土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢

1、土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢Thepresentsituationandthefuturedevelopmenttendencyofthedevelopmentofcivilengineering土木工程學(xué)院土木9班李佳祥摘要現(xiàn)代土木工程發(fā)展現(xiàn)狀可以從以下幾個(gè)方面論述：土木工程材料，功能要求多樣化，城市建設(shè)立體化，交通工程快速化，工程設(shè)施大型化，隨著科技的迅猛發(fā)展，土木也面臨著各種挑戰(zhàn)與機(jī)遇，因此，為了跟上時(shí)代的步伐，土木工程未來發(fā)展趨勢也將從幾個(gè)方面進(jìn)行：重大工程項(xiàng)目獎(jiǎng)陸續(xù)興起；土木工程將向太空、海洋、荒漠開拓；工程材料向輕質(zhì)，高強(qiáng)，多功能化發(fā)展；設(shè)計(jì)方法精確化，設(shè)計(jì)工作自動(dòng)化；信息和智

2、能化技術(shù)全面引入土木工程，還有土木工程的可持續(xù)發(fā)展等等。abstractthecurrentsituationofthedevelopmentofmoderncivilengineeringcanbediscussedfromthefollowingaspects:civilengineeringmaterials,functionalrequirementdiversification,three-dimensionalurbanconstruction,trafficengineering,rapidness,large-scaleengineeringfacilities,withthe

3、rapiddevelopmentofscienceandtechnology,civilisfacedwithvariouschallengesandopportunities,therefore,inordertokeepupwiththepaceofTheTimes,thefuturedevelopmenttrendofcivilengineering,willfromseveralaspects:majorengineeringprojectprizegraduallyrise;Civilengineeringwillbeintospace,sea,desertdevelopment;E

4、ngineeringmaterialstolightweight,highstrength,multi-functionaldevelopment;Designmethodofhigh-precision,automateddesignwork;Informationandintelligenttechnologycomprehensiveintroductionofcivilengineering,andthesustainabledevelopmentofcivilengineeringandsoon.關(guān)鍵詞土木工程材料發(fā)展趨勢多功能可持續(xù)發(fā)展智能化立體化keywordsdevelopme

5、nttrendofcivilengineeringmaterialsMulti-functionalintelligentthree-dimensionalsustainabledevelopment一、目前土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀First,thepresentsituationofcivilengineering1、在土木工程材料方面，從早期使用的磚、瓦、砂、石、灰、木材到近代使用鋼材，水泥，混凝土，直到現(xiàn)代的高強(qiáng)度混凝土（高強(qiáng)度就是增加混凝土的密實(shí)性，最常用的方法就是用極細(xì)的活性顆粒滲入混凝土，使它們在水泥漿中的細(xì)微孔隙中水化，減少和填充混凝土的毛細(xì)孔，達(dá)到增密和增強(qiáng)的作用。）、高性能混凝土（

6、超高的強(qiáng)度、低滲透性、良好的結(jié)構(gòu)性能、優(yōu)越的耐久性、可觀的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保性，有關(guān)常規(guī)的混凝土物理，力學(xué)性能指標(biāo)亦要根據(jù)不同的使用要求而有所提高或改善。）、纖維混凝土（在混凝土加入合成材料纖維絲成鋼纖維，是由纖維和水泥基料，如水泥石，砂漿成混凝土，組合的復(fù)合材料的統(tǒng)稱），纖維混凝土能增強(qiáng)塑性混凝土的抗拉能力，顯著降低其塑性流動(dòng)和收縮微裂紋。這種減少或消除塑性裂紋使混凝土獲得其最佳的長期整體性。這些纖維呈各向均勻地分布于整個(gè)混凝土，使混凝土得到輔助的加強(qiáng)，以防止收縮裂縫。在隨處都有纖維的混凝土中，亦可最大限度地減少在受力狀態(tài)下混凝土可能出現(xiàn)裂縫的寬度和長度。Intermsofcivilengine

7、eringmaterials,fromtheearlyuseofbrick,tile,sand,stone,wood,ashandmoderntousesteel,cement,concrete,untilthemodernhighstrengthconcrete（highstrengthistoincreasethecompactnessofconcrete,theactivityofthemostcommonlyusedmethodistouseveryfineparticlespenetrateintoconcrete,andmakethemintinyporeinthecementhy

