论现代土木工程特点与发展

南阳理工学院成人教育学院

本科毕业设计（论文）

浅谈现代土木工程的特点与发展

专 业： 土木工程

学 生 姓 名： 赵宏亮

指 导 教 师（职称）： 任 波（工程师）

完 成 日 期： 2017年3月22日

毕业论文（设计）选题表

毕业 论文(设计) 任务书

函授教学辅导站： 济源世纪教育培训中心 年级： 2015级 层次： 本科

学生姓名： 赵宏亮 专 业： 土木工程 指导教师： 任 波 工作单位： 济源市公路局

设计(论文) 题目: 浅谈现代土木工程的特点与发展

设计（论文）主要内容：

1. 现代土木工程的发展特点分析

2. 施现代土木工程的维护措施

3. 土木工程的发展现状。

4. 工程实现的变化

要求完成的主要任务:

1. 熟悉相关规范，具有调查研究、收集资料能力；一定的论证能力；一定

的理论分析能力并注意进一步培养应用计算机的能力。

2. 应在教师指导下按时独立完成所规定的内容和工作量。

指导教师签名： 函授教学辅导站负责人签名： 函授教学辅导站盖章 年 月 日

浅谈现代土木工程的特点与发展

土木工程专业 赵宏亮

[摘 要] 土木工程的存在已历史久远，它是人类智慧的结晶。随着时代的发展，现代土木工程管理工作已不同于往昔，具有了新的特点，在不断发展的过程中，有了更多的重大成果。随着现代社会经济的不断发展，科学技术生产力对土木工程的影响力越来越强，促进了现代土木工程的多元化发展，因此对土木工程的专业人才也提出了更高的要求。首先我们就现代土木工程的发展特点进行简要的分析。

[关键词]：土木工程；发展；特点

目 录

1 现代土木工程的发展特点分析...................................

1.1 现代土木工程的发展.......................................

1.1.1 土木工程理论发展. .................. ..................

1.1.2 土木工程设计发展................... ..................

1.1.3 土木工程施工发展................... ..................

1.1.4 早期土木工程................... ......................

1.1.5 现代土木工程................... ......................

1.1.6现代土木工程的发展特点................... ............

1.2 现代土木工程的特点................... ....................

1.2.1 工程地质和地基构造................... ................

1.3 工程规划方面................... ..........................

1.4 工程设计方面................... ..........................

1.5 工程施工方面................... .......................... 2 施现代土木工程的维护措施................... ....................

2.1 防震抗风减灾................... ..........................

2.2 预应力混凝土材料及技术................... ................

2.3 岩土锚固技术的应用................... .................... 3 土木工程的发展现状................... .......................

3.1我国土木工程的发展................... ....................

3.2 我国土木工程的发展成果................... ................ 4未来土木工程的发展................... ........................

4.1 指导理论的继续发展................... ....................

4.2 土木工程未来的发展趋势................... ................

4.2.1 建筑类型多种多样................... ..................

4.2.2 道路交通快速化................... ....................

4.2.3 城市建设立体化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．......

4.2.4 高性能材料的广泛应用................... ..............

4.3 工程实现的变化．................... ......................

4.3.1 高性能材料的发展................... ..................

4.3.2 环境工程................... ..........................

4.3.3 空间站、海底建筑、地下建筑..........................

4.3.4 建筑工业化................... .......................

4.3.5 结构形式................... .........................

4.3.6新能源和能源多极化......... .........................

