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時(shí)間：2023-08-30 09:16:24
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中圖分類號(hào)：K82 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1 土木工程發(fā)展的重要意義
土木工程建設(shè)在和自然斗爭(zhēng)中不斷地前進(jìn)和發(fā)展。城市的高樓大廈拔地而起，各種橋梁、水利工程、四通八達(dá)的公路貫穿各個(gè)省市。土木工程是保證人類居住和交通的支柱產(chǎn)業(yè)，完善土木工程的建設(shè)和發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境統(tǒng)一協(xié)調(diào)發(fā)展，成為目前土木工程的關(guān)注熱點(diǎn)。人類為了爭(zhēng)取生存，為了爭(zhēng)取舒適的生存環(huán)境，預(yù)計(jì)土木工程必將有重大的發(fā)展。
2 土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀
了解土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀對(duì)其未來(lái)發(fā)展有著重要的意義。本章節(jié)在經(jīng)過(guò)筆者多年來(lái)的施工經(jīng)驗(yàn)中得出些結(jié)論，并形成了文字，具體如下。
2.1 土木工程理論的發(fā)展
土木工程的發(fā)展包括兩個(gè)部分，即土木工程理論和土木工程設(shè)計(jì)，理論是基礎(chǔ)、設(shè)計(jì)是理論的體現(xiàn)，只有建立堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，才能讓土木工程設(shè)計(jì)得到最大的進(jìn)步。土木工程理論包括力學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)等學(xué)科，需要對(duì)每個(gè)學(xué)科綜合加固，切實(shí)保證理論基礎(chǔ)的可靠性。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展也給土木工程帶來(lái)了極大的飛躍，針對(duì)建筑、道路、鐵路、橋梁、隧道等專業(yè)開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的計(jì)算軟件，這給土木工程的設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的突破。隨著信息化進(jìn)程的加快，土木工程發(fā)展的信息交流得到了很好的進(jìn)步，對(duì)于國(guó)家各個(gè)建設(shè)項(xiàng)目、甚至國(guó)際項(xiàng)目的優(yōu)勢(shì)理論都可以與同行進(jìn)行交流學(xué)習(xí)。
2.2 土木工程設(shè)計(jì)的發(fā)展
土木工程設(shè)計(jì)和規(guī)劃改變了憑借經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的慣例，趨利避害地全面考慮土木工程的安全、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等所有因素。隨著新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝、新施工方法的出現(xiàn)，人類更有可能從事更大規(guī)模的土木工程修建，高層建筑不僅在數(shù)量上越來(lái)越多，超高層、超大跨橋梁和大跨結(jié)構(gòu)等大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的興建，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)呈現(xiàn)更長(zhǎng)、更高、更柔的發(fā)展趨勢(shì)。土木工程設(shè)計(jì)是建立在堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)上的，隨著對(duì)土建項(xiàng)目要求的增長(zhǎng)，土木工程設(shè)計(jì)也更加向更復(fù)雜的方向發(fā)展，只有把握好新技術(shù)、新優(yōu)勢(shì)才能把土木工程設(shè)計(jì)想更加完善的方向發(fā)展。目前，土木工程設(shè)計(jì)發(fā)展取得了一定的成績(jī)，在形式、受力等方面取得了進(jìn)步。
2.3 土木工程施工的發(fā)展