8、dration,reducethewoolstomaandfillingconcrete,toincreaseandenhancetheroleof.）,highperformanceconcrete（ultrahighstrength,lowpermeability,goodstructuralperformance,superiordurability,considerableeconomicbenefit,environmentalprotection,theconventionalconcretephysicalandmechanicalperformanceindexisalsoac

9、cordingtodifferentapplicationrequirementsandimproveorimprove.),fiberreinforcedconcrete(syntheticfiberstoproducefiberinconcrete,ismadeupoffiberandcementbinders,debrissuchaswater,mortarintoconcrete,thecombinationofthecompositesisageneraldesignation),fiberreinforcedconcretecanenhanceplasticconcretetens

10、ileability,significantlyreducetheplasticflowandshrinktinycrack.Toreduceoreliminatetheplasticconcretecracksgetthebestlong-termintegrity.Thesefibersweretoevenlydistributedintheconcrete,theconcreteforthestrengtheningofauxiliary,inordertopreventshrinkagecrack.Infiberconcreteareeverywhere,alsocanminimize

11、thestressstateofconcretemaycrackwidthandlength.綠色建材(綠色建材指在原料采取、產(chǎn)品制造、使用或者再循環(huán)以及廢料處理等環(huán)節(jié)中對地球環(huán)境負(fù)荷最少和有利于人類健康的材料。綠色建材的基本特征是：建材生產(chǎn)盡量少用天然資源，大量使用尾礦、廢渣、垃圾等廢棄物；采用低能耗，無污染環(huán)境的生產(chǎn)技術(shù)。)其成果有以粉煤灰、空心磚、以磷石膏，脫硫石膏等等。Greenbuildingmaterials,greenbuildingmaterialsinrawmaterials,productmanufacture,useorrecyclingandwastedisposali

12、ntheearth'senvironmentloadatleastandmaterialisconducivetohumanhealth.Thebasiccharacteristicsofgreenbuildingmaterialsare:buildingmaterialsproductionasfaraspossibleuseofnaturalresources,extensiveuseoftailings,slag,garbageandotherwastes;withlowenergyconsumption,pollution-freeproductiontechnologyenv

13、ironment.)Theresultswithflyash,hollowbrick,withphosphogypsum,desulfurizationgypsum,etc.2、除了在材料方面要求更高以外，在土木工程功能方面要求更加多樣化，城市建設(shè)更加立體化，像城市為了解決交通方面問題，光靠傳統(tǒng)的地面交通已經(jīng)無能為力，于是一方面修建地下交通網(wǎng)，另一方面又修建高架公路網(wǎng)或軌道交通，隨著地下鐵道的興建，地下商業(yè)街、地下停車場、地下倉庫、地下工廠、地下旅館等也陸續(xù)發(fā)展起來。而高架道路的造價(jià)比地下鐵道要經(jīng)濟(jì)得多，因而大中城市紛紛建設(shè)高架公路、高架軌道交通。高架道路與城市立交橋的興建不僅緩解了城市交通問

14、題，而且還為城市的面積增添了風(fēng)采?，F(xiàn)代化城市建設(shè)在地面、空中、地下同時(shí)展開，形成了立體化發(fā)展的局面。Inadditiontothemoredemandingintermsofmaterial,intheaspectofcivilengineeringfunctionrequiresmore|diversified,morethree-dimensionalurbanconstruction,likethecityinordertosolvethetrafficproblems,onthegroundofthetraditionaltraffichasbeenpowerless,andsoont

15、heonehand,tobuildundergroundtransportationnetwork,|buildingofroadorrailtransitagainontheotherhand,withtheconstructionoftheundergroundrailroad,theundergroundmall,undergroundparking,undergroundwarehouse,factory,undergroundhoteletcwereestablished.Andelevatedroad|costmuchmorethantheundergroundeconomy,an

16、dlargeandmedium-sizedcities|haveelevatedroadandelevatedrailtransitconstruction.Elevatedroadandtheconstructionofthecityoverpassnotonlyalleviatetheurbantrafficproblem,but|alsoaddedstylefortheareaofthecity.Modernurbanconstructionatthesametimeintheair,groundandunderground,formedthesituationofthedevelopm