4.3.7 全过程信息化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

4.3.8 可持续发展和人性化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

结束语．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

1 现代土木工程的发展特点分析

1.1 现代土木工程的发展 土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌，因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。产业革命以后，特别是到了20世纪，一方面社会向土木工程提出了新的需求；另一方面，社会各个领域为土木工程的前进创造了良好的条件。因而这个时期的土木工程得到突飞猛进的发展。在世界各地出现了现代化规模宏大的工业厂房、摩天大厦，核电站、高速公路和铁路、大跨桥梁、大直径运输管道长隧道、大运河、大堤坝、大飞机场、大海港以及海洋工程等等。现代土木工程不断地为人类社会创造崭新的物质环境，成为人类社会现代文明的重要组成部分。

1.1.1 土木工程理论发展

土木工程发展由两方面组成，分为土木工程理论与设计，理论是土木工程的基础，设计是通过实际证明理论的过程，只有成熟的理论作为基础，才能使土木工程设计真正的得到进步。土木工程理论由力学、计算机、统计学等多种学科组成，必须通过多个学科的综合知识体系，确保土木工程理论的可靠性。近年来计算机技术不断成熟，土木工程也进行了飞越式的提升，根据道路、桥梁、建筑等土木工程，分别开发了多种模拟施工计算软件，这些软件为土木工程设计的突破带来了很大支持。信息化进行不断加速，而土木工程的相关资料与技术可以快速传播与交流，我国土木工程通过网络吸收每个国家优势的理论与技术，并且在网络上交流先进的土木工程理论。

1.1.2 土木工程设计发展

土木工程设计摆脱了传统设计的缺陷，全面分析了土木工程的环境、经济、安全等因素。新型材料、结构、工艺、施工方法不断出现，人类可以将土木工程的规模扩大化，高层建筑也在不断增长，超高层、超跨度复合结构体施工技术也在不断成熟，土木工程设计逐渐向长、高、柔方向发展。土木工程设计建立在基础理论上，随着土建项目要求更加复杂，土木工程设计也需要更加多样化，只有及时吸收新技术，把握住新优势，才能使土木工程设计更加优秀。目前，土木工程设计已经得到了很好的发展，在受力、形式方面比较成熟。

1.1.3 土木工程的施工发展

施工发展主要体现在材料、设备、工艺这三个方向，其中材料中发明了复合高强钢材、碳纤维、玻璃纤维、双层玻璃、镁合金、镀膜玻璃、铝合金、节能混凝土等新型建筑材料，新型材料在许多建筑中得到应用，也为大型土木工程建设提供物质基础。工程实施设备更加自动化、科学化、机械化，通过新型施工机械，可以使大规模土木工程得以实现，有效提高土木工程建设发展速度。在城市地下工程中，也出现了各种不同的施工工艺，例如明挖、暗挖、盖挖、盾构、沉管、冻结、注浆等工艺技术，为地下空间开发打下了坚实的基础。

虽然我国土木工程在理论、设计、施工中得到了很好的发展，但是技术水平与发达国家相比还存在一定不足，为了提高我国土木工程发展水平，必须加强新型结构、新型材料、新型技术的研究与应用，将土木工程理论与技术完美结合，帮助土木工程收获更大的成果。 1.1.4 早期土木工程 远古时代，人们就开始修筑简陋的房舍、道路、桥梁和沟澶，以满足简单的生活和生产需要。后来，人们为了适应战争、生产和生活以及宗教传播的需要，兴建了城池、运河、宫殿、寺庙以及其他各种建筑物。许多著名的工程设施显示出人类在这个历史时期的创造力。例如，中国的长城、都江堰、大运河、赵州桥、应县木塔，埃及的金字塔，希腊的巴台农神庙，罗马的给水工程、科洛西姆圆形竞技场（罗马大斗兽场），以及其他许多著名的教堂、宫殿等。土木工程是具有很强的实践性的学科。在早期，土木工程是通过工程实践，总结成功的经验，尤其是吸取失败的教训发展起来的。从17世纪开始，以伽利略和牛顿为先导的近代力学同土木工程实践结合起来，逐渐形成材料力学、结构力学、流体力学、岩体力学，作为土木工程的基础理论的学科。这样土木工程才逐渐从经验发展成为科学。在土木工程的发展过程中，工程实践经验常先行于理论，工程事故常显示出未能预见的新因素，触发新理论的研究和发展。至今不少工程问题的处理，在很大程度上仍然依靠实践经验。

