楊波

摘要：土木工程涵蓋的內(nèi)容很多，一切跟水、土地、文化三者建設(shè)相關(guān)的工程都屬于土木工程的范圍內(nèi)，其中包括道路的修建，房屋的建設(shè)等?，F(xiàn)代土木工程不斷地為人類(lèi)社會(huì)創(chuàng)造嶄新的物質(zhì)環(huán)境，成為人類(lèi)社會(huì)現(xiàn)代文明的重要組成部分，新的時(shí)期，土木工程將向什么樣的方向發(fā)展呢？本文論述了土木工程的涵義、現(xiàn)狀及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：土木工程;發(fā)展現(xiàn)狀;未來(lái)趨勢(shì);可持續(xù)發(fā)展;海底建筑

縱觀(guān)土木工程發(fā)展史，土木工程建設(shè)在和自然斗爭(zhēng)中經(jīng)歷了古代、近代和現(xiàn)代3個(gè)歷史時(shí)期，從最初的萌芽時(shí)期和形成時(shí)期到如今的發(fā)達(dá)時(shí)期和成熟時(shí)期。從最初的簡(jiǎn)陋住房到如今的多功能超高型建筑，可以說(shuō)，土木工程業(yè)已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著科技的發(fā)展和人民生活水平的提高，土木工程行業(yè)越來(lái)越成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，土木工程中越來(lái)越體現(xiàn)了技術(shù)與創(chuàng)新的作用，誰(shuí)能在世紀(jì)之交把握住土木工程學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)，誰(shuí)就能在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代開(kāi)創(chuàng)土木工程學(xué)科的新紀(jì)元。

1土木工程的涵義

土木工程是指建造各類(lèi)工程設(shè)施的科學(xué)、技術(shù)和工程的總稱(chēng)。土木工程的含義可從兩方面去理解。一層含義是指與人類(lèi)生活、生產(chǎn)活動(dòng)有關(guān)的各類(lèi)工程設(shè)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(kāi)發(fā)利用工程等。另一層含義是指為了建造工程設(shè)施應(yīng)用材料、工程設(shè)備在土地上所進(jìn)行的勘察、設(shè)計(jì)、施工等工程技術(shù)活動(dòng)。

2土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀

自從20世紀(jì)中葉第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以來(lái)，土木工程業(yè)取得了飛速的發(fā)展，這時(shí)期的土木工程擁有良好的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，先進(jìn)的工程設(shè)施體系和持久耐用的建筑材料，并且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷提高，也為土木工程的發(fā)展注入了新鮮的血液，為此當(dāng)今的土木工程呈現(xiàn)出以下幾個(gè)特點(diǎn)：①工程功能化;②交通高速化;③施工過(guò)程工業(yè)化;④理論研究精密化。為了適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，世界各國(guó)都建造了很多標(biāo)志性建筑，例如我國(guó)上海的環(huán)球經(jīng)融中心大廈，樓高492米，還有中國(guó)臺(tái)灣的臺(tái)北101大廈高508米，它們的出現(xiàn)都是當(dāng)代土木工程師們智慧的結(jié)晶，如今，我國(guó)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(guó)各地如雨后春筍般地涌現(xiàn)，新結(jié)構(gòu)、新材料、新技術(shù)被大力研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。發(fā)展之快，數(shù)量之巨，令世界各國(guó)驚嘆不已。

3土木工程的發(fā)展趨勢(shì)

3.1高性能材料的發(fā)展

隨著未來(lái)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，鋼材將朝著高強(qiáng)、具有良好的塑性、韌性和可焊性方向發(fā)展。日本、美國(guó)、俄羅斯等國(guó)家已經(jīng)把屈服點(diǎn)為700N/mm2以上的鋼材列人了規(guī)范;如何合理利用高強(qiáng)度鋼也是一個(gè)重要的研究課題。單一的材料將難以滿(mǎn)足要求，復(fù)合材料也就應(yīng)運(yùn)而生，另外，材料的功能也將從單一的功能向多功能方向發(fā)展，并且為了適應(yīng)土木領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展，材料的使用也必須節(jié)能和環(huán)保。

3.2計(jì)算機(jī)應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用普及和結(jié)構(gòu)計(jì)算理論日益完善，信息和智能化技術(shù)將全面引入土木工程，計(jì)算結(jié)果將更能反映實(shí)際情況，從而更能充分發(fā)揮材料的性能并保證結(jié)構(gòu)的安全。計(jì)算機(jī)技術(shù)的引入將對(duì)土木工程領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生巨大的改善，其主要有四個(gè)方面的改善，分別為信息化施工、智能化建筑、智能化交通、土木工程分析的仿真系統(tǒng)。人們通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)將會(huì)設(shè)計(jì)出更為優(yōu)化的方案進(jìn)行土木工程建設(shè)，以縮短工期、提高經(jīng)濟(jì)效益。

