淺談土木工程的現(xiàn)狀與未來(lái)的發(fā)展

【摘要】目前土木工程的實(shí)踐和研究已經(jīng)取得了顯著的成就，在結(jié)構(gòu)力學(xué)分析和工業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論和方法以及結(jié)構(gòu)的施工工藝等方面，都取得了非常大的突破，達(dá)到了世界先進(jìn)水平。本文將對(duì)土木工程的現(xiàn)狀及其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，旨在促進(jìn)我國(guó)土木工程行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展和完善，從而能更好地服務(wù)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)。

【關(guān)鍵詞】土木工程；現(xiàn)狀；未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

土木工程是指所應(yīng)用的建筑材料、相關(guān)的設(shè)備和所進(jìn)行的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、保養(yǎng)維修等技術(shù)活動(dòng)，也指工程建設(shè)的對(duì)象主要包括了建造在地上或地下、陸上或水中，直接或間接為人類生活、生產(chǎn)、科研等服務(wù)的各種工程設(shè)施。例如房屋、道路、鐵路、堤壩、管道、海洋平臺(tái)、給水排水以及防護(hù)工程等。土木工程作為一個(gè)國(guó)家建設(shè)的重要方面在人們的日常生活中有著舉足輕重的地位；另外，土木工程作為一個(gè)古老行業(yè)，真實(shí)的反應(yīng)了各個(gè)時(shí)期的科技、經(jīng)濟(jì)及社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r，體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平，例如長(zhǎng)城、趙州橋、長(zhǎng)江大橋、水立方、鳥(niǎo)巢、上海世博會(huì)中國(guó)館等。不僅僅彰顯的是大國(guó)風(fēng)范和土木工程技術(shù)的成就，而且作為一種建筑藝術(shù)美展示大。現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展要求人們不斷從天空、地下和海洋開(kāi)拓人類生存空間， 土木工程功能化、城市立交化、交通高速化， 以及改善綜合居住環(huán)境已成為現(xiàn)代土木工程建設(shè)的特點(diǎn)。土木工程在改革開(kāi)放的刺激下迅猛發(fā)展，取得了不少成就，下面將介紹一下土木工程的現(xiàn)狀并對(duì)未來(lái)的發(fā)展前景進(jìn)行展望。

第一、土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀

1.土木工程材料的發(fā)展

眾所周知，土木工程的所用的材料要可以分為天然材料、磚瓦材料、鋼鐵材料以及混凝土材料等，早期人們的土木工程的研究?jī)H僅局限于泥土、木材以及石料等天然材料。18～19世紀(jì)，在長(zhǎng)達(dá)兩千多年時(shí)間里，磚和瓦一直是土木工程的重要建筑材料。直到17世紀(jì)70年代生鐵應(yīng)用、以及隨后熟鐵應(yīng)用于建造橋梁和房屋，形成了土木工程發(fā)展的第二次飛躍。19世紀(jì)中葉以后，出現(xiàn)了鋼筋混凝土這種新型的復(fù)合建筑材料，其中鋼筋承擔(dān)拉力，混凝土承擔(dān)壓力，發(fā)揮了各自的優(yōu)點(diǎn)。20世紀(jì)初以來(lái)，鋼筋混凝土廣泛應(yīng)用于土木工程的各個(gè)領(lǐng)域。從30年代開(kāi)始，出現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力混凝土。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能、剛度和承載能力，大大高于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，因而用途更為廣闊。

2.土木工程的技術(shù)發(fā)展

不僅僅是工程建材發(fā)生了巨大的變化，在土木工程技術(shù)方面也發(fā)生了日新月異的變化。土木工程的研究方法和研究技術(shù)經(jīng)過(guò)不斷創(chuàng)新，從而能夠使得在土木工程中適應(yīng)時(shí)代要求。例如土木工程力學(xué)的研究中，19 世紀(jì)，為適應(yīng)當(dāng)時(shí)土木工程建筑、機(jī)械制造和交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，主要是材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)和流體力學(xué)得到了發(fā)展和完善；20 世紀(jì)前期建立理論體系的塑性力學(xué)和粘彈性力學(xué)促進(jìn)了土木工程的技術(shù)創(chuàng)新，同時(shí)建立和開(kāi)辟了彈性動(dòng)力學(xué)、塑性動(dòng)力學(xué)等新的領(lǐng)域。隨后的空氣動(dòng)力學(xué)則推動(dòng)流體力學(xué)在航空、航天事業(yè)下的發(fā)展。目前，信息技術(shù)的發(fā)展將推動(dòng)軟件、嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)在土木工程中的廣泛應(yīng)用， 從而改變土木工程的工作方式和思維方式。信息技術(shù)在土木工程的應(yīng)用將大大提高工作效率。

