土木工程概論論文

1、.土木工程概論讀書筆記重慶大學(xué) 摘要本文論述了土木工程的由來(lái)、發(fā)展簡(jiǎn)史以及土木工程與人類的生存關(guān)系和展望。詳細(xì)的描述了土木工程中的建筑工程、橋梁工程、巖土隧道及地下工程、道路與機(jī)場(chǎng)工程、軌道交通工程、港口工程。通從過將其古今對(duì)比，中外對(duì)比細(xì)致的講解了它們的發(fā)展和與人類生存關(guān)系的聯(lián)系。文章最后談到了土木工程防災(zāi)減災(zāi)，講述了各種災(zāi)害可能對(duì)土木工程產(chǎn)物造成的破壞和如何防治這些災(zāi)害。關(guān)鍵詞土木工程 概述 簡(jiǎn)史 技術(shù) 發(fā)展 第一章土 木工程與土木工程專業(yè) 1.1綜述 土木工程的定義：土木工程是建造各類工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱，它既指工程建設(shè)的對(duì)象，即建造在地上地下、水中的各種工程設(shè)施，也指所應(yīng)用的材料、

2、設(shè)備和進(jìn)行的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、管理、養(yǎng)護(hù)維修等專業(yè)技術(shù)。 土木工程的來(lái)歷：土木工程是18世紀(jì)末由英國(guó)的斯米頓首先提出的土木工程師而得來(lái)的，英文直譯為中文是民用工程，主要用以區(qū)別軍事工程，后來(lái)逐漸成為一切為了生活和生產(chǎn)所需要的民用工程設(shè)施的總稱。 土木工程涉及的領(lǐng)域十分寬廣，從建設(shè)的對(duì)象來(lái)看，土木工程包含建筑工程、地下工程、橋梁工程、隧道工程、道路工程，從土木工程所用的材料來(lái)看，可分成金屬結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、高分子材料結(jié)構(gòu)從技術(shù)性質(zhì)來(lái)看，有勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)。從職業(yè)分工看，有技術(shù)人員、工程管理人員、研究人員 為了培養(yǎng)土木工程所需的各類人員，世界各國(guó)在大學(xué)本科教學(xué)中都設(shè)立了土木工程專業(yè)。大學(xué)本科

3、土木工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代建設(shè)的需要，德智體美勞全面發(fā)展，掌握土木學(xué)科的基本知識(shí)，獲得工程師基本訓(xùn)練并具有創(chuàng)新精神的高級(jí)專門人才。畢業(yè)生能從事土木工程的設(shè)計(jì)、施工與管理工作，具有初步的項(xiàng)目規(guī)劃和研究開發(fā)能力。 土木工程專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生的業(yè)務(wù)范圍是：“能在房屋建筑、隧道與地下建筑、公路與城市道路、鐵路工程、橋梁、礦山建筑等的設(shè)計(jì)、施工管理、咨詢、監(jiān)理、研究、教育、投資和開發(fā)部門從事技術(shù)或管理工作。1.2土木工程發(fā)展簡(jiǎn)史 公元前5000年新石器時(shí)代，已經(jīng)出現(xiàn)原始的土木工程活動(dòng)，土木工程的發(fā)展可分為古代、近代和現(xiàn)代三個(gè)階段。 古代土木工程大致從公元前5000年的新石器時(shí)代到17世紀(jì)中葉

4、，前后約7000年。這一階段土木工程的特征是：建筑材料以天然為主。建造理論主要是長(zhǎng)期建造經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。建造工具以手工工具。 古代土木工程中有不少傳世杰作，有些還流傳至今。房屋建筑方面有北京故宮、意大利的比薩大教堂、法國(guó)的巴黎圣母院大教堂、佛羅倫薩教堂和羅馬的圣彼得大教堂。在橋梁方面有我國(guó)的咸陽(yáng)渭河橋、趙州橋，在水利方面有都江堰、大運(yùn)河，高塔方面有應(yīng)縣木塔，在其他方面有長(zhǎng)城、埃及陵墓建筑群、吉薩金字塔群。 近代土木工程時(shí)間跨度從17世紀(jì)中葉到20世紀(jì)中葉，約300年時(shí)間，這一階段的特征是：建筑材料以人造材料為主。建筑理論重視科學(xué)理論兼顧經(jīng)驗(yàn)。建筑技術(shù)為大規(guī)模使用施工機(jī)械，近代土木工程中也出現(xiàn)了不少