1.1.5 现代土木工程

近代的土木工程的时间跨度为17世纪中叶到第二次世界大战前后, 历时300余年. 在这一时期, 土木工程逐渐形成一门独立学科. 与古代的土木工程相比, 它有了自己新的特点和提高. 首先, 有力学和结构理论作为指导. 如1683年意大利学者伽利略发表了“关于两门新科学的对话”.1687年牛顿总结出力学三大定理.1852年法国的纳维建立了土木工程中结构设计的容许应力法. 其次, 砖、瓦、木、石等建筑材料得到日益广泛的使用, 混凝土、钢材、钢筋混凝土以及早期的预应力混凝土得到发展. 如1824年波特兰水泥的发明.1867年钢筋混凝土开始应

用于土木工程史上.1859年火炉炼钢法的成功使得钢材得以大量生产并应用于房屋、桥梁的建筑上. 最后, 施工技术进步很大, 建造规模日益扩大, 建造速度大大加快。

1.1.6 现代土木工程的发展特点

较之以往，现代土木工程的一个最明显的发展特点便是科学技术的明显提高，计算机软件的应用为土木工程的发展创建了更为广阔的发展平台。因此土木工程的在发展中展现出现代化、多元化及科技化的特点。就当期形式而论，土木工程的信息技术的迅速发展，专业化的程度加强，对建设工程师的要求明显的加强，不仅要具备较强的施工管理能力，同时要跟上时代的需求，及时的吸收当前的建筑领域的信息，利用科学技术建设具有现代特点的土木工程项目。所以，对于土木工程专业人才的培养具有更加严格的要求。适应各类工程建设高速发展的要求，人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密设备现代化的建筑物，既要求高质量和快速施工，又要求高经济效益。

1.2 现代土木工程的特点 现代土木工程的特点是：适应各类工程建设高速发展的要求，人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密、设备现代化的建筑物。既要求高质量和快速施工，又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题，并推动土木工程这门学科前进。高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢) 已开始应用。对提高钢材和混凝土的强度和耐久性，已取得显著成果，而且还仍继续进展。

1.2.1 工程地质和地基构造

建设地区的工程地质和地基的构造，及其在天然状态下的应力情况和力学性能，不仅直接决定基础的设计和施工，还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择，对于地下工程影响就更大了。工程地质和地基的勘察技术，目前主要仍然是现场钻探取样，室内分析试验，这是有一定局限性的为适应现代化大型建筑的需要，急待利用现代科学技术来创造新的勘察方法。

1.3 工程规划方面

以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案，从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大，现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程，例如高大水坝，会引起自然环境的改变，影响生态平衡和农业生产等，这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中，对于趋利避

害要作全面的考虑。

1.4 工程设计方面

人们努力使设计尽可能符合实际情况，达到适用、经济、安全、美观的目的。为此，已开始采用概率统计来分析确定荷载值和材料强度值，研究自然界的风力、地震波、海浪等作用在时间、空间上的分布与统计规律，积极发展反映材料非弹性、结构大变形、结构动态以及结构与岩土共同作用的分析，进一步研究和完善结构可靠度极限状态设计法和结构优化设计等理论; 同时发展运用电子计算机的高效能的计算和设计方法等。

1.5 工程施工方面

随着土木工程规模的扩大和由此产生的施工工具、设备、机械向多品种、自动化、大型化发展，施工日益走向机械化和自动化。同时组织管理开始应用系统工程的理论和方法，日益走向科学化；有些工程设施的建设继续趋向结构和构件标准化和生产工业化。这样，不仅可以降低造价、缩短工期、提高劳动生产率，而且可以解决特殊条件下的施工作业问题，以建造过去难以施工的工程。 2 现代土木工程的维护措施

