淺析土木工程現狀與發展趨勢

摘 要：土木工程兼具科學和應用技術的特征，是人類文明的物質基礎，是關系到國計民生的重要工程。提高人們的生活質量和生活水平，是土木工程的工作目的，同時也是每一位工程技術人員努力的方向，也是應盡的義務和責任。土木工程發展到今天，為人類的發展做出了巨大的貢獻，反映了社會生產的水平。隨著經濟的繁榮與發展，需要土木工程進一步創新與發展，以適應不斷提升的生產力和人們日益提高的物質文化需求。

關鍵詞：土木工程；現代土木工程；特點

1 現代土木工程的特點

1.1 建筑材料方面

目前，玻璃纖維增強塑料、鎂合金以及鋁合金等比鋼輕的材料獲得較為廣泛的應用，建筑材料不斷向著高強度、輕質方向發展。然而目前采用這些材料存在著一些缺點，如價格偏高、彈性模量偏低等，致使材料的應用范圍受限，還需進一步研究。在提高混凝土和鋼材的耐久性和強度方面，已經取得一定研究成果，但是仍然還有很大的發展空間。

1.2 工程地質和地基方面

基礎的設計和施工，在很大程度上受到施工地區的地基構造以及工程地質條件的影響，還與其在天然狀態下的力學性能和應力情況有關。此外建筑材料的選擇、結構體系和工程設施的選址，都受到工程地基和地質條件的影響，尤其是對于地下工程，其影響是非常巨大的。目前，所采用的地基和地質勘查技術，存在一定的局限性，以室內分析試驗，現場鉆探取樣為主，因此急需創新勘察方法，積極運用現代科學技術，以滿足現代化建設的需求。

1.3 工程規劃方面

根據工程經驗來制定工程規劃的總體方案，并且從中選取優秀方案，這是以往土木工程規劃中所采用的主要形式。然而隨著土木工程建設規模的擴大，急需提高規劃設計水平，并利用系統工程的理論和方法來完成規劃，目前這一設想已經成為現實。土木工程的規模如果過大，必然會導致自然環境發生改變，這些改變有些是有利的，有些是有害的，對農業生產和生態平衡將造成影響，因此在進行土木工程規劃時，必須綜合考慮到這些影響因素。

1.4 工程設計方面

工程設計的目的是追求經濟性、適用性、安全性和美觀性，通過人的努力和創新思維，可以使設計更加地符合實際情況。目前，對于材料輕度值和載荷值的研究和分析，主要利用的是概率統計的方法。而對于結構與巖土共同作用、結構動態、結構大變形、材料非彈性等的研究，則需要分析海浪、地震波以及風力等作用的分布和統計規律，并體現在時間和空間兩個維度。結構優化設計、結構可靠度極限狀態設計法也同樣是研究的主要內容，這其中也不乏利用計算機的高效設計和計算方法。

1.5 工程施工方面

自動化和機械化是現代化施工的主要特征，施工所采用的機械、設備和施工工具日益向著大型化、自動化和多品種方向發展，土木工程的規模逐漸擴大。在施工的組織管理方面，逐漸向著科學化的方向發展，現代化的管理理論和方法，如系統工程的方法，已經逐漸應用到土木工程的施工中。生產的工業化和結構、構件的標準化，由此而帶來的是生產效率的提高，工期的縮短，施工成本降低。尤其是對于過于難以施工的工程，在現代化的施工條件下，也已成為可能。

2 未來土木工程的發展

2.1 指導理論的繼續發展

不難預見的是，力學仍然是未來土木工程技術和理論和核心部分，而力學的突破方向則是以新的數值處理方法和新的分析方法為主。目前來看，現有的方法還是存在一定的局限性的，尤其是對流體介質、復雜結構等情況下的近似和受力分析上。在土木工程技術中，會涉及到很多的復雜數值問題，因此必然要求專門化數學的進一步發展。對復雜情況的模擬有賴于電子計算機技術的應用，使之更接近于現實。虛擬現實、控制論等技術必然在力學中加深影響，從宏觀向著微觀發展。

與其他學科的進一步融合和交叉，是土木工程學科未來的發展方向，同建筑、化學、城市規劃、環境等學科共同發展、相互扶持，向周邊學科發展。同時，在現實需要的推動和促進下，土木工程內部的次級學科會產生出新的學科，不同的次級學科之間彼此互相滲透，相互融合。

2.2 工程實現的變化

人們所建設的工程構造物，必須能夠符合設計的要求，滿足使用的需要，這是土木工程建筑的根本目標，需要一個比較漫長的工程實現的過程，從而實現從設計到成果的轉化。這是土木工程建設的主要環節和重要內容。優秀的作品，除了要有良好的理論和設計，好的工程實踐更是其中的關鍵。土木工程學是一個傳統的學科，在信息時代的沖擊和影響下，其他學科的新技術和新觀點，對其帶來的影響必將是深遠而巨大的，為其注入了新的活力。

2.3 全過程信息化

在未來的土木工程發展中，信息化將成為其發展的主題，并不斷滲透其中，除了在目前廣為應用的CAD技術，在收集、整理和分析工程運行數據資料、工程進度管理資料方面，也將發揮重要的作用。智能化和主動控制的實現，有賴于全過程信息化的參與。目前，我國的土木工程建設的數量和規模都逐漸加大，在若干年后，這些建筑物將進入維護期，因此對于這些建筑物的各種信息的掌握就變得尤為重要，全過程信息化使土木工程建筑物的維護變得更加簡單和高效。專家系統技術同樣需要信息化作為支撐和基礎。程序具有智能的關鍵，在于對其輸入相關領域的高質量的信息。

3 土木工程未來發展趨勢

3.1 三S系統應用發展

三S系統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。

3.2 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。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。

4 結束語

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。

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