5、舉世矚目的作品，如埃菲爾鐵塔、進(jìn)門懸索橋、胡佛壩。帝國(guó)大廈。 現(xiàn)代土木工程起點(diǎn)可定為20世紀(jì)中葉，這一階段的特征是土木工程與高新技術(shù)相結(jié)合。建造材料方面已能配置高性能和高強(qiáng)度的混凝土。結(jié)構(gòu)理論方面，分析理論開始考慮材料非線性和幾何線性，能采用數(shù)值解對(duì)結(jié)構(gòu)的受力進(jìn)行仿真，能做動(dòng)力分析。建造技術(shù)方面變成了機(jī)電計(jì)算機(jī)的一體化。在現(xiàn)代土木工程中，體現(xiàn)時(shí)代特征的土木工程已不再是一些個(gè)體工程，它已與世界經(jīng)濟(jì)的高度發(fā)展聯(lián)系在一起。1.3土木工程與人類生存的關(guān)系 資源是人類生存和社會(huì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，自然界固有的大部分資源是有限的，必須有效工業(yè)提出了提倡生產(chǎn)和使用“綠色建材”的思想，綠色建材指采用清潔衛(wèi)生的生產(chǎn)

6、技術(shù)少用天然資源和能源，大量使用由工業(yè)或城市廢棄物生產(chǎn)的無(wú)毒害、無(wú)污染、無(wú)放射性、有利于環(huán)境保護(hù)和人體健康的建筑材料。合理的使用，同時(shí)創(chuàng)造新的資源。在21世紀(jì)議程確定了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針后，建材土木工程所耗費(fèi)的能源出自兩個(gè)方面，一方面是土木工程所用材料在生產(chǎn)過程中消耗的能源，另一方面是土木工程建設(shè)完畢后使用期間耗失的能源。人類生存環(huán)境的惡化主要來(lái)自兩個(gè)方面：一個(gè)是環(huán)境污染，另一個(gè)是生態(tài)環(huán)境的破壞。土木工程如不加限制地采用不符合綠色建材的要求的建筑材料，會(huì)加劇水和大氣的污染。土木工程的選址不對(duì)則會(huì)造成生態(tài)環(huán)境的破壞。第二章 建筑工程2.1建筑物的功能和安全建筑物的功能就是指建筑物的用途，既可以從

7、房屋建筑的主要用途加以區(qū)分，也可以從使用者的立場(chǎng)出發(fā)進(jìn)行區(qū)分。建造于地表的建筑物，首先要受到重力作用，建筑物自身重量，安放其中的家具、設(shè)備、生活和生產(chǎn)辦公用的周轉(zhuǎn)物資的重量，都對(duì)建筑物施加了力，在這些外力作用下，結(jié)構(gòu)體系能保持其完整性，不至于發(fā)生局部坍塌或連續(xù)性的倒塌，是建筑物安全的最基本要求。2.2結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展任何建筑都需要與之匹配的結(jié)構(gòu)，隨著人口集聚，集鎮(zhèn)都市開始成長(zhǎng)，自然發(fā)展出對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的需求，于是漸漸有了柱梁構(gòu)件形成的框架體系、波特蘭水泥、混凝土、鋼筋混凝土。從結(jié)構(gòu)的概念來(lái)闡述，大跨度建筑面臨的第一挑戰(zhàn)就是如何負(fù)擔(dān)沉重的屋蓋，可以通過平方立方定律進(jìn)行計(jì)算，大跨度空間結(jié)構(gòu)抵抗荷載的

8、方式和機(jī)理可大致分為三類：利用結(jié)構(gòu)的抗力，利用形體的抗力，利用材料的抗力。2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的演變?yōu)榱吮ＷC建筑物結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的安全，要避免發(fā)生如下狀態(tài)：整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡；結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因?yàn)槌^材料強(qiáng)度而破壞；結(jié)構(gòu)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系；結(jié)構(gòu)或構(gòu)建喪失穩(wěn)定；地基喪失承載能力而破壞。機(jī)動(dòng)體系是指結(jié)構(gòu)發(fā)生不確定的變形，機(jī)動(dòng)體系在建筑物自身重力荷載的作用下容易塌掉。結(jié)構(gòu)體系發(fā)生破壞一般是因?yàn)槠洳粔驁?jiān)固，但將其設(shè)計(jì)得無(wú)比堅(jiān)固卻受到很多限制，首先是經(jīng)濟(jì)性的限制，其次是使用性的限制。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要步驟：方案設(shè)計(jì)（可細(xì)分為初步設(shè)計(jì)和擴(kuò)大的初步設(shè)計(jì)）；技術(shù)設(shè)計(jì)（既要保證結(jié)構(gòu)安全，又能滿足設(shè)備工程師的要求