2.1 防震抗风减灾

随着超高层、超大跨桥梁和大跨结构等大型复杂结构的兴建，结构设计呈现更长、更高、更柔的发展趋势。许多情况下风荷载和地震荷载已成为结构设计的控制因素。因此大型复杂结构体系抗风抗震的设计理论及其相关问题将被进一步关注。相关的研究课题将包括设计地震动及灾害性风荷载的作用机理；超高层建筑结构体系的抗风与抗震，特大跨度桥梁的结构体系及抗风抗震。同时。以柔克刚的抗震思想在结构振动控制技术中将进一步得到体现，现代振动控制将向自适应控制、智能控制、吸震减震技术研究方向发展；土木结构健康监测、灾害结构响应控制等基础性的研究将会进一步加强。当前，随着一些具备着超高层、跨度大、空间大等特点的复杂结构建筑的广泛兴建，使得这些建筑在结构设计上慢慢呈现出变长、变高等特点，而这些特点更加作为一种发展趋势延续多日后的工程建设当中。现阶段，在土木工程建设施工中，其风险荷载，还有地震荷载等因素已经渐渐成为了最初模式设计中的一项重要控制因素。所以，对于一些大型建筑的模式体系展开抗风险设计，以及对其中存在的一些问题进行分析与处理，这几点已慢慢成为当前施工人员与技术人员给予严格关注的话题。

2.2预应力混凝土材料及技术

对于工程混凝土的研制，应该对其做到强度不断提高，性能不断加强的发展目标。其中，对于一些免震混凝土，还有复合型混凝土应该在其工程施工的结构中得到相应的试用。

对于新开发出的无粘结性预应力混凝土，以及其配合筋应该得到相应的开发及配合运用。施工人员对预应力混凝土展开合理且规范的抗火性、抗震性，以及耐久性的研究工作，同时对于其设计的分析工作的手段也该不断完善与提高。将预应力混凝土合理且规范地与钢筋混凝土进行科学化的结合，同时施工人员与技术人员还要将预应力混凝土与其他材料进行合理化的结合，以为未来发展做准备。

2.3 岩土锚固技术的应用 岩土锚固技术的应用研究将进一步拓展：岩土锚固技术除在地下工程、边坡工程、结构抗浮工程、深基坑工程中继续保持着良好的发展势态外，在重力坝加固工程、桥梁工程以及抗倾覆、抗地震工程中的地层锚固则有着长足的进展；同时锚杆锚固机理的相关研究仍为土木工程界的热点和难点，包括锚杆锚固机理的现场实验研究、不同岩体和土体中锚杆锚固机理的数值模拟、锚杆加固边坡和地下开挖洞室内壁的锚固机理的研究、群锚效应的研究、重复荷载与地震效应对锚杆影响的研究。

3 土木工程的发展现状

3.1 我国土木工程的发展

我国就世界范围来讲，是公认的人口大国，因土地资源有限，我国土木工程建设方面一定会利用空间资源来填充资源上的不足。因此，在我国土木工程建设的过程中会采用高层建筑的模式去满足居住之需要。我国的土木工程建设从20世纪50年代起一直没有停过，且发展很快，尤其在近年来，发展极为迅猛，几乎整个中国成了一个大的建设工地。新的高楼大厦、展览中心、铁路、公路、桥梁、港口航道及大型水利工程在祖国各地如雨后春笋般地涌现，新结构、新材料、新技术大力研究、开发和应用。发展之快，数量之巨，令世界各国惊叹不已。

