現(xiàn)代土木工程的特點(diǎn)與未來(lái)的發(fā)展研究

周俊儒

摘 要：土木工程在我國(guó)歷史上有著悠久的發(fā)展歷程，在現(xiàn)代依然為人類(lèi)社會(huì)發(fā)展發(fā)揮著重要作用，在人類(lèi)社會(huì)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(diǎn)，展望了土木工程在今后的發(fā)展。

關(guān)鍵字：土木工程 特點(diǎn) 發(fā)展趨勢(shì)

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(dòng)?？梢宰远€(gè)方面進(jìn)行理解，一個(gè)指的是涉及人類(lèi)生活與生產(chǎn)的各種工程設(shè)施，包括各種工程。一個(gè)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(guò)程中進(jìn)行的各種活動(dòng)。土木工程經(jīng)歷了長(zhǎng)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(xiàng)目需要人類(lèi)去研究。

2、現(xiàn)代土木工程的優(yōu)勢(shì)

隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)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(shí)代特點(diǎn)，主要有下面這些方面。

2.1建筑材料。出現(xiàn)了大量高強(qiáng)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(qiáng)，價(jià)格過(guò)高，因此沒(méi)有得到普遍應(yīng)用，還需進(jìn)一步加強(qiáng)研究。再有關(guān)于鋼筋混凝土的強(qiáng)度與耐久性也需開(kāi)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(gè)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(guò)去較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，工程規(guī)劃主要依據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，隨著土木工程建設(shè)規(guī)模的越來(lái)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(guò)大則會(huì)影響到當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境，對(duì)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(lèi)工程同時(shí)包括優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，因此合理規(guī)劃具有更為積極的作用。

2.4工程設(shè)計(jì)。當(dāng)前工程設(shè)計(jì)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?cè)絹?lái)越重視自然界的風(fēng)力、地震、海浪等因素在時(shí)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(jì)等理論，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行高效能的計(jì)算與設(shè)計(jì)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(lèi)越來(lái)越多，而且智能化水平也越來(lái)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(shí)現(xiàn)了科學(xué)化發(fā)展。由于建設(shè)手段不斷升級(jí)，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(lái)越高。當(dāng)前人工建筑當(dāng)中最高的當(dāng)屬波蘭的長(zhǎng)波臺(tái)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(jì)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(lè)、商業(yè)、購(gòu)物等多種功能，而且應(yīng)用抗震原理，可以容納五萬(wàn)人。中國(guó)計(jì)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(wàn)人。印度也計(jì)劃投資五十億元修建一座超級(jí)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(kāi)城市地下空間學(xué)術(shù)會(huì)議，認(rèn)為“人類(lèi)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(wèn)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(kāi)展了大規(guī)模的開(kāi)發(fā)活動(dòng)，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(jí)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(huì)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(zhǎng)達(dá)1000米的關(guān)西國(guó)際機(jī)場(chǎng)。同時(shí)修建在海上的還有阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)的首都迪拜，洪都拉期也計(jì)劃在海上修建與城市功能相同的游船，計(jì)劃長(zhǎng)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(shí)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(guó)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(gè)島嶼的工程，在三個(gè)地區(qū)已經(jīng)修建完成了機(jī)場(chǎng)，當(dāng)前已經(jīng)投入使用的機(jī)場(chǎng)為永署礁機(jī)場(chǎng)。

3.4進(jìn)入沙漠。在全世界當(dāng)中，沙漠面積占到整個(gè)陸地面積的三分之一，每年還有600萬(wàn)公頃的土地轉(zhuǎn)變?yōu)樯衬?，?huì)進(jìn)一步影響到一億人的生活。世界未來(lái)學(xué)會(huì)認(rèn)為，人類(lèi)可以在下個(gè)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(guò)程中首先要解決水的問(wèn)題，然后才能開(kāi)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(shí)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(guó)際上當(dāng)前正在研究尋求利用太陽(yáng)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(lèi)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(lèi)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(guó)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(guó)林銅柱博士在1985年通過(guò)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(lèi)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(huì)得到較快發(fā)展，有可能成為現(xiàn)實(shí)。

3.6計(jì)算機(jī)的作用越來(lái)越大。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的大量應(yīng)用，計(jì)算結(jié)果將會(huì)與實(shí)際情況越來(lái)越接近，可以展現(xiàn)材料的真實(shí)性能與最優(yōu)結(jié)構(gòu)，人們將會(huì)設(shè)計(jì)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(lái)越趨向于工業(yè)化。在過(guò)去較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，人們只能利用手工操作開(kāi)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(diǎn)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(mén)相比，因此建筑業(yè)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化將會(huì)成為我國(guó)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(shí)代的發(fā)展應(yīng)用最新科學(xué)管理辦法，同時(shí)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?cè)絹?lái)越關(guān)注能源問(wèn)題，而大力開(kāi)發(fā)新能源與研究替代能源將會(huì)是21世紀(jì)人類(lèi)解決的重大問(wèn)題。才能促進(jìn)土木工程的健康發(fā)展。

3.9實(shí)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(guò)程中，要求人類(lèi)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(guó)擁有悠久的發(fā)展歷史，為人類(lèi)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，人類(lèi)還需不懈努力、開(kāi)拓創(chuàng)新，才能實(shí)現(xiàn)土木工程的健康發(fā)展。

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