9、）；施工設(shè)計(jì)（要考慮施工的可行性）。結(jié)構(gòu)安全可用以下公式來(lái)表達(dá)：荷載作用的效應(yīng)結(jié)構(gòu)的抵抗能力，從靜力學(xué)的應(yīng)用到動(dòng)力學(xué)的應(yīng)用，是結(jié)構(gòu)分析中一個(gè)非常重要的進(jìn)步，計(jì)算上式的右端項(xiàng)結(jié)構(gòu)的抵抗能力雖要掌握線性關(guān)系、塑性力學(xué)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中利用塑性力學(xué)是結(jié)構(gòu)分析理論的又一個(gè)重大進(jìn)步。穩(wěn)定性的計(jì)算：荷載在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中引起的壓力，不僅不能超過材料的強(qiáng)度極限，也不能超過構(gòu)件的穩(wěn)定承載力。從防止強(qiáng)度破壞拓展到防止失穩(wěn)破壞是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)理論的一個(gè)質(zhì)的重大進(jìn)步，確定性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論慢慢讓位給基于概率論的設(shè)計(jì)理論，這是上世紀(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué)的又一重大的進(jìn)步。2.4施工技術(shù)的進(jìn)步西方工業(yè)革命之前，土木工程的施工主要依靠人力、

10、畜力和一些簡(jiǎn)單的工具。由泥土燒制而成的磚和瓦這些人造建筑材料，成為土木工程施工技術(shù)的第一次飛躍，混凝土的出現(xiàn)給建筑物創(chuàng)造了新的結(jié)構(gòu)形式，促進(jìn)了土木工程施工的新技術(shù)和新理論，形成第二次飛躍發(fā)展，鋼材的冶煉和鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用孕育了土木工程施工技術(shù)的第三次飛躍。第三章 橋梁工程3.2中國(guó)古代橋梁的輝煌與衰落中國(guó)古代橋梁的歷史從公元前16世紀(jì)公元19世紀(jì)。我國(guó)歷史上最早記載的橋梁為鉅橋，最早的浮橋始于公元前5世紀(jì)的“波斯浮橋”。公元前12世紀(jì)，我國(guó)建了浮橋。公元前6000年的兩河流域先民就開始用磚塊砌成拱圈，中國(guó)在商代就有建筑拱橋的可能。中國(guó)古代工匠的獨(dú)創(chuàng)臂式木橋梁，用木梁像斗拱那樣多層疊置外挑，或加上斜

11、撐增加懸挑的能力直至在跨中合龍形成跨度可達(dá)30余米的拱形橋梁，用天然的植物纖維制成索橋。3.3中國(guó)近代橋梁的引進(jìn)和發(fā)展從17世紀(jì)中葉到20世紀(jì)中葉的300年間，是近代土木工程迅猛發(fā)展的時(shí)期。1638年伽利略論述了材料的力學(xué)性質(zhì)和梁的強(qiáng)度，用公式表達(dá)了梁的設(shè)計(jì)理論，之后又逐漸出現(xiàn)了虎克定律、牛頓力學(xué)運(yùn)動(dòng)三大定律、壓屈公式在這階段，拓建造橋梁時(shí)期結(jié)束，鋼筋混凝土橋誕生。列強(qiáng)入侵時(shí)期的技術(shù)引進(jìn)，清朝政府奉行閉關(guān)鎖國(guó)，使得中國(guó)淪為半殖民地半封建的弱國(guó)，鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)后中國(guó)被迫開放商埠，引入了西方的橋梁技術(shù)，民國(guó)時(shí)期孫中山先生制定了宏偉的交通建設(shè)計(jì)劃，中國(guó)橋梁得到發(fā)展。新中國(guó)建立初期，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和交通事業(yè)的

12、興起，橋梁建設(shè)也得到發(fā)展產(chǎn)生了武漢長(zhǎng)江大橋、南京長(zhǎng)江大橋、云南長(zhǎng)虹石拱橋3.4世界現(xiàn)代橋梁發(fā)展中的主要技術(shù)創(chuàng)新20世紀(jì)50年代，1928年首創(chuàng)了預(yù)應(yīng)力混凝土的概念和設(shè)計(jì)理論。1938年提出斜拉橋構(gòu)思。20世紀(jì)60年代出現(xiàn)了橋梁建設(shè)的黃金時(shí)期，預(yù)應(yīng)力夾片錨和高應(yīng)力幅冷鑄墩頭描問世。鋼橋方面，高強(qiáng)度螺栓的摩擦型發(fā)展。1960年首創(chuàng)下層移動(dòng)托架法施工工法。1962年頂推法施工技術(shù)。20世紀(jì)70年代預(yù)應(yīng)力技術(shù)發(fā)展的成熟期，斜拉橋開始推廣。著名的有sunniberg橋、fegire橋。20世紀(jì)80年代體外預(yù)應(yīng)力索新技術(shù)得到發(fā)展，誕生了平行鋼索橋，20世紀(jì)90年代橋梁工程進(jìn)入一個(gè)沖刺階段標(biāo)志著20世紀(jì)橋梁