3.2 我国土木工程的发展成就

根据有关数据显示，我国的高层建筑达到20层以上的已经有10000多栋，100米以上的已经超过500多栋，200米以上的已经超过50多栋。我国在高层建筑快速发展的同时，对于交通建设方面也没有停歇。据统计，至2007年底，我国的高速公路总长已达到53600公里，截止到2010年，我国高速公路的总长度已经位居世界第一位。其次，对于我国的桥梁建设方面，同样也取得的瞩目的成就，在世界桥梁跨径长度排行榜上，我国就占据8席。通过以上种种数据显示，我国的土木工程建设呈飞速发展状态，取得了许多令人瞩目的成就，这些成就的取得是和我国大力支持土木工程建设是分不开的，这些数据的产生不但说明了我国国力的雄厚，更说明了我国已经掌握了世界先进的土木工程建设的技术。在世界经济高度膨胀的今天，我国会在世界经济发展的道路上走的越来越稳，逐步使我国成为世界上的经济强国。截止2000年底，我国铁路运营路程已达6.78万公里，居世界第4位，亚洲之首。铁路朝着城市轻轨和地铁两方而发展。同时，我国也在积极建造高速铁路，武汉至广州的高速铁路运营时间仅需4小时。此外，磁悬浮列车也在发展。桥梁工程也取得了惊人的成就，伴随着桥梁类型的不断翻新，主跨跨度一再突破。杨浦大桥、南浦大桥、芜湖长江大桥、南京长江二桥等大跨桥梁的建成都标志着我国的大跨结构达到了一个新的水平，己跨入世界水平先进行列。目前，我国己建成千米以上大桥3座、800m 以上大桥8座、600m 以上大桥15座、400m 以上大桥40座，重庆万县单孔跨度达420m 的钢筋混凝上拱桥更引起世界同行的莫大兴趣。在水利建设方面，50年间全国兴建大中小水库

8.6万座，水库总蓄水量4580亿立方米。建设和整修大江大河堤防25万公里，目前防洪工程发挥的经济效益达7000多亿元。在大坝建设方面，我国先后建成了青海龙羊峡大坝、贵州鸟江渡大坝、四川二滩大坝等水利工程。

4 未来土木工程的发展

4.1 指导理论的继续发展

在可以预见的将来，土木工程工程技术理论的核心部分仍然是力学，新的分析方法和新的数值处理方法将是土木工程中力学的突破方向。在对复杂结构、流体介质等情况下的受力分析和近似上，现有的方法仍然具有很大的局限性。更加专门化的数学在将来也应该有很大的发展，用以处理土木工程技术中复杂的数值问题。更先进的电子计算机的应用，使得对复杂的情况的模拟更有把握，更接近于现实。力学也会突破宏观框架，向微观发展，控制论，虚拟现实等技术也在力学中加深影响。

4.2 土木工程未来的发展趋势

社会经济水平不断提高，大型城市与超大型城市数量飞速增长，人们对生活空间的作用提出了许多要求，寸土寸金已经成为城市居民的共识。为了应对日益增长的人口基数，高层、超高层建筑数量不断增加，有限的城市空间得到了极大的应用，已经成为城市发展的主要建筑体系，受到社会各界的重视。城市飞速扩张的同时，不仅仅对生存空间提出了要求，也对电力、能源提出了许多要求。大型水利工程建设、矿产资源开发、石油、天然气的运输，都是城市经济发展的重要影响因素。所以在我国建设大型公共土木工程，是非常重要的国家建设项目。我国能源分布较广，一般在西南地区存在较多的能源储备，所处地区地形特征较为复杂，并且山区、高原、丘陵等环境较多，导致资源开发较为困难。为了提高大型土木工程建设速度，实现水利工程建设、矿产资源开发等工程项目，采取大跨度桥梁与隧道是工程建设的关键因素。从以上几种发展形式来看，未来的土木工程将逐渐应用于高层建筑施工、水利工程建设、矿产资源开发、能源运输等工程之中，通过大跨度桥梁与超长隧洞，改变自然环境带来的阻碍，实现更加快速的经济发展。通过精密的理论研究、新型工程材料、先进施工工艺，实现大跨、复杂结构、高层的土木工程建设，逐渐将大型土木工程普及到工程建设中，这就是未来土木工程的发展方向。