3.土木工程的現(xiàn)狀

改革開(kāi)放30年來(lái)我國(guó)的土木工程建設(shè)取得了非凡的成就。就高層建筑而言，我國(guó)大陸目前高層建筑的數(shù)量已經(jīng)超過(guò)20000幢，而超過(guò)100m的高層也已經(jīng)超過(guò)1000幢。例如：上海環(huán)球金融中心高492米，還有就是正在建設(shè)的上海中心大廈，它的主體建筑結(jié)構(gòu)高度為580米，建成后將成為中國(guó)最高的摩天大樓。世界上，超過(guò)400米的14座超高層建筑中有8座在中國(guó)大陸，這個(gè)數(shù)量足以讓世人驚嘆。鐵路方面，截至2013年底，伴隨深夏高鐵、西寶高鐵、柳南客專、廣西沿海鐵路等多條鐵路同時(shí)開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，中國(guó)鐵路營(yíng)運(yùn)里程一天新增約2000公里，突破10萬(wàn)公里大關(guān)。其中，高速鐵路營(yíng)業(yè)里程突破1萬(wàn)公里。還有就是2006年建成的青藏鐵路， 東起青海格爾木， 西至西藏拉薩，全長(zhǎng) 1 11 8 k m ， 其中多年凍土地段約 600 k m， 海拔高于 4 000 m 的地段 96 0多 k m， 將成為世界上海拔最高和最長(zhǎng)的高原鐵路， 是西部大開(kāi)發(fā)的又一項(xiàng)標(biāo)志性工程。水利工程方面，我國(guó)在50年間全國(guó)興建大中小水庫(kù)8萬(wàn)多座，這不僅僅防洪抗旱，改善環(huán)境也給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了便利。還建成了舉世矚目的三峽大壩工程。在公路建設(shè)中我國(guó)近些年的公路發(fā)展迅速，四通八達(dá)的公路不僅僅帶來(lái)了生活的便捷更促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

第二、土木工程前景展望

全球性的人口增長(zhǎng)并向城市遷移的進(jìn)程使可持續(xù)發(fā)展理念被廣泛接受。能源、潔凈水、清潔空氣、廢物安全處理以及交通方面的需求將進(jìn)一步推動(dòng)環(huán)境保護(hù)及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。所以，土木工程向著更高、更廣、更深的方向發(fā)展必將成為未來(lái)的一種潮流。

1.土木工程的高空開(kāi)發(fā)

將來(lái)，人口增長(zhǎng)膨脹，城市規(guī)模擴(kuò)大，未來(lái)的城市將會(huì)面臨著一個(gè)嚴(yán)峻的問(wèn)題：土地資源緊張。進(jìn)而導(dǎo)致的生存空間擁擠、交通擁堵、環(huán)境惡化等一系列問(wèn)題。因此我國(guó)的土木建設(shè)將向高空發(fā)展，以開(kāi)拓更多的活動(dòng)空間。高層建筑的開(kāi)發(fā)與利用是現(xiàn)代城市發(fā)展的必然。例如：目前世界上人工最高的建筑是哈利法塔，其高度為828 m，作為世界上最高的人工建筑，其承載能力是十分巨大的。這種高層建筑可以集工作、休閑、娛樂(lè)、商業(yè)、購(gòu)物等一系列功能于一體，這就大大節(jié)約了土地資源。

2.地下空間的開(kāi)發(fā)

土木工程不僅僅可以將建筑想高空發(fā)展還可以向地下空間開(kāi)拓。隨著地下基坑深度越來(lái)越大，能充分利用的空間就越來(lái)越多，這樣可以使得土地使用費(fèi)用降低。所以地下空間的開(kāi)發(fā)有很大吸引力。例如：世界上最大的地下街是日本東京八重洲地下街，共3層， 建筑面積 70 k m2，最大的地下娛樂(lè)中心是蘇格蘭 Varissu 市地下娛樂(lè)中心， 戰(zhàn)時(shí)可掩蔽 1 . 1 萬(wàn)人。

3.海洋空間的開(kāi)發(fā)

當(dāng)土地資源逐漸枯竭的時(shí)候，覆蓋地球達(dá)到70%的海洋空間漸漸引起人們的重視。圍海造田，不斷開(kāi)墾出大片土地來(lái)滿足人們的需求。例如韓國(guó)的“新萬(wàn)金”項(xiàng)目，是目前世界上最大的圍海造田工程，位于韓國(guó)西海岸全羅北道境內(nèi)，大約可以開(kāi)辟出首爾的面積的三分之二即33.9公里！它在2010年建成后成為世界最大防潮大堤內(nèi)，圍墾出283平方公里土地。雖然海洋比陸地情況比較復(fù)雜，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在土木工程方面人類已經(jīng)在海洋中取得了一些可喜的成就，所以海洋空間的開(kāi)發(fā)前景廣闊。

4.沙漠的開(kāi)發(fā)

每年約有600多萬(wàn)公頃的耕地被侵蝕，可以被人類使用的土地空間進(jìn)一步被擠壓，所以如果能將沙漠資源和海水資源結(jié)合起來(lái)，將海水灌溉沙漠創(chuàng)造綠洲將是非常好的想法。雖然現(xiàn)在技術(shù)手段仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)，但隨著時(shí)代的進(jìn)步，相信人類一定能夠克服困難，最終將西亞和非洲的沙漠改造成綠洲。這需要土木工程來(lái)進(jìn)行勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工，最終完成這一宏偉藍(lán)圖。

結(jié)束語(yǔ)：目前，我國(guó)在土木工程中一些領(lǐng)域已經(jīng)處于世界的領(lǐng)先地位了，但在土木工程的設(shè)計(jì)、施工和理論研究方面的總體水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定的差距。展望未來(lái)，不僅要在技術(shù)方面加強(qiáng)，更要在觀念方面提高，利用新型的技術(shù)和材料進(jìn)行建設(shè)，更要加強(qiáng)理論和實(shí)踐的結(jié)合，在不斷發(fā)展的理論的同時(shí)，也要重視實(shí)踐。只有將先進(jìn)的理論與實(shí)踐技術(shù)相結(jié)合，才能實(shí)現(xiàn)土木工程的更大突破，爭(zhēng)取邁入一個(gè)嶄新的臺(tái)階。

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