土木工程(cheng)未來的發展趨勢

目(mu)前土木工(gong)程的發展現狀

1、在土(tu)(tu)(tu)木(mu)工程材(cai)(cai)料(liao)方面，從早(zao)期(qi)使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)磚、瓦、砂、石(shi)、灰、木(mu)材(cai)(cai)到(dao)(dao)近代使(shi)用(yong)鋼(gang)材(cai)(cai)，水泥，混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)，直到(dao)(dao)現(xian)代的(de)(de)(de)高強(qiang)度(du)(du)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)（高強(qiang)度(du)(du)就(jiu)是(shi)增(zeng)加混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)的(de)(de)(de)密實性(xing)，常用(yong)的(de)(de)(de)方法就(jiu)是(shi)用(yong)極細(xi)的(de)(de)(de)活性(xing)顆粒滲入混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)，使(shi)它們在水泥漿中的(de)(de)(de)細(xi)微孔隙(xi)中水化，減(jian)(jian)少(shao)和填充混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)的(de)(de)(de)毛細(xi)孔，達到(dao)(dao)增(zeng)密和增(zeng)強(qiang)的(de)(de)(de)作用(yong)。）、高性(xing)能(neng)(neng)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)（超高的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)、低滲透(tou)性(xing)、良好的(de)(de)(de)結構性(xing)能(neng)(neng)、優越的(de)(de)(de)耐久性(xing)、可(ke)觀的(de)(de)(de)經濟效益、環保性(xing)，有(you)(you)關常規(gui)的(de)(de)(de)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)物(wu)理，力學性(xing)能(neng)(neng)指標亦(yi)要根據不同的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)要求而有(you)(you)所提高或改善。）、纖(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)（在混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)加入合成材(cai)(cai)料(liao)纖(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)絲(si)成鋼(gang)纖(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)，是(shi)由纖(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)和水泥基料(liao)，如水泥石(shi)，砂漿成混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)，組合的(de)(de)(de)復合材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)統(tong)稱），纖(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)能(neng)(neng)增(zeng)強(qiang)塑(su)性(xing)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)的(de)(de)(de)抗拉能(neng)(neng)力，顯著降低其塑(su)性(xing)流動(dong)和收縮微裂紋。這種(zhong)減(jian)(jian)少(shao)或消除塑(su)性(xing)裂紋使(shi)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)獲得其長期(qi)整體(ti)性(xing)。這些纖(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)呈各向均勻地(di)分布(bu)于整個混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)，使(shi)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)得到(dao)(dao)輔(fu)助的(de)(de)(de)加強(qiang)，以防止收縮裂縫。在隨處都(dou)有(you)(you)纖(xian)(xian)(xian)(xian)維(wei)(wei)的(de)(de)(de)混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)中，亦(yi)可(ke)很大限度(du)(du)地(di)減(jian)(jian)少(shao)在受力狀態(tai)下混(hun)(hun)凝(ning)土(tu)(tu)(tu)可(ke)能(neng)(neng)出現(xian)裂縫的(de)(de)(de)寬(kuan)度(du)(du)和長度(du)(du)。

綠色(se)(se)建(jian)材(cai)(cai)（綠色(se)(se)建(jian)材(cai)(cai)指在原料采(cai)取、產品制造(zao)、使用(yong)或(huo)者再(zai)循(xun)環以(yi)(yi)及廢(fei)料處理(li)等環節(jie)中對(dui)地球環境負荷很少和有(you)(you)利(li)于人類健康的材(cai)(cai)料。綠色(se)(se)建(jian)材(cai)(cai)的基本(ben)特征是：建(jian)材(cai)(cai)生產盡量少用(yong)天然資(zi)源，大量使用(yong)尾礦、廢(fei)渣、垃圾等廢(fei)棄物(wu)；采(cai)用(yong)低能耗(hao)，無污染環境的生產技術。）其成果(guo)有(you)(you)以(yi)(yi)粉煤(mei)灰(hui)、空心磚、以(yi)(yi)磷(lin)石膏(gao)，脫硫石膏(gao)等。

