浅谈我对土木工程的认识
安全0902 毛伟1905090216 土木工程是利用伟大的自然资源为人类造福的艺术。

“土木工程”是建造各类工程设施的科学技术的统称。

它既指工程建设的对象,即建造在地上、地下、水中的各种工程设施，也指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等专业技术。

土木工程包括的内容非常广泛，像高楼大厦，商城，铁道公路，大桥，水库，工厂，矿井，机场等。

可以说人的“衣食住行，无不与土木工程有着直接或间接的联系。

土木工程涉及到很多的方方面面，象人文，经济，生态环境，资源乃至政治决策，其影响作用非同小可，正所谓“牵一发而动全身”，我们在动工前，一定要统筹全局，各方面兼顾。

例如长江三峡大坝修建将会影响长江鲟鱼回游产卵，而这种鱼种极为稀少，且只有中国长江才有。

对此，建坝时专门考虑了“鱼道”，来满足生态平衡的要求。

“材料，施工，理论”是土木工程的三要素。

正是这三要素的相互影响和促进，才有了土木工程的不断发展，而其中又以材料最为关键。

砖瓦的出现使得古代的土木工程发生了第一次飞跃；十九世纪中叶，钢材和钢筋混凝土在建筑营造中的应用则使近代的土木工程发生了革命性的变化，实现了第二次飞跃；至二十世纪中叶，预应力混凝土的发明和广泛使用则是土木工程的第三次飞跃，标志着现代土木工程的开始。

土木工程的主要结构有钢结构和混凝土结构。

钢结构是由钢筋构件制成的工程结构。

构件之间用焊接，螺栓或铆钉连接，钢结构内在的特性是由其原材料及加工过程决定的。

钢结构的特点有：1.强度高，重量轻。

与其它材料相比强度要高得多。

在同样的荷载条件下，钢结构构件截面小，自重轻，构件重量轻也利于运输和安装。

2.材质均匀，可靠性高。

钢结构在冶炼和轧制过程中，质量得到严格控制，材质波动范围很小。

钢材组织均匀，接近于各向同性，其实际工作性能与构件计算理论符合较好，所以其可靠性较高。

3.塑性韧性好。

建筑工程中钢结构所选用的钢材都是有很好的塑性，在拉力作用下，应力—应变曲线有明显的屈服点和一段屈服平台，然后进入强化阶段。

结构在一般工作条件下，不会因为超载而突然断裂。

钢筋混凝土结构的优点：1.可以就地取材2. 耐久性好 3. 耐火性好 4. 整体性强5. 可模性好。

在未来，传统材料将得到改观，一些全新的更加适合建筑的材料将问世，尤其是化学合成材料将推动建筑走向更高点。

土木工程各方面的应用很广泛，比如在道路桥梁方面，我们的身边，随时随刻都可以看到，城市与城市，城市与乡村，乡村与乡村之间及内部都是由道路连接在一起的。

近年来，我国公路建投资占GDP比重保持在3.1～3.2%,投资额年均增长17%。

公路建设方面呈以下特点: 全国有一半以上的省份高速公路里程
超过1000公里。

新增公路通车里程4.6万公里,总里程达到181万公里; 其中新增高速公路4600公里,高速公路通车里程近3万公里。

同江至三亚、北京至珠海、连云港至霍尔果斯、上海至成都四条国道主干线基本贯通,从而实现了“五纵七横”国道主干线系统第一阶段建设目标,即“两纵两横三个重要路段”的全部贯通。

土木工程也应用在隧道及地下方面，我国地下空间的开发和利用始于60年代。

1965年北京建设地下铁道。

一期工程自北京站至苹果园，24.17km，明挖法施工。

二期工程为环线，于老城墙下修建，16.1km，浅埋明挖法施工。

60年代上海修建打浦路水底公路隧道。

70年代，我国修建了大量地下人防工程，其中相当一部分目前已得到开发利用，改建为地下街、地下商场、地下工厂和贮藏库。

80年代上海建成延安东路水底公路隧道，全长2,261m，采用直径11.3m的超大型网格水力机械盾构掘进机施工。

同一时期，上海还建成电缆隧道及其它市政公用隧道等20余条，总长达30余km。

广州地铁、南京地铁等在此一时期进入设计与施工准备阶段，我国地下工程将进入蓬勃发展的时期。

现代地下工程发展迅速，各种典型工程著名浩瀚。

世界已有数百个城市修建了地下铁路。

一些工业发达国家，逐渐将地下商业街、地下停车场、地下铁道及地下管线等结为一体，成为多功能的地下综合体。

还有高层建筑，水利工程，桥梁工程等等。

中国的土木工程要走可持续发展之路我国的土木工程有自己的特殊性。

“中国是世界上人口最多的国家，一项大资源被13亿一除即变得微不足道，而一个小问题乘以13亿就成了大问题。

”刘西拉教授此语切实道出了我国的困难之所在。

我国的煤、石油、天然气、水、森林总量均居于世界前列，而人均占有量却全部低于世界平均水平。

人口、能源、教育、污染问题已经成为我国所面临的四大严酷问题。

走可持续发展迫在眉睫。

而土木工程，也必当立足长远，走出一条可持续发展之路。

发展高新技术，应用结构健康监测，实现可持续发展土木工程在实际使用过程中，会出现不同程度的损伤或性能退化，这将影响起承载能力和耐久性，甚至引发严重的工程事故，带来重大的人员伤亡和经济损失，产生严重的社会影响。

