現(xiàn)代土木工程的特點與未來的發(fā)展研究

周俊儒

摘 要：土木工程在我國歷史上有著悠久的發(fā)展歷程，在現(xiàn)代依然為人類社會發(fā)展發(fā)揮著重要作用，在人類社會文明進(jìn)步中煥發(fā)著奪目的光茫。本文主要論述了土木工程的特點，展望了土木工程在今后的發(fā)展。

關(guān)鍵字：土木工程 特點 發(fā)展趨勢

1、土木工程的概念

土木工程包括各種工程設(shè)施的各種活動。可以自二個方面進(jìn)行理解，一個指的是涉及人類生活與生產(chǎn)的各種工程設(shè)施，包括各種工程。一個指的是在建筑工程中使用的材料總稱，以及工程設(shè)備在工程建設(shè)過程中進(jìn)行的各種活動。土木工程經(jīng)歷了長期的發(fā)展，當(dāng)前已取得了較大的成果，但在今后發(fā)展中，土木工程還有很多項目需要人類去研究。

2、現(xiàn)代土木工程的優(yōu)勢

隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對建筑物提出了更高的要求，不但要求質(zhì)量不斷提高而且要求建設(shè)速度不斷加快，因此現(xiàn)代土木工程呈現(xiàn)出眾多時代特點，主要有下面這些方面。

2.1建筑材料。出現(xiàn)了大量高強輕質(zhì)的建筑材料，如鋁合金、鎂合金和玻璃纖維等，但這些新型材料有的彈性不強，價格過高，因此沒有得到普遍應(yīng)用，還需進(jìn)一步加強研究。再有關(guān)于鋼筋混凝土的強度與耐久性也需開展研究。

2.2工程地質(zhì)與地基。建設(shè)地域的工程地質(zhì)與地基構(gòu)造以及其本身的應(yīng)力情況與力學(xué)性能，直接影響著工程施工，而且也進(jìn)一步影響到工程的選址、結(jié)構(gòu)、材料的應(yīng)用等各個方面，如果屬于地下工程則有著更多的影響。當(dāng)前應(yīng)用的工程地質(zhì)與地基勘察技術(shù)，還主要以鉆探取樣、室內(nèi)分析為主，這些技術(shù)有待進(jìn)一步提高，為了修建現(xiàn)代化建筑，還需創(chuàng)新勘察手段。

2.3工程規(guī)劃。在過去較長時期內(nèi)，工程規(guī)劃主要依據(jù)工程經(jīng)驗進(jìn)行，隨著土木工程建設(shè)規(guī)模的越來越大，當(dāng)前完全可以應(yīng)用系統(tǒng)工程理論與手段，如果土木工程的規(guī)模過大則會影響到當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境，對生態(tài)平衡與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生巨大的影響，由于此類工程同時包括優(yōu)點與缺點，因此合理規(guī)劃具有更為積極的作用。

2.4工程設(shè)計。當(dāng)前工程設(shè)計中，人們力求在現(xiàn)有條件下滿足節(jié)約成本、安全美觀的要求。因此當(dāng)前人們越來越重視自然界的風(fēng)力、地震、海浪等因素在時間與空間上的規(guī)律，大力研究材料非彈性、結(jié)構(gòu)大變形等手段的應(yīng)用，嘗試應(yīng)用安全性較高與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計等理論，利用計算機(jī)進(jìn)行高效能的計算與設(shè)計等。

2.5工程建設(shè)。由于當(dāng)前大量建設(shè)大規(guī)模的土木工程，因此使用工具、設(shè)備、機(jī)械的種類越來越多，而且智能化水平也越來越高。在土木工程施工中積極應(yīng)用系統(tǒng)工程理論與手段，逐步實現(xiàn)了科學(xué)化發(fā)展。由于建設(shè)手段不斷升級，因此不但可以進(jìn)一步減少施工成本、縮短工期，而且也可以在特殊環(huán)境中施工，提高工程質(zhì)量。

3、展望土木工程的發(fā)展

3.1越來越高。當(dāng)前人工建筑當(dāng)中最高的當(dāng)屬波蘭的長波臺鋼塔，有646米高，主要利用15根鋼索拉伸。日本最近提出在東京建設(shè)一座千年塔，設(shè)計高度為800米以上，主要位于當(dāng)?shù)氐拇蠛．?dāng)中，在建筑中全面融入工作、休閑、娛樂、商業(yè)、購物等多種功能，而且應(yīng)用抗震原理，可以容納五萬人。中國計劃在上海修建一座仿生大廈，在距離海岸200米深的人工島上修建，可以容納十萬人。印度也計劃投資五十億元修建一座超級摩天大樓，規(guī)劃為200層以上，高度可達(dá)到700米以上。

3.2走入地下。東京在1991年在東京召開城市地下空間學(xué)術(shù)會議，認(rèn)為“人類在21世紀(jì)應(yīng)該逐步進(jìn)入地下”。而利用修建地下建筑可以解決地面上的人口擁護(hù)問題，可以節(jié)約能源、減少噪聲污染等。20世紀(jì)50年代，日本在地下空間開展了大規(guī)模的開發(fā)活動，到80年代已經(jīng)逐步進(jìn)入到地下100米以下的空間。日本于2003年修建完成的東京新豐州地下變電所就位于地面以下70米處。當(dāng)前世界上已經(jīng)修建完成350座以上的地下水電站廠房，規(guī)模最大的當(dāng)屬加拿大的格朗德高級水電站。