土木工程施工的發(fā)展體現(xiàn)在施工材料、施工設(shè)備和施工工藝三個(gè)方面。施工材料出現(xiàn)了復(fù)合材料高強(qiáng)鋼材等全新建筑材料，如碳纖維、玻璃纖維增強(qiáng)塑料、雙層中空玻璃、鎂合金、鍍膜玻璃、鋁合金、各種節(jié)能混凝土等，新型材料在工業(yè)和民用建筑中得到廣泛使用，為復(fù)雜大型土木工程提供了重要物質(zhì)基礎(chǔ)。工程實(shí)施的設(shè)備、工具不斷地向自動(dòng)化、機(jī)械化、科學(xué)化發(fā)展，使得大規(guī)模復(fù)雜的土木工程不斷發(fā)展并得以實(shí)現(xiàn)，推進(jìn)了土木工程的科學(xué)快速發(fā)展。城市地下工程建設(shè)主要施工方法有明挖法、暗挖法、蓋挖法、盾構(gòu)法、沉管法、凍結(jié)法及注漿法等，也為地下空間開(kāi)發(fā)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
總之，我國(guó)土木工程的設(shè)計(jì)、施工和理論研究方面取得了很大的進(jìn)步，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家還是有一定的差距。未來(lái)土木工程不僅要加強(qiáng)新型結(jié)構(gòu)型式、新型建筑材料、新的技術(shù)手段的理論探索和應(yīng)用研究，更要加強(qiáng)土木工程理論和技術(shù)的融合與滲透，實(shí)現(xiàn)土木工程的更大突破。
3 土木工程的發(fā)展趨勢(shì)
前文根據(jù)筆者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，已經(jīng)闡述了土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀。經(jīng)過(guò)論證得出，土木工程理論的發(fā)展，土木工程設(shè)計(jì)的發(fā)展及土木工程施工的發(fā)展三者是息息相關(guān)的，互補(bǔ)關(guān)系，在具體施工中起到非常重要的作用，并不斷得到施工人員的喜愛(ài)。
3.1 向信息化趨勢(shì)發(fā)展
加快信息化建設(shè)并帶動(dòng)工業(yè)化，這是我們的國(guó)家提出的新時(shí)代的奮斗目標(biāo)。信息化建設(shè)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、智能信息處理技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)等進(jìn)行改造。通過(guò)信息化建設(shè)，使傳統(tǒng)控制方式下一些較難實(shí)現(xiàn)的高難度項(xiàng)目成為可能，信息化技術(shù)將全面革新設(shè)計(jì)技術(shù)和施工技術(shù)，在土木工程界已發(fā)揮了巨大的作用。以數(shù)字化信息處理技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為背景的技術(shù)服務(wù)系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)過(guò)渡到基于網(wǎng)絡(luò)的并行設(shè)計(jì)和協(xié)同控制，解決這一復(fù)雜設(shè)計(jì)系統(tǒng)的管理與協(xié)調(diào)需要協(xié)同技術(shù)。信息化的社會(huì)背景為只能建筑的興起提供了更為廣闊的空間，對(duì)信息資源和對(duì)使用者的信息服務(wù)及其與建筑的優(yōu)化組合，使人們獲得投資合理，都將被納入計(jì)算機(jī)輔助施工技術(shù)系統(tǒng)之中。
3.2向虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展
溝通的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在土木工程提供了一種新觀點(diǎn)和方法，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)等高新技術(shù)的綜合。虛擬技術(shù)是一種新的人機(jī)交互技術(shù)，讓人仿佛置身在現(xiàn)實(shí)世界中，一方面，將廣泛應(yīng)用于工程項(xiàng)目招標(biāo)投標(biāo)、施工過(guò)程和方法可以很好的進(jìn)行清算，其計(jì)算在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工過(guò)程仿真、復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程更有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。但環(huán)境模擬技術(shù)及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備是目前瓶頸耐久性土木工程研究。通過(guò)實(shí)現(xiàn)虛擬技術(shù)來(lái)解決這些問(wèn)題是一個(gè)最可能的是未來(lái)的發(fā)展方向。這種方法受到信息接收者經(jīng)驗(yàn)的限制，使得使用這種方法交流起來(lái)比較困難。虛擬技術(shù)是一種新的人機(jī)交互技術(shù)，可以將施工過(guò)程和方法很好的變現(xiàn)出來(lái)，通過(guò)虛擬技術(shù)的實(shí)現(xiàn)來(lái)解決這些問(wèn)題是未來(lái)最可能的發(fā)展方向之一。