17、entofthree-dimensional.3、同時(shí)工程設(shè)施大型化，即為了滿足能源、交通、環(huán)保、及大眾公共活動(dòng)的需要，許多大型的土木工在第二次世界打大戰(zhàn)以后陸續(xù)建成并投入使用。（如在拱橋方面，南斯拉夫克二號混凝土拱橋跨度達(dá)390m,中國黃河的江界河混凝土拱橋跨度330m,在隧道方面，近代開鑿了許多穿過大山或越過大江、海峽的通道。在高層建筑方面有上海金茂大廈，上海環(huán)球金融中心大廈，還有海上采油平臺，核電站等?？傊诂F(xiàn)代土木工程中，我國近20年來取得了舉世矚目成就，雖然只是開始，但是隨著祖國科技的不斷發(fā)展，在未來土木方面將會(huì)越走越遠(yuǎn)。Large-scaleengineeringfacilitie

18、s,atthesametime,inordertomeettheenergy,activities,manylargesoilcarpenterinthesecondworldwararebuiltandputintotransportation,environmentalprotection,andtheneedsofthemasspublicuseinthefuture.（e.g.,intermsofthearch,Yugoslavia,concretearchbridgespanof390m2,China'sYellowRiverformsanaturalboundaryconc

19、retearchbridgespan330m,intunnel,moderndiggingthroughthemountains,oracrosstheriver,thestraitchannel.Inhigh-risebuildingShanghaijinmaotower,Shanghaiworldfinancialcenterbuilding,andoffshoreoilplatforms,powerplant,etc.Inshortinthemoderncivilengineering,hasmaderemarkableachievementsinthepast20yearsinourc

20、ountry,althoughonlythebeginning,butwiththecontinuousdevelopmentofscienceandtechnologyofthemotherland,civilaspectsinthefuturewillbemorewalkmorefar.二、土木工程未來發(fā)展趨勢thecivilengineeringdevelopmenttrendinthefuture隨著世界的變革與科技的不斷發(fā)展，土木工程也面臨著重大挑戰(zhàn)，如世界正經(jīng)歷工業(yè)革命以來又一次重大變革，這便是信息（包括計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)等）工業(yè)的迅猛發(fā)展，可以預(yù)計(jì)人類的生產(chǎn)、生活方式將會(huì)發(fā)生重大

21、變化。還有航空航天事業(yè)的發(fā)展，地球人口激增，資源短缺，人類生存受到威脅，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞。因此為了人類能有一個(gè)舒適的生存環(huán)境，適應(yīng)世界的潮流與發(fā)展，土木工程在未來發(fā)展趨勢將從以下方面進(jìn)行：1、重大工程項(xiàng)目將陸續(xù)興建。Majorprojectswillbebuilt在高速公路方面；了解決城市土地供求矛盾，城市建設(shè)將向高、深方向發(fā)展。同時(shí)不僅要筑路，且有多座大橋或隧道要建設(shè)；在港口工程方面，在中國加入WTO以后港口的發(fā)展帶來了極大的機(jī)遇與空間，也帶來了巨大的壓力與挑戰(zhàn)。中國港口成為世界集裝箱運(yùn)輸港口中發(fā)展最快、建設(shè)規(guī)模最大的港口群，港口碼頭專業(yè)化、大型化，航道深水化的發(fā)展更加迅猛，促使我國大力

22、開辟深水航道和開挖深水港池，大量建設(shè)深水泊位，結(jié)合港口疏浚吹填造陸，使軟基加固技術(shù)得到發(fā)展，碼頭結(jié)構(gòu)向構(gòu)件大型化，結(jié)構(gòu)簡單化方向發(fā)展，碼頭裝卸設(shè)備向大型化，高效率和專業(yè)化方向發(fā)展，電子計(jì)算機(jī)和其他先進(jìn)技術(shù)在港口勘測，設(shè)計(jì)、施工和經(jīng)營管理等方面日益廣泛應(yīng)用，在波浪預(yù)報(bào)、波浪理論和不規(guī)則波浪作用力的研究，泥沙淤積研究及模型試驗(yàn)，防波堤人工塊體的研究等方面，都將大力發(fā)展。2、土木工程項(xiàng)目將向太空、海洋、荒漠地開拓。Civilengineeringprojectswilldevelopintospace,oceans,desertification現(xiàn)在陸地上土地太少，首先想到可向海洋發(fā)展。向海洋開拓從