随着社会的不断发展，其社会的各个方面的发展方向和进程也在不断的调整，不断的完善。当然，土木工程作为我国经济建设的过程中必不可少的一部分，应该适应当前的时代的发展趋势。更高更长远的发展是土木工程在发展过程中的引导，是当前根据发展的情况总结出来结合国情的具体情况。信息化的社会已经来临，它伴随着科技的更大进步，国家的各个行业，例如航空航天、电子高科等等都己经有了长足的发展动力，当然，人口的进一步增加，环境面临的危机逐渐严重，土木工程的更好的转型可以有效保证人们生活。综上，未来土木工程的转变应该会表现为以下几个方面:

4.2.1 建筑类型多种多样

建筑类型受到很多方面的制约，包括建筑材料等等. 随着科技的发展，建筑材料的进一步改良和丰富，为土木工程提供了更多的可以实现的建筑的类型。建筑类型的多样化是解决当前环境问题，人口与土地矛盾问题的重要突破口，另外，新型的建筑类型可以从能源上解决目前面临的能源危机，还可以满足更多的人对于各种公共活动的需要，这样的未来建筑是未来发展的必然趋势。随着各种建筑的出现，也给土木工程提供了建筑参考资料，像网架结构和大跨度建筑的出现就为未来的建筑类型提供了一个新的发展方向。

4.2.2 道路交通快速化

城市的现代化发展和社会经济的快速发展对于道路交通系统的要求更加高，

要求其必须要快速高效，而现代化的土木工程的技术的发展可以更好的服务于道路交通建设。通过新型的施工技术和施工工艺从而推动公路和铁路等交通行业的快速发展。

4.2.3 城市建设立体化

人口大量涌入城市，使得城市的人口逐渐增多膨胀，很容易造成人口拥挤和城市用地短缺的现象。这就必须要使用现代化的土木工程技术来实现对城市建设的立体化，推动多层和高层建筑的全面发展。总的来说，在信息化和科技不断发展的时代之下，对于土木工程来说，其发展不仅仅只是局限于建筑物本身的安全性和经济效益，更需要考虑的就是建筑物给居民带来的便利，使得建筑物变得更加智能化。

4.2.4 高性能材料的广泛应用

高强性能、良好的塑性都是钢材发展的方向，目前许多先进国家都已经提高其屈服点，并且将其作为钢材的规范，对于高强度钢材的合理利用是未来土木工程发展的一个重要趋势。高性能材料的开发利用以及各种材料的特性如何充分发挥，都需要采用复合技术以及多种特殊功能的复合材料。地方材料的充分利用、天然资源的合理保护，大量使用工业废渣作为土木工程材料都是对于生态环境的一种有效保护措施。更加节能环保的生产技术被应用到建筑工程中来，各种对于人体有害的材料与颜料的使用率逐渐降低，产品可以不断的进行循环与利用，减轻污染。发展高性能混凝土必须采用可持续发展的、对环境无害的混凝土技术，在研制各种外加剂和胶凝材料的同时，更应大力研究骨料替代、水泥替代和矿物掺料的使用等利用废弃材料来改善混凝土的性能，提高其耐久性的方法。如：采用轧碎的废弃混凝土代替碎石，用粉煤灰中的飞灰或细灰作硬凝材料；采用炼铁副产品高炉矿碴代替水泥；用粉煤灰及高炉矿碴作水泥的混合料或混凝土的矿物掺料等。

4.3 工程实现的变化

土木建筑的最终目的是建设出合乎设计要求的工程构造物，从设计到成果中间需要一个很长的工程实现的过程。这也是土木工程一个重要的组成部分。甚至可以说是土木工程最重要的方面，有了好的理论和设计，没有好的工程实践，一样不会产生一个优秀的作品。 信 息时代正在迎面走来，其他学科和其他方面的新观点新技术，必然的也会影响到土木工程。并且为这一传统学科注入新的活力。包括控制理论，施工技术，新材料，环境工程，经济理论等。

