淺談現(xiàn)代土木工程的特點(diǎn)與未來工程的發(fā)展

趙義

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步，城市化進(jìn)程的加快的同時(shí)城市化建設(shè)的規(guī)模也在不斷的擴(kuò)大，不斷開展的土木工程也在不斷的促進(jìn)者建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展。土木工程是所有建筑各種工程設(shè)施的科學(xué)理論的總稱，因?yàn)樗戎附ㄔO(shè)工程中的各種工程設(shè)施也包括所使用的建造材料，機(jī)械設(shè)備及所使用的勘探，設(shè)計(jì)，施工，管理，維護(hù)等技術(shù)。本篇論文就針對(duì)現(xiàn)代土木工程的特點(diǎn)和未來土木工程的發(fā)展進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：土木工程；特點(diǎn)；未來工程；發(fā)展方向

1 前言

從人類歷史來看，土木工程的歷史可追溯到遠(yuǎn)古時(shí)期有人類居住之時(shí)。人類在此過程中，經(jīng)歷過最初的壘石造穴，以及伐木建筑，在大自然的探討下，建造出模仿天然掩蔽物的人類居住場(chǎng)所。再往后，到如今現(xiàn)代社會(huì)的超高層的各種各樣的多功能的建筑，水電工程、超高長跨度負(fù)責(zé)路途運(yùn)輸?shù)臉蛄?。由此可見，我們仔?xì)研究土木工程的發(fā)展歷程與歷史變遷，在其中，也可充分了解人類的發(fā)展歷史，以及人類居住環(huán)境的演變過程。

2 現(xiàn)代土木工程具備的主要特點(diǎn)

2.1 建筑材料方面特點(diǎn)

高強(qiáng)輕質(zhì)的新材料不斷出現(xiàn)。比鋼輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強(qiáng)塑料（玻璃鋼）已開始應(yīng)用。但是這些材料有些彈性模量偏低，有些價(jià)格過高，應(yīng)用范圍受到限制，因而尚待作新的探索[1]。另外，對(duì)提高鋼材和混凝土的強(qiáng)度和耐久性，雖已取得顯著成果，仍繼續(xù)進(jìn)展。

2.2 地質(zhì)與地基方面特點(diǎn)

工程建筑地質(zhì)選擇、整體采用的結(jié)構(gòu)體系還有建筑應(yīng)用的材料選擇，都要經(jīng)過場(chǎng)地綜合評(píng)估。如地區(qū)工程地質(zhì)、地基構(gòu)造?，F(xiàn)代土木工程在地質(zhì)和地基上的勘測(cè)，還比較局限，目前還處于人員現(xiàn)場(chǎng)取樣，再拿到室內(nèi)去進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析階段。這樣的勘測(cè)技術(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)在發(fā)展的建筑行業(yè)，所以迫切需要科學(xué)人員利用現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)研發(fā)出更先進(jìn)的勘測(cè)方法。

2.3 施工過程工業(yè)化特點(diǎn)

土木工程作為系統(tǒng)工程，每個(gè)工序之間的關(guān)系是錯(cuò)綜繁雜。但通過在工廠的廠房之內(nèi)制造組成建筑物的各個(gè)構(gòu)部件，運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)來進(jìn)行吊裝的施工模式。這種形式可以極大地提高工程建設(shè)速度，縮短工期減少野外工作量。同時(shí)隨著社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，為人們建設(shè)出大規(guī)模的大型的發(fā)雜的高層建筑工程提供的必要條件。

2.4 大型化、功能多樣化特點(diǎn)