23、近代已經(jīng)開始。為了防止噪聲對居民的影響，也為了節(jié)約用地，許多機(jī)場已經(jīng)開始填海造地。從航空母艦和大型運(yùn)輸船的建造得到啟發(fā)，人們以設(shè)想建立海上浮動(dòng)城市，對于荒漠，可以設(shè)想在沙漠地下找水，然后從南極將巨大的冰山拖入沙漠地區(qū)，還有海水淡化，至于到太空上發(fā)展乃人類一直的夢想，如設(shè)想利用生物工程，將制氧微生物及低等植物移向火星等等。工程材料向輕質(zhì)、高強(qiáng)、多功能化方向發(fā)展。如傳統(tǒng)材料的改性，化學(xué)合成材料的應(yīng)用（如門窗，管材、裝飾材料，今后的發(fā)展方向是向大面積圍護(hù)材料及結(jié)構(gòu)骨架材料發(fā)展）。還有設(shè)計(jì)方法精確化，設(shè)計(jì)工作自動(dòng)化，由于快速計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，使這一計(jì)算機(jī)得以實(shí)現(xiàn)。比如海上取油平臺、核電站、摩天大樓、地下過

24、海隧道等巨型工程，有了計(jì)算機(jī)的幫助，便可合理的進(jìn)行數(shù)值分析和安全評估。數(shù)值計(jì)算機(jī)的進(jìn)步使過去不能計(jì)算的帶有盲目性的估計(jì)可以變成較精確的分析。例如，土木工程中由于各個(gè)桿件分析分析到整體分析；工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)的定性分析到施工階段的全過程仿真分析；工程結(jié)構(gòu)中在災(zāi)害荷載作用下的全過程非線性分析；與時(shí)間有關(guān)的長時(shí)間徐變分析和瞬間的沖擊分析等。Theprogressofnumericalcomputermadeinthepastcannotestimatecanbecalculatedwithblindnessbecomesmorepreciseanalysis.Becauseeachbarincivilen

25、gineering,forexample,analysistotheoverallanalysis;Qualitativeanalysistotheconstructionstageofprojectstructureduringtheprocessofsimulationanalysis;Thewholeprocessofengineeringstructuresundertheloadsofdisastersnonlinearanalysis;Timedependentcreepanalysisforalongtimeandthemomentofimpactanalysis,etc.3、信

26、息和智能化技術(shù)全面引入土木工程。Comprehensiveintroductionofcivilengineeringinformationandintelligenttechnology如（1）信息化施工Theinformationizationconstruction（即在施工過程中所涉及的各部分各階段廣泛應(yīng)用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，對工期、人力、材料、機(jī)械、資金、進(jìn)度等信息進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、處理和交流，并加以科學(xué)地綜合利用，為施工管理及時(shí)、準(zhǔn)確地提供決策依據(jù)。（2）智能化建筑，Intelligentbuilding即一方面在房屋中設(shè)備用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)監(jiān)測與控制，并可通過自動(dòng)化或人工干預(yù)來保證設(shè)備運(yùn)行的安全、可靠、高效。另方面是安裝隊(duì)居住者的自動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)，對于辦公室來說，智能化要求配備辦公自動(dòng)化設(shè)備，快速通信設(shè)備，樓宇自動(dòng)管理和控制設(shè)備。（3）智能化交通Intelligenttransportation（先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)，交通信息服務(wù)系統(tǒng)，車輛控制系統(tǒng)，車輛調(diào)度系統(tǒng)，公共交通系統(tǒng)等。）它應(yīng)具有信息收集，快速處理，優(yōu)化決策，大型可視化系統(tǒng)等功能。（4）土木工程分析的仿真系統(tǒng)Civilengineeringanalysisofthesimulationsyste