把注意力也越來越多地轉移到地下空間，21世紀的土木工程將包括海底的世界。實際上東京地鐵已達地下三層：除在青函海底隧道的中部設置了車站外，還建設了博物館。

（六）結構形式

計算理論和計算手段的進步以及新材料新工藝的出現，為結構形式的革新提供了有利條件。空間結構將得到更廣泛的應用，不同受力形式的結構融為一體，結構形式將更趨于合理和安全。

（七）新能源和能源多極化

能源問題是當前世界各國極為關注的問題，尋找新的替代能源和能源多極化的要求是21世紀人類必須解決的重大課題。這也對土木工程提出了新的要求，應當予以足夠的重視。

此外，由于我國是一個發(fā)展中國家，經濟還不發(fā)達，基礎設施還遠遠不能滿足人民生活和國民經濟可持續(xù)發(fā)展的要求，所以在基本建設方面還有許多工作要做。并且在土木工程的各項專業(yè)活動中，都應考慮可持續(xù)發(fā)展。這些專業(yè)活動包括：建筑物、公路、鐵路、橋梁、機場等工程的建設，海洋、水、能源的利用以及廢棄物的處理等。

參考文獻

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