探究土木工程的表現特點及未來發展方向

樸風哲 李國權

【摘要】土木工程的根本工作目的是不斷的提高生活的質量。所以我們不僅僅是一個工程技術人員，也是社會的建設者，積極的投身社會建設是我們應盡的責任。 土木工程發展至今，已成為不可缺少的存在形式，它的發展水平是社會生產水平的縮影，隨著人們需求的提高，土木工程需要也即將獲得更大力的發展。

【關鍵詞】土木工程；現代土木工程

一、現代土木工程發展趨勢的表現特點

適應各類工程建設高速發展的要求，人們需要建造大規模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密設備現代化的建筑物，既要求高質量和快速施工，又要求高經濟效益。這就向土木工程提出新的課題，并推動土木工程這門學科前進。它的發展趨向具體地表現在下述幾個方面。

1、 工程地質和地基方面。建設地區的工程地質和地基的構造及其在天然狀態下的應力情況和力學性能，不僅直接決定基礎的設計和施工，還常常關系到工程設施的選址、結構體系和建筑材料的選擇，對于地下工程影響就更大了。工程地質和地基的勘察技術，目前主要仍然是現場鉆探取樣，室內分析試驗，這是有一定局限性的。為適應現代化大型建筑的需要，急待利用現代科學技術來創造新的勘察方法。

2、工程規劃方面。以往的總體規劃常是憑借工程經驗提出若干方案，從中選優。由于土木工程設施的規模日益擴大，現在已有必要也有可能運用系統工程的理論和方法以提高規劃水平。特大的土木工程，例如高大水壩，會引起自然環境的改變，影響生態平衡和農業生產等，這類工程的社會效果是有利也有弊。在規劃中，對于趨利避害要作全面的考慮。

3、建筑材料方面。高強輕質的新材料不斷出現。比鋼輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強塑料（玻璃鋼）已開始應用。但是這些材料有些彈性模量偏低，有些價格過高，應用范圍受到限制，因而尚待作新的探索。另外，對提高鋼材和混凝土的強度和耐久性，雖已取得顯著成果，仍繼續進展。

4、工程施工方面。隨著土木工程規模的擴大和由此產生的施工工具、設備、機械向多品種、自動化、大型化發展，施工日益走向機械化和自動化。同時組織管理開始應用系統工程的理論和方法，日益走向科學化；有些工程設施的建設繼續趨向結構和構件標準化和生產工業化。這樣，不僅可以降低造價、縮短工期、提高勞動生產率，而且可以解決特殊條件下的施工作業問題，以建造過去難以施工的工程。

5、工程設計方面。人們努力使設計盡可能符合實際情況，達到適用、經濟、安全、美觀的目的。為此，已開始采用概率統計來分析確定荷載值和材料強度值，研究自然界的風力、地震波、海浪等作用在時間、空間上的分布與統計規律，積極發展反映材料非彈性、結構大變形、結構動態以及結構與巖土共同作用的分析，進一步研究和完善結構可靠度極限狀態設計法和結構優化設計等理論；同時發展運用電子計算機的高效能的計算和設計方法等。

二、土木工程在未來如何發展

1、指導理論的繼續發展。在可以預見的將來，土木工程工程技術理論的核心部分仍然是力學，新的分析方法和新的數值處理方法將是土木工程中力學的突破方向。在對復雜結構、流體介質等情況下的受力分析和近似上，現有的方法仍然具有很大的局限性。更加專門化的數學在將來也應該有很大的發展，用以處理土木工程技術中復雜的數值問題。更先進的電子計算機的應用，使得對復雜的情況的模擬更有把握，更接近于現實。力學也會突破宏觀框架，向微觀發展，控制論，虛擬現實等技術也在力學中加深影響。

另一方面，土木工程學科將向周圍繼續發散，與材料，環境，化學，電子信息，機械。 城市規劃，建筑等相關學科進一步的交叉，融合，互相支持，互相服務。土木工程內部的次級學科也同時會在現實需要的推動下產生出新的學科，如對城市地下空間的大規模利用就使得新的地下規劃學科有了產生和發展的必要。不同次級學科的理論也會相互滲透，比如現在就有一些大型體育場館采用了類似橋梁的懸索結構。

2、工程實現的變化。土木建筑的最終目的是建設出合乎設計要求的工程構造物，從設計到成果中間需要一個很長的工程實現的過程。這也是土木工程一個重要的組成部分。甚至可以說是土木工程最重要的方面，有了好的理論和設計，沒有好的工程實踐，一樣不會產生一個優秀的作品。

信息時代正在迎面走來，其他學科和其他方面的新觀點新技術，必然的也會影響到土木工程。并且為這一傳統學科注入新的活力。包括控制理論，施工技術，新材料，環境工程，經濟理論等等。

2.1全過程信息化。信息化的特點將更深的滲透到未來的土木工程中，重點不僅僅限于CAD方面，也包含對工程進度的管理、運行中數據資料的收集，分析，整理；對建筑物結構，強度，可靠性的分析和相應對策的決策等。這些也是主動控制和智能化實現的基礎。

全過程信息化對今后的土木建筑構造物的維護有很大的意義。比如可以使用植入的傳感器配合電子計算機實現對建筑全方位的實時的監控，及時掌握整個建筑物的狀態。我國現在正是基本建設的高潮，20～30年后，現在這些建筑物逐漸進入維護期。如果能在現在建造過程中就做好各種信息化準備工作，對今后維護也大有幫助。

三、土木工程未來發展趨勢

1、三S系統應用發展

三S系統由HS遙感技術、GIS地理信息技術系統與GPS全球定位技術系統構成，可實時、整體、動態的對地展開判別觀測、應用分析，因此在土木工程領域該系統發揮了顯著的優勢作用，同時具備廣闊的發展提升前景。數字化城市發展理念的提出正是基于這一三S系統發展而來，也就是說其綜合了遙感、GIS、遙測、多媒體、網絡與仿真虛擬技術對城市各項功能機制、基礎設施展開自動采集、發揮決策輔助作用并實施動態化管理監測，很明顯，當前數字化城市便是以該類數字化的處理信息技術、通信網絡技術作為發展背景的科學服務技術系統。

2、單機方式順序科學轉變至網絡協同控制與并行設計

就復雜大型的項目工程來說，其很有可能需要較多設計部門、眾多成員的共同參與，同時還需要良好的協同合作并提供在線咨詢服務，還可由不同地域分布的分支設計機構、設計人員、協作部門單位應用多樣化平臺軟硬件與設計方式在相應規定時段內良好完成。為有效解決該類復雜系統問題應良好的應用開發土木工程設計的協同并行技術。另外，智能化建筑工程與檢測結構亦是土木工程基于信息化發展背景的未來發展的趨勢。項目管理與電子數據同樣是土木工程實現信息化發展的趨勢，工程建設施工是當今土木工程應用計算機技術的重要領域，基于系統復雜工程在施工階段中由報價投標、預算到簽訂管理合同、評定分析質量直至竣工驗收各階段均需要進行大量數據信息的處理，整體施工單位控制與輔助管理均會被納入至輔助計算機施工技術體系中。當前土木工程領域信息技術的跨越式發展已經令國際承包商真正跨越了地域壁壘，實現了共享式、協同式、智能化的行業發展。

綜上所述，隨著信息化社會的飛速發展土木工程實現了質的飛躍，我們只有科學遵循其內涵特征、發展現狀把握工程建設未來發展趨勢動向、制定科學實踐發展策略，才能真正推進土木工程實現可持續的全面發展。

參考文獻

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