探討現代土木工程的特點與未來土木工程的發展

王舒 張云斌 張宇

摘?要：土木工程隨著社會體系的發展而出現，如今的土木工程已經發展到了一定的程度，成為建筑體系當中必不可少的關鍵組成部分，這也為將來的生活提供了必要的支持，從而更好地滿足人們的需求。基于此，本文對現代化的土木工程特征進行了探究，并且對將來土木工程的發展狀況進行了研究。

關鍵詞：土木工程;特征;發展趨勢

在新的時代背景下，土木工程體系已經發展成為必不可少的關鍵組成部分，是現代化建筑體系的核心元素，隨著時代的發展，土木工程的發展取得了一些成果，為了促使土木工程體系更好地發展，就需要了解土木工程特征，對其未來的發展趨勢進行分析，從而制定出針對性的技術更新方案。

一、現代化土木工程的特征

隨著現代不同類型工程建筑體系的飛速發展，人們需要建設其規模與跨度更大、高度更高的輕型現代化建筑物體系，這就需要建筑物具備更高的品質，也需要提升施工建設的速度，對經濟效益水平進行提高。這樣的背景為土木工程體系創造出了新的課題，為土木工程體系的快速發展奠定了基礎和動力。總的來講，土木工程體系的特征具體如下：

（一）建筑材料

隨著科學技術發展水平的提升，高輕度的輕型材料不斷出現并且實現了技術更新，比如，比鋼鐵更輕的鋁合金、鎂合金等玻璃鋼材料逐漸開始在土木工程當中進行應用。然而這些材料部分的彈性模量水平比較低，價格水平比較高，這就使得材料的應用受到了比較多的限制，所以，仍然需要相關的技術人員進行新的探索與研究。除此之外，在對鋼材與混凝土材料的輕度以及耐久性進行提升方面，盡管已經取得了一定的成果，但是依然存在進步與發展的空間，需要相關的研究人員進一步研究相關的技術，對技術與設施進行更新，從而為土木工程體系的進一步發展奠定基礎。

（二）工程地質與地基

工程地質與地基在土木工程當中屬于非常關鍵的組成元素。在土木工程的建設區域當中，工程地質與地基自身的構造與天然狀況下所形成的應力狀況與力學性能不僅會影響基礎性的設計與施工狀況，也會影響到工程設施的選擇以及建筑材料體系的選擇，這會對地下工程產生更大的影響力。工程地質與地基的勘察技術目前需要在現場進行鉆探和取樣，在室內對所取的樣品進行分析和試驗，這邊使得地質與地基的勘探工作存在比較大的局限性。

（三）工程規劃

在傳統的土木工程體系當中，整體的規劃主要是結合之前的工程經驗來對方案進行明確，并且在其中選擇出最優的方案。因為土木工程設備設施的規模處于不斷擴大的過程中，如今需要對系統工程的理論以及具體的方法進行運用，從根本上提升規劃體系的水平。規模比較大的土木工程，比如規模比較大的水壩會使得自然環境發生一定的變化，對生態平衡與農業體系的生產等產生一些影響，這些工程對社會體系的影響也是有好有壞。在對工程進行規劃的過程中，需要進行全方位的設計，實現趨利避害的效果，為土木工程自身價值的發揮奠定基礎[1]。

（四）工程設計

在進行設計工作的過程中，人們希望設計出的工程狀況與實際狀況更加匹配，實現經濟、美化以及美觀的效果。對此，可以借助概率統計的形式來對荷載值以及材料的強度數值進行分析，對自然環境當中風力、海浪等作用在時間與空間當中的分布規律進行研究與分析，對材料結構狀況與巖土之間的作用進行分析，在此基礎上，對結構優化設計以及極限狀況等進行研究，同時需要發揮出計算機高速計算與設計的價值，促使土木工程體系的穩定性以及安全性進一步提升，這也是現代建筑行業發展速度提高的基礎。

（五）工程施工

在新的時代背景下，土木工程自身的規模不斷擴大，這也使得施工的工具、設備設施逐漸朝著品種多樣、自動化程度高以及規模擴大的方向發展，施工逐漸朝著機械化以及自動化的方向發展。除此之外，組織管理體系可以對系統工程的理論與方法進行運用，朝著科學化的方向發展。一些工程設備設施的建設逐漸朝著標準化的方向發展。在這樣的背景下，土木工程體系不僅能夠降低造價，對施工周期進行縮短，而且提升勞動生產的水平。

二、未來土木工程體系的發展

隨著社會的進步與發展，土木工程體系呈現出良好的發展態勢，在將來的土木工程體系當中，新型的理論知識、信息化技術以及可持續發展的理念等都會在土木工程當中進行運用，充分彰顯出土木工程與時俱進的特征，更好地滿足人們生活發展的需求，促使土木工程的實用價值進一步進行彰顯，接下來就對土木工程未來的發展趨勢進行探討：

（一）指導型理論的發展

無論是過去還是現在或者是將來，土木工程技術理論體系的核心是力學知識，土木工程力學體系的突破是創建出全新的分析方法與數值處理方法。在面對比較相似的復雜結構以及流體介質的狀況時，現在的方法體系依然表現出比較多的局限性。將來，專業性更強的數學知識會在土木工程體系當中實現進一步的發展，對土木工程體系當中復雜程度比較高的數值問題進行解決。先進程度更高的電子計算機技術的運用能夠有效應對復雜程度更高的模擬狀況，與現實狀況更加靠近。力學體系會對宏觀框架進行突破，朝著微觀體系發展，控制論以及虛擬化等技術也在力學應用的過程中得到深入發展[2]。與此同時，土木工程這一學科也會逐漸朝著其他的方向發展，和材料、環境以及機械等知識結合起來。土木工程會與城市規劃以及建筑學等學科會進行交叉和融合，呈現出相互支持與服務的狀態。土木工程體系內的次級性學科能夠在現實狀況的推動下催生出新型的學科，不同類型的學科知識會相互滲透，比如在一些規模比較大的體育場上運用與橋梁結構當中的懸索體系進行運用。