為滿足現(xiàn)代建設(shè)的需求，現(xiàn)代土木工程規(guī)模越來大，所承接的建筑工程也越來越大型。比如，世界上最大跨度1991米明石海峽大橋的建成，是連接日本本州島和回國島的懸索橋?，F(xiàn)代土木發(fā)展至20世紀(jì)中葉，隨著建筑技術(shù)說的不斷提高，與建筑理論依據(jù)逐漸趨于科學(xué)化，產(chǎn)生了很多大型的堤壩工程。而我國自改革開放以來，也逐漸完成了一些大型工程的建造，比如長江三峽水利工程等。另一方面，由于現(xiàn)代人們對(duì)建筑的要求越來越高，現(xiàn)代土木工程建筑工程的功能也越來越多樣化。一些建筑工程通常具有[2]，耐高溫、防潮、防火、防震等功能，同時(shí)，建筑物在空間設(shè)計(jì)等方面不斷進(jìn)行改進(jìn)。比如，對(duì)于公共工程與居民住房工程的建設(shè)，在通風(fēng)、透光、供暖等方面將現(xiàn)代設(shè)備與建筑結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，以滿足用戶對(duì)建筑工程的要求。

2.5 工程設(shè)計(jì)方面特點(diǎn)

工程設(shè)計(jì)方面的目標(biāo)就是美觀、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用以及安全。應(yīng)用概率統(tǒng)計(jì)來對(duì)材料方面的強(qiáng)度值以及載荷值進(jìn)行確定。分析地震、風(fēng)力以及海浪在空間、時(shí)間等方面的分布統(tǒng)計(jì)規(guī)律，合理的在材料以及結(jié)構(gòu)等有關(guān)方面進(jìn)行改進(jìn)，正確結(jié)合計(jì)算機(jī)方面的技術(shù)發(fā)展，對(duì)其實(shí)際的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行不斷的革新，漸漸研究出更加有效、更加完善的結(jié)構(gòu)以及可靠度的相關(guān)設(shè)計(jì)方法，同時(shí)還要對(duì)設(shè)計(jì)理論進(jìn)行優(yōu)化，使設(shè)計(jì)朝著實(shí)用化以及技術(shù)化的方向發(fā)展。

3 未來土木工程發(fā)展方向探索

3.1 土木工程設(shè)計(jì)方面發(fā)展方向

土木工程發(fā)展由兩方面組成，分為土木工程理論與設(shè)計(jì)，理論是土木工程的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)是通過實(shí)際證明理論的過程，只有成熟的理論作為基礎(chǔ)，才能使土木工程設(shè)計(jì)真正的得到進(jìn)步。土木工程理論由力學(xué)、計(jì)算機(jī)，統(tǒng)計(jì)學(xué)等多種學(xué)科組成，必須通過多個(gè)學(xué)科的綜合知識(shí)體系，確保土木工程理論的可靠性。建設(shè)地區(qū)的工程地質(zhì)和地基的構(gòu)造及其在天然狀態(tài)下的應(yīng)力情況和力學(xué)性能，不僅直接決定基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工，還常常關(guān)系到工程設(shè)施的選址、結(jié)構(gòu)體系和建筑材料的選擇，對(duì)于工程影響巨大。工程地質(zhì)和地基的勘察技術(shù)，目前主要仍然是現(xiàn)場(chǎng)鉆探取樣，室內(nèi)分析試驗(yàn)，這是有一定局限性的。為適應(yīng)現(xiàn)代化大型建筑的需要，亟待利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)來創(chuàng)造新的勘察方法。人們努力使設(shè)計(jì)盡可能符合實(shí)際情況，達(dá)到適用、經(jīng)濟(jì)、安全、美觀的目的。為此，已開始采用概率統(tǒng)計(jì)來分析確定荷載值和材料強(qiáng)度值，研究自然界的風(fēng)力、地震波、海浪等作用在時(shí)間、空間上的分布與統(tǒng)計(jì)規(guī)律，積極發(fā)展反映材料非彈性、結(jié)構(gòu)大變形、結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)以及結(jié)構(gòu)與巖土共同作用的分析，進(jìn)一步研究和完善結(jié)構(gòu)可靠度極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)等理論。近年來計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷成熟，土木工程設(shè)計(jì)也進(jìn)行了飛越式的提升，根據(jù)道路、橋梁、建筑等土木工程，分別開發(fā)了多種模擬施工計(jì)算軟件，這些軟件為土木工程設(shè)計(jì)的突破帶來了很大支持。

