土木工程的发展现状与发展趋势初探

　　摘 要］随着高考成绩的公布，我们高中生进入考大学的下一个阶段——填报志愿。填报志愿对于我们高中生来说非常重要，这关系到我们今后人生道路的发展。如果志愿填报不理想，我们大学毕业之后的就业情况就会受到影响。因此在进行志愿填报之前，我们高中生就需要对大学相关专业进行相应的了解和探讨。本文主要对土木工程这一专业的发展现状与发展趋势进行了初探，希望这种方式，能为即将步入大学的同学们提供参考依据。

　　［关键词］土木工程；发展现状；发展趋势

　　引言

　　土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。土木工程既指建设的对象，即建造在地上，地下，水中的工程设施，也指应用的材料设备和进行的勘测，设计施工，保养，维修等专业技术。土木工程的英文是Civil Engineering，历史上土木工程、机械工程、电气工程、化工工程都属于Civil Engineering。后来，随着工程科学技术的发展，机械、电气、化工都已逐渐形成独立的科学，Civil Engineering就成为土木工程的专门名词。至今，在英语中，Civil Engineering还包括水利工程、港口工程；而在我国，水利工程和港口工程也成为与土木工程十分密切的相对独立分支。土木工程为国民经济的发展和人民生活的改善提供了重要的物质技术基础，在国民经济中占有举足轻重的地位。土木工程的发展水平能够充分体现国民经济的综合实力，反映一个国家的现代化水平，而人们的生活也离不开土木工程。

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　　近年来，我国经济实力的发展举世瞩目，科技水平飞速提升，土木工程得到了长足的发展，土木工程专业也成为了大学阶段的一个热门专业，是值得我们高中生探究的一门重要学科。

　　1 土木工程的发展现状

　　1.1 土木工程发展的历程

　　土木工程的发展大致可以划分为古代、近代和现代三个阶段。古代土木工程的时间跨度很大，大致从人类文明萌芽开始一直到17世纪中叶。古代土木工程主要使用天然材料以及简单的混合材料，施工工具也很简单，，缺乏设计理论指导，主要依靠实际生产经验。尽管如此，古代土木工程还是留下了诸如万里长城、都江堰、赵州桥、金字塔等伟大的工程，是人类灿烂古代文明的象征。

　　近代土木工程的时间跨度一般认为是从17世纪中叶到第二次世界大战前后。这个时期数学、力学等学科发展迅速，土木工程结构设计有了比较系统的理论；随着混凝土和钢筋的推广使用，土木工程师可以建造更为复杂的工程设施；新的施工机械和施工技术为快速高效地建造土木工程提供了有力的手段。

　　第二次世界大战之后，现代科学技术突飞猛进，社会生产力出现新的飞跃，土木工程也进入了一个新时代。

　　1.2 现代土木工程特点

　　1.2.1 现代城市立体化

　　随着经济的发展，人口的增长，城市土地紧张，交通拥挤，这就迫使房屋建筑和道路交通向高空高空和地下发展。高层建筑成了现代化城市的象征。随着城市规模的不断扩张以及车辆的普及、进入家庭的速度不断加快，城市交通拥堵给人们正常出行带来了极大的不变，大力发展轨道交通是解决城市交通最好的出路，城市轨道交通发展的前景宏达广阔。

　　1.2.2 现代交通高速化

　　高速公路在第二次世界大战之后开始在世界各地大规模修建，高速公路的里程数已经成为衡量一个国家现代化程度的标志之一。2017年底，中国的高速公路总里程达到13.65万公里，居于世界第一。高速铁路在国内发展迅猛，中国目前拥有世界上最大规模的高速铁路网，始建于2004年，至2017年底，通车里程达到2.5万公路，预计到2020年，中国高速铁路总里程将达到3万公里。

　　1.2.3 现代材料轻质高强化

　　现代土木工程使用的材料主要有混凝土、钢材钢筋和钢绞线等，这些材料都进一步轻质化和高强化。高强度等级水泥在工程中普遍应用，近年来轻骨料混凝土和加气混凝土也在高层建筑上得到应用，超高强度混凝土（UHPC）也开始广泛应用于大跨度桥梁结构。而大跨、高层、结构复杂的工程也会促进混凝土进一步轻质话、高强化。高强钢丝、钢绞线和粗钢筋的大量生产，是预应力混凝土结构在桥梁、房屋等工程中得到推广。高强钢材和高强混凝土的结合使得预应力结构得到进一步发展。随着现代科学技术的进步，各种新材料不断涌现，传统材料不断改进，土木工程成为新材料、新技术的复合载体，发展潜力巨大，充分体现了技术与创新在土木工程发展过程中的重要性。同学们要在大学阶段学好土木工程这一重要学科，就需要对相关技术和材料进行深入的学习研究。