2、除了(le)在材料方(fang)面(mian)要(yao)求更高(gao)(gao)以外，在土(tu)木工程功能(neng)方(fang)面(mian)要(yao)求更加(jia)多樣化，城(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)建設(she)更加(jia)立(li)體化，像城(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)為了(le)解決(jue)交(jiao)通(tong)(tong)方(fang)面(mian)問題，光(guang)靠傳(chuan)統的(de)地(di)(di)(di)面(mian)交(jiao)通(tong)(tong)已經(jing)無(wu)能(neng)為力，于(yu)是一方(fang)面(mian)修建地(di)(di)(di)下交(jiao)通(tong)(tong)網(wang)，另一方(fang)面(mian)又修建高(gao)(gao)架(jia)公路(lu)網(wang)或軌道(dao)交(jiao)通(tong)(tong)，隨著地(di)(di)(di)下鐵(tie)道(dao)的(de)興(xing)建，地(di)(di)(di)下商業街、地(di)(di)(di)下停車場、地(di)(di)(di)下倉庫、地(di)(di)(di)下工廠、地(di)(di)(di)下旅(lv)館(guan)等也陸續發(fa)展(zhan)(zhan)起來。而高(gao)(gao)架(jia)道(dao)路(lu)的(de)造(zao)價比地(di)(di)(di)下鐵(tie)道(dao)要(yao)經(jing)濟得(de)多，因而大中(zhong)城(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)紛紛建設(she)高(gao)(gao)架(jia)公路(lu)、高(gao)(gao)架(jia)軌道(dao)交(jiao)通(tong)(tong)。高(gao)(gao)架(jia)道(dao)路(lu)與城(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)立(li)交(jiao)橋的(de)興(xing)建不僅緩解了(le)城(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)交(jiao)通(tong)(tong)問題，而且(qie)還為城(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)面(mian)積增添了(le)風(feng)采。現代化城(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)建設(she)在地(di)(di)(di)面(mian)、空中(zhong)、地(di)(di)(di)下同時展(zhan)(zhan)開(kai)，形成了(le)立(li)體化發(fa)展(zhan)(zhan)的(de)局面(mian)。

3、同(tong)時工程設施(shi)大(da)(da)型化，即(ji)為(wei)了滿足能源、交通(tong)、環(huan)保(bao)、及大(da)(da)眾(zhong)公共活動(dong)的(de)(de)需要，許多大(da)(da)型的(de)(de)土(tu)木(mu)(mu)(mu)工在(zai)(zai)第二(er)次(ci)世界打大(da)(da)戰以后陸續(xu)建成并投(tou)入使用。（如在(zai)(zai)拱橋方面(mian)，南斯(si)拉(la)夫克二(er)號混凝土(tu)拱橋跨度達390m，中(zhong)(zhong)國(guo)黃(huang)河的(de)(de)江界河混凝土(tu)拱橋跨度330m，在(zai)(zai)隧道(dao)(dao)方面(mian)，近代開鑿了許多穿過大(da)(da)山或越過大(da)(da)江、海(hai)峽的(de)(de)通(tong)道(dao)(dao)。在(zai)(zai)高層建筑方面(mian)有(you)上(shang)(shang)海(hai)金(jin)茂(mao)大(da)(da)廈，上(shang)(shang)海(hai)環(huan)球金(jin)融中(zhong)(zhong)心大(da)(da)廈，還有(you)海(hai)上(shang)(shang)采油平臺，核電(dian)站等。總之在(zai)(zai)現代土(tu)木(mu)(mu)(mu)工程中(zhong)(zhong)，我國(guo)近20年(nian)來(lai)取得了舉世矚目成就(jiu)，雖然只是(shi)開始，但(dan)是(shi)隨著祖國(guo)科技的(de)(de)不斷發展，在(zai)(zai)未來(lai)土(tu)木(mu)(mu)(mu)方面(mian)將會越走(zou)越遠(yuan)。

土木工程未來發展(zhan)趨勢

隨著世界(jie)的(de)(de)變(bian)革(ge)與科技的(de)(de)不斷發(fa)展(zhan)(zhan)，土木工程(cheng)也(ye)面臨著重(zhong)大挑(tiao)戰(zhan)，如世界(jie)正經歷工業(ye)革(ge)命(ming)以來又(you)一(yi)次重(zhong)大變(bian)革(ge)，這便是(shi)信息（包括計(ji)算機、通信、網絡(luo)等）工業(ye)的(de)(de)迅(xun)猛發(fa)展(zhan)(zhan)，可以預計(ji)人(ren)類(lei)的(de)(de)生產(chan)、生活方式(shi)將會發(fa)生重(zhong)大變(bian)化。還有(you)航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天事業(ye)的(de)(de)發(fa)展(zhan)(zhan)，地球人(ren)口激增，資源短(duan)缺(que)，人(ren)類(lei)生存受(shou)到威脅，生態環(huan)境(jing)受(shou)到嚴重(zhong)破壞。因此(ci)為了人(ren)類(lei)能(neng)有(you)一(yi)個舒(shu)適(shi)(shi)的(de)(de)生存環(huan)境(jing)，適(shi)(shi)應世界(jie)的(de)(de)潮流與發(fa)展(zhan)(zhan)，土木工程(cheng)在未來發(fa)展(zhan)(zhan)趨勢將從以下(xia)方面進行：