13、建設(shè)最高水平和跨度記錄的幾座大橋完成。3.5中國(guó)現(xiàn)代橋梁的崛起80年代中國(guó)進(jìn)入改革開放新時(shí)期，開始學(xué)習(xí)和追趕交通建設(shè)，中國(guó)的橋梁技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的成果。90年代開始了向著世界先進(jìn)水平的攀登。上海楊浦大橋在當(dāng)時(shí)居世界斜拉橋跨度之首萬(wàn)縣長(zhǎng)江大橋的建成使我國(guó)拱橋記錄躍居世界首位。21世紀(jì)進(jìn)入到一個(gè)創(chuàng)新和超越的新時(shí)期，最具代表性的是南京長(zhǎng)江大橋、上海盧浦大橋（創(chuàng)世界跨度的鋼拱橋）潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋（中國(guó)跨度最大的懸索橋），南京長(zhǎng)江（施工速度快）上海東海大橋（我國(guó)第一座在廣闊海域建造的大橋）。第四章 巖土、隧道及地下工程4.1概述巖土工程以土力學(xué)與基礎(chǔ)工程、巖石力學(xué)與工程等為理論基礎(chǔ)，以巖石和土的利用、整治

14、或改造作為研究?jī)?nèi)容，服務(wù)于各類主體的勘察、設(shè)計(jì)與施工的全過程，特點(diǎn)：工程對(duì)象多、行業(yè)廣泛；建設(shè)環(huán)境復(fù)雜、投資大、風(fēng)險(xiǎn)高；隱蔽性好，防災(zāi)能力強(qiáng)；冬暖夏涼、運(yùn)營(yíng)費(fèi)低、保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境、土地多重利用。4.2巖土力學(xué)的改革18世紀(jì)60年代提出許多巖土工程問題，施工機(jī)械的出現(xiàn)也為現(xiàn)代巖土工程的發(fā)展提供了物質(zhì)條件，開始出現(xiàn)土力學(xué)的經(jīng)典理論如土的mohr-coulomb強(qiáng)度理論、土壓力理論、關(guān)于斜坡穩(wěn)定性的理論、有孔介質(zhì)中水的滲透原理即達(dá)西定律、極限承載力公式、20世紀(jì)初，巖土力學(xué)的理論與工程應(yīng)用取得了較好的發(fā)展。1923年間形成了土力學(xué)有效應(yīng)力原理和土的固結(jié)理論，此后泰勒和簡(jiǎn)布發(fā)展了土坡穩(wěn)定性理論，比奧建

15、立了土骨架壓縮和滲透耦合的三維固體結(jié)構(gòu)理論。4.3巖土工程的演變世界上最早的巖土工程是北京周口店發(fā)現(xiàn)的北京猿人洞穴。1300多年前的趙州石拱橋地基處理得非常合理，保存完好并使用至今，用石灰做基礎(chǔ)工程的材料有我國(guó)的萬(wàn)里長(zhǎng)城、西藏佛塔、埃及金字塔、古羅馬的家譜亞軍用大道。1885年美國(guó)芝加哥建成了世界上第一座具有現(xiàn)代意義的鋼結(jié)構(gòu)高層建筑。隨后，全世界興起了建造高層建筑之風(fēng)，對(duì)基地承載力提出了更高的要求。在這期間的打樁技術(shù)有落錘法施工、蒸汽打樁錘、導(dǎo)桿式柴油打樁錘、筒式柴油打樁錘。自20世紀(jì)中葉以來(lái)，巖土工程在世界發(fā)生了史無(wú)前例的發(fā)展，巖土工程領(lǐng)域得到拓展，巖土工程發(fā)展條件變得成熟，巖土工程理論與技

16、術(shù)有了突破。4.4隧道及地下工程的發(fā)展歷史與技術(shù)進(jìn)步古代隧道從舊石器時(shí)代到公元17世紀(jì)，窯洞是一個(gè)重要里程碑。，近代隧道及地下工程時(shí)期是指從17世紀(jì)到第二次世界大戰(zhàn)前后，這一時(shí)期有很多新技術(shù)誕生:傳統(tǒng)礦山法，隧道掘進(jìn)機(jī)、盾構(gòu)法、沉埋法?，F(xiàn)代隧道及地下工程是指從第二次世界大戰(zhàn)到現(xiàn)在，主要的施工方法有：巖石隧道與礦山法和新奧法、隧道掘進(jìn)機(jī)、盾構(gòu)法隧道、沉管法隧道、軌道交通隧道工程、地下空間綜合開發(fā)與利用。4.5 展望巖土中的許多問題不僅經(jīng)典力學(xué)無(wú)法解釋，現(xiàn)有的非線性和彈塑性本構(gòu)理論也無(wú)能為力，因此，不少學(xué)者正在探索新的研究思路，土的隨機(jī)性研究正方興未艾。巖土工程的發(fā)展將圍繞現(xiàn)代土木工程建設(shè)中出現(xiàn)的