3.3 向超大型土木工程方向發(fā)展
在21世紀(jì)，隨著新材料、新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)的出現(xiàn)，新的施工方法將更大規(guī)模土木工程建設(shè)、實(shí)現(xiàn)新突破。近年來(lái)，隨著大規(guī)模生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥、纖維和玻璃纖維混凝土和聚合物浸漬混凝土混凝土發(fā)達(dá)，帶來(lái)了土木工程結(jié)構(gòu)，新開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)等。碳纖維的應(yīng)用研究，土木工程領(lǐng)域中的另一個(gè)重大突破。如何合理使用高強(qiáng)度鋼也是一個(gè)重要的研究課題，和其他高性能混凝土復(fù)合材料也將朝著輕、強(qiáng)、良好的韌性和使用性能方面的開(kāi)發(fā)，既從數(shù)量的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)和用法的高性能材料需要進(jìn)一步增加。
3.4 向地下、太空、沙漠、海洋空間發(fā)展
空間資源越來(lái)越緊張，開(kāi)發(fā)地下、太空、沙漠和海洋空間是解決當(dāng)前空間和土地資源緊張的一個(gè)有效途徑。為了綜合利用地下空間資源，地下空間開(kāi)發(fā)逐步向深層發(fā)展，在地下空間開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用將加強(qiáng)。美籍華裔林銅柱博士就提出在月球上利用它上面的巖石生產(chǎn)水泥并預(yù)制混凝土構(gòu)件來(lái)組裝太空試驗(yàn)站，這也表明土木工程的活動(dòng)將有可能向太空發(fā)展。世界未來(lái)學(xué)會(huì)對(duì)下世紀(jì)初設(shè)想將西亞和非洲的沙漠改造成綠洲，研究開(kāi)發(fā)使用沙漠地區(qū)太陽(yáng)淡化海水的經(jīng)濟(jì)上是可行的方案。許多國(guó)家將建筑空間向海洋拓寬，船上設(shè)有小型噴氣式飛機(jī)的跑道、醫(yī)院、旅館、超市、飯店、理發(fā)店和娛樂(lè)場(chǎng)等。
結(jié)語(yǔ)
綜上所對(duì)土木工程發(fā)展的重要意義，土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)趨勢(shì)所述，土木工程行業(yè)是我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)，影響我國(guó)基本建設(shè)的行業(yè)，高新技術(shù)對(duì)土木工程這一傳統(tǒng)專業(yè)的改造及影響。因而我們對(duì)土木工程的研究和實(shí)踐也更加重視。
筆者認(rèn)為，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，土木工程行業(yè)是我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)，影響我國(guó)基本建設(shè)的行業(yè)，高新技術(shù)對(duì)土木工程這一傳統(tǒng)專業(yè)的改造及影響。如何順應(yīng)這一科技革命與創(chuàng)新的潮流，并研發(fā)新工藝、新技術(shù)、新型材料是未來(lái)土木工程發(fā)展的必然趨勢(shì)。我國(guó)土木工程的設(shè)計(jì)、施工和理論研究方面取得了很大的進(jìn)步，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家還是有一定的差距。未來(lái)土木工程不僅要加強(qiáng)新型結(jié)構(gòu)型式、新型建筑材料、新的技術(shù)手段的理論探索和應(yīng)用研究，更要加強(qiáng)土木工程理論和技術(shù)的融合與滲透，實(shí)現(xiàn)土木工程的更大突破。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞： 地方性院校；地方經(jīng)濟(jì)；土木工程；人才培養(yǎng)
Key words: local undergraduate college; local economy; civil engineering specialty; talents cultivation
中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2011）23-0219-02
0引言