3.3環(huán)境工程

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)越來(lái)越成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)話(huà)題，氣候問(wèn)題更是對(duì)人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了巨大的影響，為了更好地滿(mǎn)足人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，土木工程與環(huán)境工程必將融為一體不可分割，城市綜合癥、霧霾、土地荒漠化、氣候變異、冰川消融、海水上升等一系列問(wèn)題無(wú)不與土木工程息息相關(guān)，對(duì)于當(dāng)代土木工程師來(lái)說(shuō)，如何有效合理地解決大型乃至超大型建筑建設(shè)對(duì)環(huán)境的污染等問(wèn)題，必將是土木工程師們?cè)谖磥?lái)重點(diǎn)研究和思考的課題。

3.4建筑工業(yè)化

隨著建筑業(yè)體制改革的不斷深化和建筑規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，建筑業(yè)發(fā)展較快，物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)顯著增強(qiáng)，但從整體看，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高幅度不大，質(zhì)量問(wèn)題較多，整體技術(shù)進(jìn)步緩慢。為確保各類(lèi)建筑最終產(chǎn)品特別是住宅建筑的質(zhì)量和功能，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加快建設(shè)速度，改善勞動(dòng)條件，大幅度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率已是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)，為了適應(yīng)土木建筑領(lǐng)域快速高效的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)化是必然的趨勢(shì)。它的發(fā)展有四個(gè)重要方向：建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)配件生產(chǎn)施工化，施工機(jī)械化和組織管理科學(xué)化。

3.5海底建筑

2010年4月26日，隨著中國(guó)大陸第一條海底隧道廈門(mén)翔安海底隧道建成通車(chē)，中國(guó)海洋這片美麗而又神秘的領(lǐng)域，在中國(guó)土木工程師偉大的探索與創(chuàng)新下，逐漸揭開(kāi)了面紗，在今后的幾十年甚至幾百年，海底建筑將會(huì)是一種全新的建筑形式，有效利用海底空間是未來(lái)土木工程發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)，同時(shí)也對(duì)土木行業(yè)提出了巨大的挑戰(zhàn)。目前在全球范圍內(nèi)，較為出名的海底建筑有馬爾代夫的海底餐廳、迪拜的水鐵餅酒店，相信在不久的將來(lái)，一定會(huì)有更多奇特的海底建筑出現(xiàn)。

3.6結(jié)構(gòu)形式

隨著當(dāng)今計(jì)算理論和計(jì)算手段的進(jìn)步以及新材料新工藝的出現(xiàn)，為結(jié)構(gòu)形式的革新提供了有利條件。土木工程中一些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)工程的計(jì)算將得到解決，空間結(jié)構(gòu)將得到更廣泛的應(yīng)用，不同受力形式的結(jié)構(gòu)融為一體，結(jié)構(gòu)形式將更趨于合理和安全。

3.7新能源和能源多極化

能源問(wèn)題是當(dāng)前世界各國(guó)極為關(guān)注的問(wèn)題，由于我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，工業(yè)生產(chǎn)正處于飛速發(fā)展階段，對(duì)能源的需求和消耗都很大，為此如何解決和處理這些問(wèn)題，這對(duì)土木工程業(yè)提出了新的要求，應(yīng)當(dāng)予以足夠的重視。此外，由于我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足人民生活和國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求，所以在基本建設(shè)方面還有許多工作要做。在一些工業(yè)生產(chǎn)和污水排放方面，都應(yīng)考慮可持續(xù)發(fā)展，另外在能源方面，開(kāi)發(fā)新能源和節(jié)約能源都將是土木工程領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)，例如風(fēng)能發(fā)電，開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能和水資源循環(huán)利用，還有一些垃圾廢物的處理與回收。

4結(jié)束語(yǔ)

未來(lái)既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)，隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的奇特建筑也將成為可能，為了適應(yīng)現(xiàn)代化發(fā)展的需要，我們優(yōu)秀的土木工程師們需要不斷改革創(chuàng)新，吃苦耐勞，養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)的能力與習(xí)慣，不斷開(kāi)拓進(jìn)取，土木工程這個(gè)充滿(mǎn)生命力的學(xué)科，必將綻放出耀人奪目的光彩！