17、巖土問題并將融入環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)等其他學(xué)科取得的新成果。隨著城市化的飛速發(fā)展，新型隨道及地下工程的方式層出不窮。近年來(lái)人們提出了真空隧道輸送設(shè)想。第五章 道路與機(jī)場(chǎng)工程5.1 中外古代道路發(fā)展概況公元前20世紀(jì)中國(guó)就有馱運(yùn)道，相傳是黃帝發(fā)明了車輪，戰(zhàn)國(guó)時(shí)期有了棧道，秦始皇修建了遍布全國(guó)的馳道網(wǎng)，隋朝有了御道，漢朝開創(chuàng)了絲綢之路。唐朝實(shí)行道路保養(yǎng)。公元9601911年，在宋、元、明、清幾個(gè)朝代中，道路工程技術(shù)均有不同的提高。公元前20世紀(jì)阿拉伯埃及共和國(guó)為建筑金字塔和獅身人面像，把大量的巨石從采石場(chǎng)運(yùn)到工地，由此修建了道路。古羅馬時(shí)代道路得到驚人的發(fā)展，形成了四通八達(dá)的交通網(wǎng)。幾乎囊括了印加帝

18、國(guó)所有疆域，貫穿各種地形。5.2 國(guó)內(nèi)外著名古代道路國(guó)內(nèi)外著名古代道路有絲綢之路、古羅馬帝國(guó)道路、北美印加帝國(guó)道路。絲綢之路是公元前2世紀(jì)至十三、四世紀(jì)期間，橫跨亞洲的陸路交通干線，這條道路在世界道路發(fā)展史上占有重要了地位。羅馬擁有龐大的道路系統(tǒng)，古羅馬帝國(guó)修建道路對(duì)維護(hù)帝國(guó)興盛的作用巨大，形成了以羅馬為中心、輻射全國(guó)的道路網(wǎng)，故有條條大路通羅馬一說(shuō)。印加帝國(guó)為鞏固和發(fā)展自己的統(tǒng)治，在所有疆域的各種地形建造了四通八達(dá)的大道。5.3 西方近代道路直到公元18世紀(jì)，近代道路工程開始在歐洲興起。，大家開始用科學(xué)方法改善道路工程，使得筑路技術(shù)向科學(xué)化和近代化邁出了第一步。后來(lái)又提出采用凸面的路表使雨水

19、迅速排到路測(cè)的邊溝中，以保證排水通暢，然后有了馬克當(dāng)路面，后來(lái)發(fā)明了軋石機(jī)、蒸汽壓路機(jī)。1958年，布萊克發(fā)明了軋石機(jī)，促進(jìn)了碎石路面的發(fā)展，20世紀(jì)初，碎石路面被世界公認(rèn)為當(dāng)時(shí)最優(yōu)良的路面而推廣于全球。5.4 現(xiàn)代道路的發(fā)展自20世紀(jì)50年代起，世界發(fā)達(dá)國(guó)家的現(xiàn)代化公路交通迅猛發(fā)展。一方面是工業(yè)實(shí)行專業(yè)化改革，另一方面是由于汽車工業(yè)發(fā)展及人民生活水平提高、旅游事業(yè)的發(fā)展。為適應(yīng)公路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展需要，在公路建設(shè)方面，國(guó)外大力發(fā)展高速公路，形成了高質(zhì)量的公路網(wǎng)，不但增加了公路建設(shè)投資還采用各種先進(jìn)技術(shù)以減低成本，提高公路的效率。1832年，焦油瀝青路面第一次在英國(guó)出現(xiàn)，1924年，意大利建造了第一

20、條高速公路。約20年前中國(guó)大陸有了第一條高速公路，中國(guó)高速公路的發(fā)展創(chuàng)造了世界奇跡。隨著城市空間越來(lái)越緊張，城市道路逐漸向空中和地下發(fā)展。形成完善的立體道路系統(tǒng)有高架道路、地下道路、立交、步行街。5.5 民用機(jī)場(chǎng)的誕生及發(fā)展1783年歷史上人類第一次氣球載入的自由飛行，1852年，吉法爾發(fā)明了世界上第一艘飛艇，1903年人類歷史上第一架飛機(jī)起飛。此后飛機(jī)在軍事領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，性能不斷提高。軍用飛機(jī)開始改裝成民用飛機(jī)，第一個(gè)為民航運(yùn)輸而設(shè)計(jì)的機(jī)場(chǎng)是克洛伊登機(jī)場(chǎng)。第二次世界大戰(zhàn)后，國(guó)際間的交往開始增加，對(duì)機(jī)場(chǎng)有了更高的要求，噴氣式民航客機(jī)的投產(chǎn)，使飛機(jī)成為大眾的交通運(yùn)輸工具。隨著大型寬體噴氣式運(yùn)