3.2 信息化發(fā)展

這里的信息化的土木工程不再是只局限在CAD制圖等，包括了材料的整理、收集和分析等。土木工程的施工過程涉及了很多的數(shù)據(jù)資料。并且在建筑的結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度的信息化，可以進(jìn)行可靠的分析從而得出有效的解決方案。對(duì)土木工程的維護(hù)與修復(fù)，信息化同樣有著重要的作用，對(duì)其進(jìn)行全方位的監(jiān)控不再指導(dǎo)使用傳感器就可以實(shí)現(xiàn)，之后再運(yùn)用計(jì)算機(jī)的功能，對(duì)建筑物的應(yīng)用狀態(tài)進(jìn)行有效的把控。

3.3 提升技術(shù)控制主動(dòng)性

迄今，絕大部分的土木工程建筑都是被當(dāng)作一個(gè)靜態(tài)的，被動(dòng)的物體。對(duì)周圍環(huán)境的影響，如風(fēng)動(dòng)，溫度變化，突發(fā)事件等只能依靠自身的結(jié)構(gòu)進(jìn)行被動(dòng)的抵御。顯得缺少靈活性和應(yīng)變能力。今后土木建筑設(shè)施的一個(gè)發(fā)展方向之一就是主動(dòng)控制技術(shù)在建筑構(gòu)造物中的應(yīng)用。運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和模糊控制技術(shù)，以及一些預(yù)設(shè)的控制結(jié)構(gòu)。使得建筑物能夠?qū)Ω鞣N環(huán)境因素做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。

3.4 開拓全新地域

隨著土木工程建筑的發(fā)展，越來越多的大型建筑被建造出來，這些大型建筑都需要占據(jù)大面積的土地，地球的土地有限，這就會(huì)嚴(yán)重影響到人們的生活空間，而且隨著未來人口基數(shù)的變化，土地的使用會(huì)愈發(fā)的緊張。未來的土木工程需要先解決土地的使用的這個(gè)問題，而開發(fā)新的領(lǐng)域，如沙漠、海洋等將是一個(gè)突破口。例如：在迪拜和阿布扎比之間的沙漠建造的巴卜阿爾沙姆斯沙漠度假村，它是迪拜的豪華度假酒店；中國以“體驗(yàn)沙漠文化與本土文化”作為主題的蓮花酒店，也是開拓沙漠領(lǐng)域，坐落于內(nèi)蒙古響沙灣大漠黃沙中。

3.5 可持續(xù)性發(fā)展

在未來的土木工程中會(huì)更加的重視建造業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展，因?yàn)樵陂L久的工程建設(shè)以來，每一個(gè)土木工程都在消耗著大量的能源和資源，所以說土木工程將面臨著可持續(xù)發(fā)展的問題。這就需要我們?cè)谖磥淼耐聊竟こ探ㄔO(shè)當(dāng)中要對(duì)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)，合理的使用資源和能源，在資源能源的開發(fā)和再利用方面多加努力，使土木工程能夠長久的可持續(xù)發(fā)展下去。

4 結(jié)語

對(duì)于土木工程相關(guān)工作人員來說，不但要傳承以及發(fā)揚(yáng)土木行業(yè)諸多先輩一直秉持的誠實(shí)正直以及嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真態(tài)度，而且還要保證不斷創(chuàng)新以及積極進(jìn)取，以促進(jìn)我國土木工程在未來發(fā)展中得到穩(wěn)步提高。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李彩艷.現(xiàn)代土木工程建設(shè)發(fā)展的研究[J].建材與裝飾，2018（1）：34.

[2] 謝卓.探析現(xiàn)代土木工程的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)[J].居業(yè)，2018（5）：138+140.