4.3.1 高性能材料的发展

钢材将朝着高强、具有良好的塑性、韧性和可焊性方向发展。日本、美国、俄罗斯等国家已经把屈服点为700N/mm2以上的钢材列人了规范；如何合理利用高强度钢也是一个重要的研究课题。高性能混凝土及其它复合材料也将向着轻质、高强、良好的韧性和工作性方面发展。

4.3.2 环境工程

环境问题特别是气候变异的影响将越来越受到重视，土木工程与环境工程融为一体。城市综合症、海水上升、水污染、沙漠化等问题与人类的生存发展密切相关，又无一不与土木工程有关。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。

4.3.3 空间站、海底建筑、地下建筑

早在1984年，美籍华裔林铜柱博士就提出了一个大胆的设想，即在月球上利用它上面的岩石生产水泥并预制混凝土构件来组装太空试验站。这也表明土木工程的活动场所在不久的将来可能超出地球的范围。随着地上空间的减少，人类把注意力也越来越多地转移到地下空间，21世纪的土木工程将包括海底的世界。实际上东京地铁已达地下三层：除在青函海底隧道的中部设置了车站外，还建设了博物馆。

4.3.4 建筑工业化

当前环境问题是一个全球瞩目的热点问题，而土木工程与环境工程也逐渐融为一体。城市综合征、海水污染、水平线上升、沙漠化等都是与人类生存息息相关的话题，并且都与土木工程有着重要联系。当前开发资源、民用建筑等人为作用的影响都会产生大量的耕地被破坏，人均占有土地的减少，许多工程建成以后都会对环境产生重大影响，为了有效的控制土木工程对人类生存环境的干扰，建筑也机械化的进程大大加快了步伐，在重点工程建设中建筑工业化已经成为不可逆转的趋势。标准化与多样化是当前建筑产品的一个重要趋势，为了适应社会化大生产方式，采用更加专业、联合的施工组织形式，推进新技术、新材料的应用，推广新工艺的实施。建筑长期以来停留在以手工操作为主的小生产方式上。解放后大规模的经济建设推动了建筑业机械化的进程，特别是在重点工程建设和大城市中有一定程度的发展，但是总的来说落后于其他工业部门，所以建筑业的工业化是我国建筑业发展的必然趋势。要正确理解建筑产品标准化和多样化的关系，尽量实现标准化生产；要建立适应社会化大生产方式的科学管理体制，采用专业化、联合化、区域化的施工组织形式，同时还要不断推进新材料、新工艺的使用。

4.3.5 结构形式

计算理论和计算手段的进步以及新材料新工艺的出现，为结构形式的革新提供了有利条件。空间结构将得到更广泛的应用，不同受力形式的结构融为一体，结构形式将更趋于合理和安全。根据相关资料现实，目前哈利法塔是目前最高的人工建筑，它以828米的绝对高度领先于508米的台北“101”大楼、492米的上海环球金融中心、452米的马来西亚双子楼，被人称为“一座垂直而立的城市”，作为世界上最高的人工建筑，其承载能力是十分巨大的。这将是未来土木工程建筑领域发展的趋势，高空的距离是无限的，因此，只要技术允许的条件下，建筑物不断向高空发展是切实可行的一种策略。这种高层建筑可以集工作、休闲、娱乐、商业、购物等一系列功能，这就大大节约了土地资源，为城市的发展节省了土地。而我国在此方面的展望是，在上海附近拟建一栋高达1250m 的仿生大厦，居民可以达到十万人左右，这将是我国土木工程建筑史的一块里程碑，将在世界人工建筑领域中堪称奇迹。

4.3.6 新能源和能源多极化

能源问题是当前世界各国极为关注的问题，寻找新的替代能源和能源多极化的要求是21世纪人类必须解决的重大课题。这也对土木工程提出了新的要求，应当予以足够的重视。

此外，由于我国是一个发展中国家，经济还不发达，基础设施还远远不能满足人民生活和国民经济可持续发展的要求，所以在基本建设方面还有许多工作要做。并且在土木工程的各项专业活动中，都应考虑可持续发展。这些专业活动包括：建筑物、公路、铁路、桥梁、机场等工程的建设，海洋、水、能源的利用以及废弃物的处理等。