21、輸機(jī)和航空運(yùn)輸量的迅速增加，機(jī)場(chǎng)的飛行區(qū)不斷擴(kuò)大和完善，保證飛機(jī)在各種氣候條件下安全起降，航站樓日益綜合化和現(xiàn)代化，機(jī)場(chǎng)離開城市一段距離也有先進(jìn)的客運(yùn)系統(tǒng)與城市連接。當(dāng)代機(jī)場(chǎng)系統(tǒng)包括空域和地域，前者即航站區(qū)空域，后者由飛行區(qū)、航站區(qū)、進(jìn)出機(jī)場(chǎng)的地面交通組成。5.6 道路與機(jī)場(chǎng)工程的技術(shù)進(jìn)步水泥和瀝青是改變道路和機(jī)場(chǎng)鋪面技術(shù)狀況最重要的兩大建筑材料。對(duì)于常用的筑路機(jī)械目前的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)為：廣泛應(yīng)用電液控制技術(shù)；利用遠(yuǎn)紅外、激光和超聲波等非接觸式傳感技術(shù)；更加自動(dòng)化和自能化。道路工程的環(huán)境問題主要是生態(tài)環(huán)境污染、空氣污染、噪聲污染和水污染 。第六章 軌道交通工程6.1概述軌道交通萌芽于16世紀(jì)

22、歐洲的采礦業(yè)。1803世界上首條公共鐵路在倫敦開通。1814年，制造了第一臺(tái)蒸汽機(jī)車。1879年第一輛小型電力汽車問世。從1825年至1879年是鐵路在世界上蓬勃發(fā)展的時(shí)期。1825至1870年之間世界鐵路的總長(zhǎng)度發(fā)展到210000千米，1913年世界鐵路網(wǎng)的總長(zhǎng)度發(fā)展到1100000千米。19世紀(jì)初至20世紀(jì)初是世界鐵路發(fā)展最迅速最輝煌的年代。6.2 中國(guó)早期鐵路的發(fā)展1875年唐廷樞請(qǐng)求修鐵路運(yùn)煤，清政府同意。京張鐵路我國(guó)自性建設(shè)的第一條鐵路，詹天佑任會(huì)辦兼總工程師。中華民國(guó)初年，孫中山辭去臨時(shí)大總統(tǒng)后全力籌辦全國(guó)鐵路，提出修建10萬(wàn)英里鐵路的計(jì)劃。舊中國(guó)的鐵路建設(shè)不僅數(shù)量少而且布局不合理

23、，鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)雜亂，質(zhì)量較低。6.3 新中國(guó)鐵路建設(shè)的成就中華人民共和國(guó)成立，掀開了中國(guó)鐵路建設(shè)的新篇章。從1950年開始，國(guó)家進(jìn)入三年經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇時(shí)期，全國(guó)鐵路復(fù)舊工程取得了巨大成就。1952年年底，全國(guó)鐵路運(yùn)營(yíng)里程增加到22876千米，復(fù)舊的同時(shí)新線的建設(shè)也在進(jìn)行。成昆鐵路被稱為人類在20世紀(jì)創(chuàng)造的三項(xiàng)最偉大的杰作之一。20世紀(jì)80年代國(guó)家改革開放政策，促使我國(guó)的鐵路建設(shè)引進(jìn)了大量的國(guó)外資金、設(shè)備和技術(shù)，從而提高了我國(guó)鐵路技術(shù)開發(fā)的起點(diǎn)，并大大提高了我國(guó)鐵路自我發(fā)展的能力。，使我國(guó)的鐵路建設(shè)開始由勞動(dòng)密集型逐漸向技術(shù)型轉(zhuǎn)變。從20世紀(jì)后期開始，世界發(fā)達(dá)國(guó)家不斷提高列車速度，鐵路在世界范圍內(nèi)又再