　　1.2.4 现代施工过程工业化

　　大规模的现代化建设使得现代土木工程的建筑标准化达到了很高的程度，工业化的生产方式得到了推广，这样就可以在工厂中生产房屋、桥梁的各种构件，再到现场拼装，实现“搭积木”式的快速施工，不但效率高，还能大大提高施工的质量。同时，许多大型的钢制模板、大型吊装设备、混凝土搅拌泵送设备等现代化的施工设备使得现场机械化施工工艺发展迅速，是传统的现场灌注混凝土的方法获得新生命，也是许多复杂工程成为可能。

　　1.2.5 现代理论研究精密化

　　现代科学的新理论与方法，随着计算机的普及渗透进了土木工程领域。如结构动力学已发展完备，反应谱法和时程分析法在工程抗震中发挥了很大的作用。在结构设计计算中，在计算机的帮助下，高次超静定的分析成为可能，静态线性的分析已经被动态非线性的分析取代。

　　大跨度建筑的形式不断涌现，大跨建筑的设计也是理论水平的发展标志。

　　2 土木工程的发展趋势

　　地球上人口越来越多，但可以利用的土地和资源是有限的，因此充分利用空间和合理利用资源是发展的大趋势。

　　2.1 多方位空间利用的发展趋势

　　2.1.1 向高空延伸

　　现在最高的人工建筑物为828米的摩天大楼哈利法塔，很多国家也在拟建更高的超高级摩天建筑。

　　2.1.2 向地下发展

　　建造地下建筑具有改善城市拥挤、节能和减少噪声污染等优点。日本已经在大规模开发利用浅层地下空间，50至100米的深层地下空间的开发利用问题的研究也于80年代末展开。我国城市地下空间的开发尚处于初步阶段，主要的大城市已有大规模的地铁建设。

　　2.1.3 向海洋拓展

　　近年来，中国在上海等沿海城市进行围垦、拓岸等工程取得成功，在南海岛屿上进行吹砂填海作业，进行基础建设，大大改善了岛上的生活条件。

　　2.1.4 向沙漠进军

　　全世界陆地有三分之一为沙漠，改造沙漠首先必须有水，然后才能绿化和改造沙土。中国沙漠输水工程试验成功，第一条长途沙漠输水工程顺利地将黄河水引入沙漠。中国首条沙漠高速公路——榆靖高速已于2003年建成通车，路线全长134.174公里，大部分路段穿越毛乌素沙漠。

　　2.2 高性能材料的发展趋势

　　钢材作为土木工程在开展工程建设过程中的重要建筑材料，当前随着我国技术水平的持续提升，其性能将逐渐朝着高强、具有良好的塑性、韧性和可焊性的方向不断发展。而在这其中，屈服点在700N/mm2以上的钢材在当前的发展过程中具有着显著的优势，并且被日本、美国、俄罗斯等国家作为规范标准运用到了建筑工程之中，在整个高性能材料之中拥有着显著的发展优势。而作为高性能材料中的重要形式，高性能混凝土及其他复合材料在当前技术发展的过程中，为了确保这些材料在使用过程中的质量，国家也对这些进行了质量方面的提升，促使其向着轻质、高强、良好的韧性和工作性方面进行了发展。

　　2.3 土木工程与自然环境的协调发展

　　当前我国在不断的发展过程中，由于受相关问题的影响，环境问题特别是气候变异方面的问题日益严重。如果不采取有效的措施进行这方面问题的解决，就会导致环境问题的愈发加剧，对于我国的发展将会产生严重的阻碍。而这其中，城市综合症、海水上升、水污染、沙漠化等问题不仅是人们需要关注的问题，同时也是土木工程在开展工程建设过程中需要进行解决的问题，较大工程建成后对环境的影响乃至建设过程中的振动、噪声等都将成为土木工程师必须考虑的问题[2]。因此为了避免以后环境问题的日益严重，土木工程在今后的发展过程中需要对环境方面的问题提高重视程度，以促进土木工程今后道路上的持续发展。

　　3 结语

　　综上所述，随着当前我国经济水平的显著提升，我国对于开展土木工程建设方面的工作有了越来越高的重视，并且在不断的发展过程中促进了土木工程的持续发展，不仅将新型的建筑材料运用到了工程建设过程中，同时还将预应力技术进行了合理的运用。而随着土木工程在今后道路上的发展，高性能材料和环境工程的发展对于土木工程的发展带来了极大的推动作用。因此高中同学们要想在以后学习土木工程专业的过程中对于这一专业拥有足够的了解，就需要深入其中对其进行分析和研究，以打好基础。

　　参考文献

　　[1]温大宁.浅谈土木工程的现状与未来发展趋势[J].门窗，2014，7（1）：356-357.

　　[2]郭矗.土木工程的发展现状和未来趋势[J].科技与企业，2014，6（15）：283

　　叶子涵

《土木工程的发展现状与发展趋势初探》

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