3.3進(jìn)入海洋。為了保證飛機(jī)起飛的轟鳴聲不會影響到附近的居民，為了節(jié)約陸地用地，2000年8月，日本大阪利用18億立方圍海修建完成了長達(dá)1000米的關(guān)西國際機(jī)場。同時修建在海上的還有阿拉伯聯(lián)合酋長國的首都迪拜，洪都拉期也計劃在海上修建與城市功能相同的游船，計劃長度達(dá)到800米以上，寬度達(dá)到200米以上，高度達(dá)到28層樓高，同時在船上設(shè)置小型噴氣式飛機(jī)跑道、醫(yī)院、旅館、超市、飯店等各種設(shè)施，最近幾年，我國在此方面也進(jìn)行了不懈的研究，取得了較好的成果，如在南海的填海工程已經(jīng)取得了初步成果，已經(jīng)建設(shè)完成了各個島嶼的工程，在三個地區(qū)已經(jīng)修建完成了機(jī)場，當(dāng)前已經(jīng)投入使用的機(jī)場為永署礁機(jī)場。

3.4進(jìn)入沙漠。在全世界當(dāng)中，沙漠面積占到整個陸地面積的三分之一，每年還有600萬公頃的土地轉(zhuǎn)變?yōu)樯衬瑫M(jìn)一步影響到一億人的生活。世界未來學(xué)會認(rèn)為，人類可以在下個世紀(jì)進(jìn)入沙漠當(dāng)中，利用科學(xué)的研究將其轉(zhuǎn)變?yōu)榫G洲。而在改造沙漠過程中首先要解決水的問題，然后才能開展綠化建設(shè)與改良土壤建設(shè)。當(dāng)前利比亞沙漠地區(qū)已經(jīng)在沙漠當(dāng)中修建了一條地下水管道，同時在班加西修建了一座大型蓄水池，當(dāng)前已經(jīng)投入到使用當(dāng)中，為改良當(dāng)?shù)厣衬鸬搅朔e極作用。由于沙漠地區(qū)普遍缺水，國際上當(dāng)前正在研究尋求利用太陽能將海水轉(zhuǎn)化為淡水的方案，如果這一研究宣告成功，那么人類就可在近期進(jìn)入沙漠當(dāng)中。

3.5進(jìn)入太空。隨著天文學(xué)宇航事業(yè)的快速發(fā)展，當(dāng)前人類已經(jīng)能夠登上月亮，發(fā)現(xiàn)了位于月亮上的大型鈦鐵礦，在800度的高溫環(huán)境中，如果鈦鐵礦與氫化物相遇則可成為鐵、鈦、氧和水氣，就可以在月亮上制造出水和氧。美國政府當(dāng)前已經(jīng)著手在月亮上建立基地，嘗試?yán)迷铝磷鳛橹虚g站登上火星。我國林銅柱博士在1985年通過研究發(fā)現(xiàn)，月亮上存在著大量的混凝土材料，所以在月亮上可以利用空間站制作人類需要的鋼筋混凝土。筆者認(rèn)為在21世紀(jì)50年代以后，空間工業(yè)、空間商業(yè)、空間旅游都會得到較快發(fā)展，有可能成為現(xiàn)實。

3.6計算機(jī)的作用越來越大。隨著計算機(jī)技術(shù)的大量應(yīng)用，計算結(jié)果將會與實際情況越來越接近，可以展現(xiàn)材料的真實性能與最優(yōu)結(jié)構(gòu)，人們將會設(shè)計出質(zhì)量更高的施工方案，從而收到較好的經(jīng)濟(jì)效益。

3.7越來越趨向于工業(yè)化。在過去較長時期內(nèi)，人們只能利用手工操作開展建設(shè)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展而大量引入了機(jī)械化操作，尤其是隨著重點工程建設(shè)的發(fā)展出現(xiàn)了更多的智能化操作，但其發(fā)展還是不能與其他工業(yè)部門相比，因此建筑業(yè)實現(xiàn)工業(yè)化將會成為我國建筑業(yè)努力的方向。要科學(xué)處理建筑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化與多樣化的關(guān)系。要隨著時代的發(fā)展應(yīng)用最新科學(xué)管理辦法，同時大量應(yīng)用新材料新工藝。

3.8出現(xiàn)大量新能源。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們越來越關(guān)注能源問題，而大力開發(fā)新能源與研究替代能源將會是21世紀(jì)人類解決的重大問題。才能促進(jìn)土木工程的健康發(fā)展。

3.9實現(xiàn)持續(xù)性發(fā)展。土木工程建設(shè)要尋求能源的循環(huán)利用，達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的，在建設(shè)、使用、維護(hù)土木工程過程中，要求人類節(jié)約能源節(jié)約土地，才能使土木工程得到持續(xù)性發(fā)展。

土木工程在我國擁有悠久的發(fā)展歷史，為人類發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，人類還需不懈努力、開拓創(chuàng)新，才能實現(xiàn)土木工程的健康發(fā)展。

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