1、重大(da)工程(cheng)項(xiang)目將陸(lu)續興建(jian)。在高速公路(lu)方(fang)面(mian)；了(le)解決城(cheng)市土地供求矛盾(dun)，城(cheng)市建(jian)設將向高、深方(fang)向發(fa)展(zhan)。同時(shi)不僅要筑路(lu)，且(qie)有多(duo)座大(da)橋或隧(sui)道要建(jian)設；在港(gang)口(kou)工程(cheng)方(fang)面(mian)，在中國(guo)加(jia)入WTO以后港(gang)口(kou)的(de)發(fa)展(zhan)帶來了(le)極大(da)的(de)機遇與(yu)空間，也帶來了(le)巨(ju)大(da)的(de)壓力與(yu)挑(tiao)戰。

中國港(gang)口(kou)成為世(shi)界集裝箱運輸港(gang)口(kou)中發展快、建(jian)設規模(mo)大的港(gang)口(kou)群，港(gang)口(kou)碼(ma)頭專業(ye)化、大型(xing)化，航道深(shen)水(shui)(shui)化的發展更加(jia)迅猛，促使我國大力開辟深(shen)水(shui)(shui)航道和開挖(wa)深(shen)水(shui)(shui)港(gang)池(chi)，大量建(jian)設深(shen)水(shui)(shui)泊位(wei)，結(jie)合港(gang)口(kou)疏浚吹填造陸(lu)，使軟(ruan)基(ji)加(jia)固(gu)技術得到發展，碼(ma)頭結(jie)構向(xiang)構件大型(xing)化，結(jie)構簡單化方(fang)向(xiang)發展，碼(ma)頭裝卸設備向(xiang)大型(xing)化，高(gao)效率(lv)和專業(ye)化方(fang)向(xiang)發展，電(dian)子計算機和其他先進技術在(zai)(zai)港(gang)口(kou)勘(kan)測，設計、施工和經營管理等方(fang)面(mian)日益廣泛應用，在(zai)(zai)波(bo)浪預報、波(bo)浪理論和不規則波(bo)浪作用力的研究，泥沙淤積研究及模(mo)型(xing)試驗，防波(bo)堤人工塊體的研究等方(fang)面(mian)，都將大力發展。

2、土木工程項目將(jiang)(jiang)向(xiang)太空(kong)(kong)、海(hai)洋、荒(huang)漠地(di)(di)(di)開(kai)拓。現在陸地(di)(di)(di)上(shang)土地(di)(di)(di)太少，首先想(xiang)(xiang)到(dao)可向(xiang)海(hai)洋發展。向(xiang)海(hai)洋開(kai)拓從(cong)近代已經(jing)開(kai)始。為了(le)防止噪聲(sheng)對(dui)居民的影響，也為了(le)節約用地(di)(di)(di)，許多機場(chang)已經(jing)開(kai)始填(tian)海(hai)造地(di)(di)(di)。從(cong)航空(kong)(kong)母(mu)艦和大(da)型運(yun)輸船的建(jian)造得到(dao)啟發，人(ren)們(men)以(yi)設想(xiang)(xiang)建(jian)立海(hai)上(shang)浮動(dong)城市(shi)，對(dui)于荒(huang)漠，可以(yi)設想(xiang)(xiang)在沙漠地(di)(di)(di)下找水，然(ran)后(hou)從(cong)南極(ji)將(jiang)(jiang)巨大(da)的冰山(shan)拖入沙漠地(di)(di)(di)區，還(huan)有海(hai)水淡化，至于到(dao)太空(kong)(kong)上(shang)發展乃人(ren)類一直的夢想(xiang)(xiang)，如設想(xiang)(xiang)利用生(sheng)物工程，將(jiang)(jiang)制(zhi)氧微生(sheng)物及低等(deng)植(zhi)物移向(xiang)火星等(deng)等(deng)。

工程材(cai)(cai)料向(xiang)輕質、高強、多功能化方(fang)向(xiang)發展。如傳(chuan)統(tong)材(cai)(cai)料的改性，化學合成材(cai)(cai)料的應(ying)用(yong)（如門窗，管材(cai)(cai)、裝飾材(cai)(cai)料，今后(hou)的發展方(fang)向(xiang)是向(xiang)大面積圍護(hu)材(cai)(cai)料及(ji)結構骨(gu)架材(cai)(cai)料發展）。還有(you)設(she)計方(fang)法精確化，設(she)計工作自(zi)動化，由于快速(su)計算(suan)機(ji)的出現(xian)(xian)，使這一計算(suan)機(ji)得以實現(xian)(xian)。比如海上取油平臺、核電站、摩(mo)天(tian)大樓、地下過海隧道等巨(ju)型工程，有(you)了計算(suan)機(ji)的幫助，便可合理的進行(xing)數值(zhi)分析和(he)安全評估。