24、一次重新崛起。世界屋脊青藏鐵路被列為國(guó)家十五期間四大標(biāo)志性工程之一，名列西部大開發(fā)12項(xiàng)重點(diǎn)工程之首。6.4 高速軌道交通及其主要技術(shù)創(chuàng)新高速鐵路具有全天候、安全性好、運(yùn)能大、速度快、能耗低、污染輕、占地少等特點(diǎn)，是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的一項(xiàng)重要成就。高速鐵路也是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)物，速度高低是一個(gè)具有時(shí)代性的相對(duì)概念。日本是世界上最早發(fā)展高速鐵路的國(guó)家歐洲的高速鐵路技術(shù)主要以法國(guó)和德國(guó)為代表。2002年秦沈客運(yùn)專線的建成和京沈客運(yùn)道路的拉通是我國(guó)第一條實(shí)質(zhì)性的高速鐵路。2006年，我國(guó)西部第一條高速鐵路遂渝鐵路客運(yùn)專線正式開通。6.5 城市軌道交通工程1829年，巴黎引入較大的由馬驅(qū)動(dòng)的公共馬車，18

25、45年提出修建地下鐵道，1860年法國(guó)工程師想像出城市高架鐵路。城市軌道交通在其100多年的發(fā)展過程中，呈現(xiàn)出多元化的趨勢(shì)。如今已形成了一個(gè)包括地鐵、輕軌、獨(dú)軌以及磁懸浮列車等多種形式的交通系統(tǒng)。自從20世紀(jì)50年代起，我國(guó)就著手籌備地鐵建設(shè)，規(guī)劃了北京地鐵網(wǎng)絡(luò)。6.6 軌道交通的展望軌道交通工程總體上朝著高速化、多樣化、高效化、舒適性和節(jié)能性方面發(fā)展，高速化帶來(lái)的兩大問題是：需要高精度的施工生產(chǎn)技術(shù)；需要新的理論設(shè)計(jì)。第七章 港口工程7.1 概述港口是具有一定的水域和陸域面積及設(shè)備條件，供船舶安全進(jìn)行貨物或旅客的轉(zhuǎn)載作業(yè)和船舶修理、供應(yīng)燃料或其他物資等技術(shù)服務(wù)和生活服務(wù)的場(chǎng)所。7.2 港口發(fā)

26、展簡(jiǎn)史最原始的港口是天然港口，中國(guó)港口原型是河姆渡碼頭，國(guó)外?？诤秃＿\(yùn)的發(fā)展以地中海為最早。隨著商業(yè)和航運(yùn)業(yè)的發(fā)展，天然港口已不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，需建立人工港口。秦漢時(shí)代是我國(guó)航海事業(yè)的發(fā)展時(shí)期，唐朝中國(guó)的近海和遠(yuǎn)洋航行方面，均獨(dú)步于世界航海界領(lǐng)先地位。從17世紀(jì)中葉到20世紀(jì)中葉的300年間，是土木工程也是港口工程迅猛前進(jìn)的階段。在施工方面建造速度也加快了。第二次工業(yè)革命期間，美國(guó)憑借其廣大的地域和新興的技術(shù)迅猛崛起，1894年，美國(guó)的工業(yè)產(chǎn)值超過英國(guó)、德國(guó)成為世界第一，紐約港成為世界上最大的港口?，F(xiàn)代土木工程以社會(huì)生產(chǎn)力的現(xiàn)代發(fā)展為動(dòng)力，以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為背景，以現(xiàn)代工程材料為基礎(chǔ)，以現(xiàn)

27、代工藝與機(jī)具為手段高速的向前發(fā)展。在建筑材料方面，高強(qiáng)度的水泥在工程中普遍應(yīng)用，在理論研究方面，采用各種數(shù)學(xué)分析方法和建立大型、精密的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器等研究手段分不開的。從建國(guó)以來(lái)到現(xiàn)在，我國(guó)港口無(wú)論在數(shù)量上還是在速度上，都創(chuàng)造了奇跡。我國(guó)港口業(yè)的跨越式發(fā)展還可以從集裝箱運(yùn)輸發(fā)展來(lái)體現(xiàn)。7.3 港口工程建設(shè)港口由水域和陸域兩大部分組成。港口建設(shè)中要執(zhí)行如下基本準(zhǔn)則：符合國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要；統(tǒng)一規(guī)劃、遠(yuǎn)近結(jié)合、合理布置；節(jié)約用地；因地制宜、就地取材；注意環(huán)境保護(hù)；節(jié)能。港口最基本的屬性是運(yùn)輸屬性，同時(shí)港口還具有非運(yùn)輸屬性的不同功能，它可以按用途分類、按地理位置分、按國(guó)家政策分、按成因分、按港口水域