（二）工程實現體系的發展與變化

土木工程建筑體系的目的是設計并建設出與要求相符的工程體系，從最初的設計再到成果展示，需要經過相對較長的工程實現過程，這也是土木工程體系的關鍵組成部分，也可以說這是土木工程體系當中非常重要的內容，即便是擁有了優質的理論與設計基礎，但是無法進行深入的工程實踐，也不會展示出優質的作品。隨著信息時代的到來，其他學科的知識與技術會對土木工程產生一些影響，也會在傳統學科當中注入一些獲利，其中涵蓋著施工技術、環境的工程、經濟學理論等。

（1）全過程實現信息化。信息化技術逐漸在將來的土木工程當中進行滲透，關鍵不僅僅體現在CAD層面上，也涵蓋著管理工程的具體進度、對工程建設過程中資料的收集與整理，對建筑物體系的結構、強度以及可靠性進行分析，并且制定出針對性的措施，這也是主動進行控制以及智能化體系實現的基點。全過程的信息化會對未來土木建筑體系的維護產生比較大的影響。例如借助傳感裝置與電子計算機設備，對建筑物體系進行全方位的監控和監督，對建筑物的整體狀況進行掌握和掌控[3]。如今，國內正處于基建體系的高潮期，但是在二三十年之后，這些建筑物群體會進入到維護的階段中。若是在如今的建筑物建設過程中就對不同類型的信息化設備進行運用，也會對未來的建筑物維護與保養提供比較多的幫助。在如今的專家系統技術體系當中，信息化是非常關鍵的基礎，程序解題能力與其形式體系以及推理的模式直接相關，與所擁有的知識也直接相關。為了提升程序的智能化程度，就需要為其提供一些高質量的信息，從而保證信息化設備設施價值的發揮，更好地對建筑物體系進行維護。

（2）可持續發展與人性化。隨著社會體系的建設與發展，可持續發展與人性化的建設需要與社會經濟體系的發展建立起匹配的關系，社會的進一步發展需要提升資源利用的合理性與有效性，人們生活品質的提升也使得人們對土木工程建設體系提出了更高的要求，朝著更加人性化的方向發展。

在對土木工程進行建設的過程中，會對不同類型的資源以及能源進行消耗，如今社會發展的主題逐漸發展成為可持續健康發展，作為建筑體系的關鍵組成部分，土木工程也需要正視可持續發展的問題，節約資源，降低能源消耗，這需要體現在建設過程與使用過程中，逐漸發展成為土木工程的主導方向，這需要建立起優質設計與高效運作管理機制的基礎上。在土木工程建筑物的整個周期中，無論是從前期的規劃、設計過程中，以及建成之后的使用與維護過程中，都需要盡可能降低對環境體系的影響，除此之外，也需要充分發揮出其社會與經濟效應，這也對土木工程體系的建設提出了更高的要求，這體現在資源體系的保護以及再利用過程中、污染的有效控制以及質量管理的全方位水平上。在國內的施工項目當中，青藏鐵路彰顯出有效的可持續發展思想，從設計過程中就需要關注青藏高原對生態環境體系的保護，整條鐵路的設計呈現出封閉的狀態，這使得廢棄物污染狀態越來越嚴重，對噪音污染進行了控制。因此，在施工作業進行過程中，需要關注工程建設工作對周邊環境所產生的影響作用，需要充分彰顯出可持續發展與人性化的思想[4]。

（三）主動控制技術

就目前的狀況而言，大多數的土木工程體系建筑物都被視為靜態同時被動的物體。當外界的環境產生變化時，比如溫度、突發狀況、風向變動等，土木工程只能夠借助自身結構來進行被動抵御，這使得建筑物體系的靈活性與應變能力進一步降低，將來土木建筑工程的發展方向為將主動控制技術在土木建筑體系當中進行運用。在運用計算機技術以及模糊控制的技術時，土木工程能夠有效應對不同類型的環境變化狀況，從而提升建筑物體系的應變性與主動性。

三、結語

綜上所述，隨著社會體系的建設與發展，土木工程體系技術得到了進一步的發展，其是人類智慧的成果，也是因為人類的存在而出現，在新的時代背景下，需要在土木工程體系當中對可持續發展觀進行落實，進一步進行創新，充分發揮出信息控制技術的價值，促使土木工程逐漸朝著更加穩定與安全的方向發展。

參考文獻：

[1]張輝，王明瑞.土木工程體系的特征與未來的發展趨勢[D].哈爾濱工商大學，2017.

[2]董幸.淺析土木工程技術的發展與創新[J].建筑工程創新，2018（9）：1820.

[3]陳銘.土木工程的特點與發展研究[D].無錫工商學院，2018.

[4]陳曉曦.新時代背景下土木工程體系的創新發展[J].建筑管理，2019（11）：8183.

作者簡介：王舒（1989—?），女，漢族，河北保定人，碩士，講師，研究方向：土木工程技術與教學。