數值計(ji)算機(ji)的(de)(de)(de)進步使過(guo)去(qu)不能計(ji)算的(de)(de)(de)帶有盲目性的(de)(de)(de)估計(ji)可以(yi)變(bian)成較精確的(de)(de)(de)分(fen)(fen)析(xi)(xi)。例如，土木工(gong)程(cheng)中(zhong)由于各個桿件(jian)分(fen)(fen)析(xi)(xi)分(fen)(fen)析(xi)(xi)到整體(ti)分(fen)(fen)析(xi)(xi)；工(gong)程(cheng)項(xiang)目結(jie)構的(de)(de)(de)定(ding)性分(fen)(fen)析(xi)(xi)到施工(gong)階(jie)段(duan)的(de)(de)(de)全過(guo)程(cheng)仿真分(fen)(fen)析(xi)(xi)；工(gong)程(cheng)結(jie)構中(zhong)在災(zai)害荷載作用下的(de)(de)(de)全過(guo)程(cheng)非線性分(fen)(fen)析(xi)(xi)；與(yu)時間有關的(de)(de)(de)長時間徐變(bian)分(fen)(fen)析(xi)(xi)和(he)瞬間的(de)(de)(de)沖擊分(fen)(fen)析(xi)(xi)等。

3、信息和智能化技術全面引入土木工程。如：
（1）信息化施工（即在施工過程中所涉及的各部分各階段廣泛應用計算機信息技術，對工期、人力、材料、機械、資金、進度等信息進行收集、存儲、處理和交流，并加以科學地綜合利用，為施工管理及時、準確地提供決策依據。

（2）智(zhi)能化(hua)建(jian)筑，即一(yi)方(fang)面在(zai)房屋(wu)中設(she)備用先進的(de)計算機系統監(jian)測與控制，并可通(tong)過自動化(hua)或人工干預來保證設(she)備運行的(de)安全、可靠、高效。另方(fang)面是安裝隊居住者(zhe)的(de)自動服務系統，對(dui)于辦公室來說(shuo)，智(zhi)能化(hua)要求配(pei)備辦公自動化(hua)設(she)備，快速通(tong)信設(she)備，樓宇(yu)自動管理(li)和控制設(she)備。

（3）智能化(hua)交(jiao)通(tong)（先進(jin)的(de)交(jiao)通(tong)管(guan)理(li)系(xi)統(tong)，交(jiao)通(tong)信(xin)息服務系(xi)統(tong)，車輛控(kong)制系(xi)統(tong)，車輛調度系(xi)統(tong)，公共(gong)交(jiao)通(tong)系(xi)統(tong)等(deng)(deng)。）它(ta)應具有信(xin)息收集，快(kuai)速處理(li)，優化(hua)決策(ce)，大型可視化(hua)系(xi)統(tong)等(deng)(deng)功能。

（4）土木工程(cheng)分析的(de)仿真系統（計算(suan)機仿真技術可以在(zai)計算(suan)機上模(mo)擬大(da)少的(de)工程(cheng)結構在(zai)災害荷載作用下從變形到倒塌的(de)全過程(cheng)，從而揭示(shi)結構不安(an)全的(de)部位和因素。）

4、土(tu)木工程的(de)(de)可(ke)持(chi)續(xu)發展。臨人口(kou)增長，生(sheng)態失衡，環境(jing)污染(ran)，人類(lei)生(sheng)存環境(jing)惡(e)化，20世紀80年代提(ti)出可(ke)持(chi)續(xu)發展的(de)(de)原則，在建(jian)設與(yu)使用土(tu)木工程過程中，與(yu)能源(yuan)消(xiao)耗，資源(yuan)利(li)用、生(sheng)態平衡有密切(qie)關系(xi)，從(cong)資源(yuan)方(fang)(fang)面(mian)看，建(jian)房、修路大多要占地，而我(wo)國土(tu)地資源(yuan)十分(fen)緊(jin)張，因此這(zhe)方(fang)(fang)面(mian)應盡可(ke)能采用可(ke)再生(sheng)資源(yuan)和(he)循環利(li)用已有資源(yuan)，例如太(tai)陽能，利(li)用處理過的(de)(de)廢水等。