4.3.7 全过程信息化

信息化的特点将更深的渗透到未来的土木工程中，重点不仅仅限于CAD 方面，也包含对工程进度的管理、运行中数据资料的收集，分析，整理; 对建筑物结构，强度，可靠性的分析和相应对策的决策等。这些也是主动控制和智能化实现的基础。

全过程信息化对今后的土木建筑构造物的维护有很大的意义。比如可以使用植入的传感器配合电子计算机实现对建筑全方位的实时的监控，及时掌握整个建筑物的状态。我国现在正是基本建设的高潮，20~30年后，现在这些建筑物逐渐进入维护期。如果能在现在建造过程中就做好各种信息化准备工作，对今后维护也大有帮助。

信息化也成为专家系统技术的基础。程序的解题能力不仅取决于它所采用的形式化体系和推理模式，而且取决于它所拥有的知识。要使一个程序具有智能，必须向它提供大量有关问题领域的高质量的信息输入。

4.3.8 可持续发展和人性化

这两个要求是与社会经济的发展相适应的，社会的发展要求更加充分合理的利用资源，社会生活水平的提高也提高了对土木建筑设施人性化的要求。整个土木工程过程是建立在对资源和能源的不断消耗上的，在可持续发展成为整个社会的主题的时候，土木工程也必然的要面对这个问题。对资源和能源的节约，包括在建设中的和使用过程中的，成为土木工程以后的一个方向，这要求有良好的设计和有效的运作管理机制，土木工程构筑物在它的整个寿命周期，从规划，设计，建造到建成后的使用，维护，拆除都要尽量的将对环境的影响降到最小，同时尽可能大发挥它的社会经济效应。这对土木工程提出了新的要求。具体的要求包括，资源的保护，资源再利用，污染控制和全方位的质量。我国正在施工中的青藏铁路较好的体现了可持续发展的特性，从设计环节开始就注意了对青藏高原脆弱生态环境的保护，全路设计为封闭构造，杜绝了固体废弃物的污染，也严格的控制了噪音污染。施工过程中也相当注重对周围环境的影响。

我国土木工程部分领域已经在世界中名列前茅，但是土木工程理论、设计、施工中还存在一些问题。为了提高我国土木工程建设水平，需要积极学习发达国家土木工程技术，合理运用土木工程技术，实现经济腾飞发展。在未来的土木工程研究中，需要加强结构形式、建筑材料、施工工艺等探索与研究，也需要加强土木工程理论与技术的融合，实现更大的突破。

结束语 综上所述中可以看出，土木工程是一门综合性和技术性较强的学科，它的发展已经成为了人们生活和社会的过程中最重要的组成部分。对于土木工程的现状和未来的发展趋势来说，我们不仅仅只是满足当前阶段的发展和取得的成就。作为新时代的土木工程建筑人员，应该放长远的目光，结合现状，不断的进行创新，全面致力于发展新型的建筑施工技术、方法和施工理念，将先进的理论和实践相互结合，实现土木工程最大的突破。 土木工程当今的发展是人类智慧的成果，土木工程是为了人类存在而存在. 坚持可持续发展道路，努力创新，土木工程定会走向新的高峰!

参考文献

[1] 杨家福. 中国土木工程指南[M].1993：1-4.

[2] 郑哲敏.20-21世纪的力学[J].21世纪科技展望，1994(12).

[3] 叶耀先. 建筑业的可持续发展及其相应原则[J].科技导报，1998（3）.

[4] 马红兵等，《建筑工程管理人员职业技能全书》，华中科技大学出版社，2008

致谢

本文是在任老师的热情关心和指导下完成的，并得到同事的帮忙和支持，在此一并感谢。