28、在寒冷季節(jié)是否凍結(jié)分類，按潮汐關(guān)系。潮差大小，是否修建船閘控制進(jìn)港分類。港口由水域和陸域兩大部分組成，港口水域是港界線以內(nèi)的水域面積，通常包括進(jìn)港巷道、錨坡地和港地。陸域是指港口供貨物裝卸、堆存、轉(zhuǎn)運(yùn)和旅客集散之用的陸地面積。港口的特征參數(shù)主要有港口水深、碼頭泊位數(shù)、碼頭線長(zhǎng)度、港口陸域高度。港口水工建筑物包括波堤、碼頭、護(hù)岸、修船和造船水工建筑物等。進(jìn)出口港船舶的導(dǎo)航設(shè)施和港區(qū)護(hù)岸也屬于港口水工建筑物的范圍。7.4 港口工程與人類生存的關(guān)系資源是人類生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，港口的建設(shè)和發(fā)展也必須合理有效地利用資源?，F(xiàn)代港口通常處于沿海沿江的陸地與海河之間生態(tài)系統(tǒng)中的特殊地帶，這些地帶往往容易受

29、到各種途徑的污染和過度的開發(fā)利用。與港口工程有關(guān)的突發(fā)性災(zāi)害有地震災(zāi)害、風(fēng)暴潮災(zāi)害等。為了減少在災(zāi)害發(fā)生時(shí)給人們帶來(lái)的生命和財(cái)產(chǎn)的損失，港口工程應(yīng)該有足夠的抗災(zāi)能力。7.5 港口工程的展望港口工程的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：基礎(chǔ)設(shè)施的深水化和大型化港口功能的多樣化；管理信息化。港口崛起正是中國(guó)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的一個(gè)縮影。第八章 土木工程的防災(zāi)減災(zāi)8.1 概述災(zāi)害大體上可分為自然災(zāi)害、人為災(zāi)害、以及人與自然共同作用而產(chǎn)生的災(zāi)害。對(duì)土木工程影響較大的災(zāi)害主要有：地震、臺(tái)風(fēng)、火災(zāi)、地質(zhì)災(zāi)害、爆炸、與恐怖襲擊引起的災(zāi)害。我國(guó)的防災(zāi)減災(zāi)戰(zhàn)略是“經(jīng)濟(jì)建設(shè)與防災(zāi)減災(zāi)一起抓”土木工程防災(zāi)減災(zāi)在國(guó)際上并未形成

30、一門獨(dú)立的學(xué)科，但國(guó)際上有很多防災(zāi)減災(zāi)的政府和非政府機(jī)構(gòu)。8.2 地震災(zāi)害及其工程防災(zāi)地震是自然災(zāi)害中發(fā)生最多、影響最大的一種。衡量地震本身大小及其對(duì)人類環(huán)境影響和危害的指標(biāo)是震級(jí)和烈度。地震災(zāi)害及其對(duì)工程結(jié)構(gòu)的影響主要表現(xiàn)在三個(gè)方面，即地表破壞、工程結(jié)構(gòu)物破壞和因地震而引起的各種次生災(zāi)害。地震工程學(xué)科是隨著人們對(duì)地震發(fā)生和造成工程破壞的認(rèn)識(shí)而逐漸發(fā)展起來(lái)的。地震工程主要涉及工程地震、工程抗震和綜合抗震防災(zāi)等三方面內(nèi)容，其核心是工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論。減輕地震災(zāi)害是一項(xiàng)宏大的系統(tǒng)工程，關(guān)系著社會(huì)的發(fā)展和人類的進(jìn)步，主要包括震前的抗震防災(zāi)、震時(shí)的應(yīng)急處理、震后的搶險(xiǎn)救災(zāi)和恢復(fù)重建。減輕地震災(zāi)害的工程措施主要有：結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防、結(jié)構(gòu)隔震、以及結(jié)構(gòu)效能減震和結(jié)構(gòu)振動(dòng)的主動(dòng)控制。減輕地震災(zāi)害的非工程設(shè)施包括對(duì)公民持續(xù)進(jìn)行防震減災(zāi)教育；加強(qiáng)國(guó)家、省市和地方及民間災(zāi)害緊急救援隊(duì)伍的組織和建設(shè)；發(fā)揮政府在城市防震減災(zāi)中的主導(dǎo)作用；注重研究由于地震災(zāi)害引起的與社會(huì)和人文科學(xué)有關(guān)的問題。8.3 風(fēng)災(zāi)及其工程防災(zāi)風(fēng)災(zāi)是全球最常見和最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，我國(guó)是世界上少數(shù)幾個(gè)受風(fēng)災(zāi)影響最嚴(yán)重的國(guó)家之一。風(fēng)災(zāi)會(huì)造成橋梁結(jié)構(gòu)風(fēng)毀、冷卻塔風(fēng)毀、房屋建筑破壞、大跨屋蓋破壞、高聳結(jié)構(gòu)破壞、其他結(jié)構(gòu)破壞。人們?yōu)榱擞行У仡A(yù)防和控制土木工程結(jié)構(gòu)風(fēng)災(zāi)害的發(fā)生，逐步形成了一門多領(lǐng)域交叉學(xué)科風(fēng)工程，風(fēng)工程涉及了大氣