榆林學(xué)院位于陜西榆林市，榆林是盛產(chǎn)能源礦產(chǎn)資源地方，被譽(yù)為中國(guó)的“科威特”。榆林學(xué)院是一所省屬綜合性本科院校，也是國(guó)家級(jí)能源化工基地和歷史文化名城榆林唯一的普通高校。它的前身是創(chuàng)建于1958年的綏德師范學(xué)院。在2003年成功地從師范?？茖W(xué)校轉(zhuǎn)型為地方綜合性本科院校。土木工程專業(yè)于2005年經(jīng)陜西省高等教育委員會(huì)批準(zhǔn)設(shè)立，并于同年9月開(kāi)始正式招生。無(wú)論從辦學(xué)條件、師資力量，相對(duì)于院校的同專業(yè)來(lái)說(shuō)，榆林學(xué)院土木工程專業(yè)都是一個(gè)嬰兒。在教育部頒發(fā)的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》和《工科本科引導(dǎo)性專業(yè)目錄》中將建筑工程專業(yè)調(diào)整為土木工程專業(yè)，設(shè)置了建筑結(jié)構(gòu)工程、市政工程、建筑經(jīng)濟(jì)與管理、道路與橋梁工程、巖土工程和水工結(jié)構(gòu)工程等6個(gè)專業(yè)方向[1]。合并之后的土木工工程專業(yè)被稱之為“大土木工程”，它涵蓋了原來(lái)的建筑工程、交通工程、礦建、城鎮(zhèn)建設(shè)、工業(yè)設(shè)備安裝工程、飯店工程、涉外工程、土木工程等八個(gè)專業(yè)，范圍更廣、支系更多、科目更為復(fù)雜。近些年，“大土木工程”對(duì)人才培養(yǎng)的規(guī)格和模式提出了新的要求，使得地方本科院校土木工程專業(yè)不斷改革課程體系、優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，用以服務(wù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)。榆林學(xué)院土木工程專業(yè)正處于起步階段，而此階段人才培養(yǎng)的核心問(wèn)題是如何在人才培養(yǎng)模式上凸顯“地方性”與“應(yīng)用性”，怎樣能夠適應(yīng)本地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和區(qū)域建設(shè)的需要，尋找適應(yīng)性較強(qiáng)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。
1服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)的本科院校人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位
服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)的本科院校土木工程專業(yè)在人才培養(yǎng)模式上的凸出點(diǎn)在于“地方性”與“應(yīng)用性”，那么地方經(jīng)濟(jì)的建設(shè)需要應(yīng)用性的高級(jí)技術(shù)人才[3]。從地方本科院校走出去的學(xué)生較大多數(shù)留在地方，為地方建設(shè)出份自己的力量。人才培養(yǎng)的模式中就要突出地方性，即地方高等學(xué)校培養(yǎng)的人才，主要用于為本地區(qū)服務(wù)。因此在本科培養(yǎng)教育的同時(shí)也要與本地區(qū)緊密結(jié)合起來(lái)，為本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。
榆林學(xué)院處在榆林經(jīng)濟(jì)大力發(fā)展的優(yōu)勢(shì)下，城市及周邊的建設(shè)也在飛速發(fā)展，同時(shí)又是僅有的一所本科院校。榆林由于所處陜西最北邊，處于黃土高原和毛烏素大沙漠的交界地帶，因此環(huán)境相對(duì)較差。陜西省知名院校如西安建筑科技大學(xué)、長(zhǎng)安大學(xué)、西安交通大學(xué)等畢業(yè)的學(xué)生大多數(shù)進(jìn)入名企工作、大中城市工作或繼續(xù)學(xué)習(xí)。在這樣的就業(yè)情況下，使得榆林的市場(chǎng)中土木工程專業(yè)人才空缺較大。我校要抓住市場(chǎng)空缺，采用獨(dú)特的培養(yǎng)方案培養(yǎng)出一批獨(dú)具地方特色的土木工程人才。
在充分分析榆林地區(qū)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，準(zhǔn)確地定位我校土木工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，首先，需找差距，這里的差距不僅僅是自己與重點(diǎn)院校的差別，還有學(xué)生質(zhì)量的差距。其次，明確地方本科院校培養(yǎng)人才的去向，即為誰(shuí)培養(yǎng)專業(yè)人才。土木工程專業(yè)為本行業(yè)的企事業(yè)單位的基層建設(shè)部門、中、小城市的大、中、小型建設(shè)管理部門輸送高級(jí)技術(shù)人才。再次，明確地方本科院校能夠培養(yǎng)出怎樣的高級(jí)人才。土木工程人才必須要是土建施工方面的技術(shù)人員，同時(shí)也要求技術(shù)人員具備建筑裝飾、給水系統(tǒng),電氣、暖通空調(diào)設(shè)備安裝施工方面的知識(shí)；這些人才的特點(diǎn)是“現(xiàn)場(chǎng)工程師”，而不是研究開(kāi)發(fā)型人才；同時(shí)還要有一定的管理知識(shí)、經(jīng)濟(jì)知識(shí)、外語(yǔ)和計(jì)算機(jī)知識(shí)，相應(yīng)的人文社會(huì)科學(xué)方面的素質(zhì)，較好的心理素質(zhì)和一定的社會(huì)交往能力。