因此，从建筑建成的一刻起，就要做好健康监测、修复和加固的准备。

随着现代传感技术、计算机与通讯技术、信号分析与处理技术及结构动力分析理论的迅速发展，人们提出了结构健康监测的概念，给土木工程的发展带来革命性的变化。

结构健康监测系统通过在结构上安装各种传感器，自动、实时地测量结构的环境、荷载、响应等，对结构的健康状况进行评估，科学有效地提供结构养护管理的决策依据，确保结构安全运营，延长结构使用寿命。

近年来，大型土木工程特别是大跨度桥梁结构的健康监测技术成为国内外工程界和学术界关注的热点，通过科研和工程技术人员的努力取得了卓有成效的研究成果。

国内外近年新建的许多大型桥梁都安装了结构健康监测系统，如我国的上海徐浦大桥、江阴长江公路大桥、东海大桥、香港地区的青马大桥，韩国Seohae桥和
Y oungjong桥、美国Commodore Barry桥和加拿大Confedration桥等。

像这样，通过发展结构健康监测与安全预警，在第一时间发现建筑可能出现的问题，及时进行修复与加固，既避免了可能出现的建筑事故，也基本解决了建筑过快老化损坏，不得不拆去重修的尴尬局面，及由此造成的大量经济、资源、时间上的浪费，实现建筑使用的可持续发展。

合理利用自然资源，注重既有土木工程设施的再利用，实现可持续发展“可持续发展是在不牺牲后代并满足其需要能力的条件下，满足当前的需要”。

合理利用自然资源，则要在土木工程的建设、使用和维护过程中，土木工程师主动做到节能节地，并最大限度地发挥既有土木工程设施的作用。

比如，我们可以充分利用建筑绿化，在夏季有效降低灰砖墙表面温度，从而减少空调的使用量；可以使用节能保温型的多孔砖或复合墙体作为墙体材料，达到冬季保温隔热的作用；还可以太阳能、地下热能等新能源，减少不可再生资源用量的减少。

另外，对既有建筑的再利用也是可持续发展的重要手段之一。

这方面，上海已经取得不少成功的经验：大量不用的厂房，很多已经转变为展览厅、办公楼、艺术家工作室等。

这样的改造再利用，既符合现代使用的要求，又节约了能源，避免了浪费，不失为一种有效的办法。

开发利用再生资源和绿色资源，实现可持续发展世界上每年拆除的废旧混凝土，工程建设产生的废旧混凝土等均会产生巨量的建筑垃圾。

我国每年的施工建设产生的建筑垃圾达4000万吨，产生的废混凝土就有1360万吨，清运处理工作量大，环境污染严重。

此外，我国是20年来世界水泥生产的第一大国，而这本身是一项高耗资源、高耗能、污染环境的行业。

与其他材料相比，钢材和再生
土木工程的未来也将是光明的，但同时也面临着挑战。

在新世纪里土木工程有更为广泛的发展空间，比定向荒漠，海洋，以及太空发展。

另外材料也必坚涌现出更多高强多功能化以满足人们更多的需求。

除此之外，以近尖端技术尤其是计算机技术也是大势所趋，我们将用次对工程进行预算分析设计，这件省下更多的人力物力，而且更加精确，更加合算。

但同时不容乐观的是环境的不断恶化，人口的居高猛增资源的紧缺，这同样阻碍着人类工程的发展，这就要求我们在更多方面进行可持续发展的思想战略，时刻保持清新的理智的头脑，慎重地权衡工程施建的利与弊，多快好省地进行国民建设。

木工程是人类改造自然的最为直接的一种手段，从古代人们用斧头泥铲石斧工作，到近代转为科学的经典力学的合理建筑，再到现代的现代化的建筑手段，这其中包含了人类一代代的经验积累，及勇于开拓创新的精神，敢于向自然挑战的壮志胸心。

一些不朽的建筑成为人类征服自然的象征，从埃及金字塔，中国的万里长城到法国的埃菲尔铁塔，再到有452m之高的石油双塔大厦`````无不显示出人类智慧的结晶，也显示了人类对美的孜孜不倦的追求。

以及精益求精的态度。

每一门学科都有它自己的特点，都有它看似简单的地方，也有它不易被看到的深奥之处，土木工程也是如此。

这次土木工程概论先训科给我印象最深刻的就是老师播放的跨海大桥建设的动画演示，难以想象一座气势恢弘的大桥居然是这样一步步建成的。

我想这就是土木工程这门学科的魅力所在吧。