從2005年招生以來(lái)，結(jié)合我?！傲⒆阌芰?、輻射周邊，為榆林及周邊的建設(shè)培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才”的發(fā)展目標(biāo)，本著“合理定位、明確方向、尋求特色”的專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)思想，加強(qiáng)土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)、模式的研究與實(shí)踐，強(qiáng)化課程體系建設(shè)和改革；重視學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)；確保教學(xué)質(zhì)量；加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，加強(qiáng)校企交流合作，結(jié)合設(shè)計(jì)院建設(shè)提高教學(xué)、科研水平；完善教學(xué)設(shè)施；強(qiáng)化教學(xué)管理制度建設(shè)，加大實(shí)施力度。密切聯(lián)系企業(yè)，服務(wù)經(jīng)濟(jì)，服務(wù)社會(huì)，充分利用地域優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)合作，積極與房地產(chǎn)、施工、監(jiān)理、設(shè)計(jì)院等相關(guān)領(lǐng)域企業(yè)進(jìn)行交流、協(xié)作，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)校企相結(jié)合辦學(xué)。探索適合榆林地區(qū)及周邊省市經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，大力培養(yǎng)土木工程專業(yè)人才，并與地方經(jīng)濟(jì)相適應(yīng)，將更有助于推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
2地方本科院校土木工程專業(yè)培養(yǎng)特點(diǎn)
榆林學(xué)院土木工程專業(yè)提出擴(kuò)寬專業(yè)口徑，增強(qiáng)人才的適應(yīng)能力的培養(yǎng)特點(diǎn)，即“厚基礎(chǔ)，寬口徑”的教育思路[2]，培養(yǎng)立足于地方，面向地方實(shí)際，滿足地方需求，注重素質(zhì)教育的土木工程專業(yè)人才。
“厚基礎(chǔ)”的學(xué)生往往動(dòng)手能力較弱，畢業(yè)以后更多選擇進(jìn)一步的學(xué)習(xí)深造，較少傾向于生產(chǎn)第一線。因此，“寬口徑”是在建立在多種職能上，其中以一種職能為主的前提下，專業(yè)面盡可能地拓寬；而“厚基礎(chǔ)”指建立在一種具有厚實(shí)的、較寬的專業(yè)基礎(chǔ)之上的專門化教育。廣博與精深、通才與專才應(yīng)當(dāng)在矛盾的基礎(chǔ)上予以統(tǒng)一[4,5]。
以榆林學(xué)院為例，土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式以厚基礎(chǔ)，寬口徑為主，同時(shí)還特別注重實(shí)踐教育。具體體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：第一，培養(yǎng)的學(xué)生首先要具備一定的生存發(fā)展技能。目前地方院校畢業(yè)生的就業(yè)壓力日趨增大，剛走出大學(xué)校門的學(xué)生由于缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而被用人單位拒之門外。在學(xué)習(xí)理論的同時(shí)我校增加了“工程實(shí)訓(xùn)”的課程；第二，培養(yǎng)特色應(yīng)體現(xiàn)在學(xué)生較強(qiáng)的動(dòng)手能力和良好的適應(yīng)能力上，我校不斷開(kāi)展各類建筑工程設(shè)計(jì)、實(shí)訓(xùn)技能大賽。地方院校凝練專業(yè)特色，必須以能力培養(yǎng)為主導(dǎo)，強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)為重點(diǎn)，突出應(yīng)用性和實(shí)用性；第三，在課程設(shè)置上，基礎(chǔ)理論知識(shí)以“必需、夠用”為原則，專業(yè)理論知識(shí)以“突出重點(diǎn)、兼顧其它”為原則。
3明確服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì)的本科土木工程專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)、課程體系要求
3.1 劃分專業(yè)方向目前大多數(shù)院校將土木工程劃分為建筑工程、道路橋梁工程和巖土與地下工程方面，我校土木工程專業(yè)的專業(yè)方向設(shè)置現(xiàn)階段應(yīng)以建筑工程方向?yàn)橹?，待土木工程專業(yè)師資、實(shí)驗(yàn)條件等達(dá)到一定基礎(chǔ)后，在開(kāi)設(shè)道路與橋梁工程、巖土工程專業(yè)方向。
3.2 優(yōu)化本科土木工程專業(yè)的課程體系課程體系設(shè)置是實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)和基本規(guī)格要求的主要依據(jù)和基本保障[6]。在滿足新的課程體系中應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)理論教學(xué)，針對(duì)土木工程專業(yè)需要的知識(shí)結(jié)構(gòu)、綜合素質(zhì)要求，按照專業(yè)教育與素質(zhì)教育相融合要求，結(jié)合我校教學(xué)計(jì)劃制定的相關(guān)文件，大體把內(nèi)容和課程分為公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)方向課和素質(zhì)拓展課以及實(shí)踐教學(xué)部分。
專業(yè)基礎(chǔ)課要求學(xué)生掌握本專業(yè)基本的科學(xué)原理與工程的關(guān)系，以及它們?cè)诠こ虒?duì)象中的應(yīng)用法則，掌握實(shí)驗(yàn)、運(yùn)算、分析的方法以及初步的設(shè)計(jì)方法，這是學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)課和分方向?qū)W習(xí)的重要基礎(chǔ)。課程包括高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、大學(xué)物理、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、電工電子學(xué)、工程制圖、房屋建筑學(xué)、土力學(xué)、土木工程材料、土木工程測(cè)量、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理等。
專業(yè)方向課要求學(xué)生掌握本專業(yè)主要的工程設(shè)計(jì)與工程施工的知識(shí)[7]。學(xué)生在大三開(kāi)始根據(jù)個(gè)人特長(zhǎng)、愛(ài)好與興趣、就業(yè)形勢(shì)、地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要等，從設(shè)定的三個(gè)專業(yè)方向中完整地選擇一個(gè)方向的課程組學(xué)習(xí)。在專業(yè)方向中分為專業(yè)方向限選課和任選課。對(duì)于限選課來(lái)說(shuō)，選課時(shí)要求學(xué)生主修三個(gè)方向模塊中的一組課程，掌握一門學(xué)科的專業(yè)知識(shí)，具有從事某一行業(yè)工作的能力；而任選課可以根據(jù)個(gè)人的興趣愛(ài)好可以選一些認(rèn)為有幫助的課程。
實(shí)踐性教學(xué)是土木工程專業(yè)非常重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)于培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高質(zhì)量人才有著不可替代的重要作用。加強(qiáng)土木工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)模式革新的亮點(diǎn)。改變以往觀念陳舊、重課堂、輕實(shí)踐的現(xiàn)象，使得理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)完美結(jié)合。我校實(shí)踐教學(xué)分為專業(yè)基本技能訓(xùn)練、專業(yè)技能訓(xùn)練和綜合能力訓(xùn)練[8]。實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐環(huán)節(jié)要求工民建方向的課程包括混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)、土木工程施工組織設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)等，學(xué)完這些課程就具備了工業(yè)與民用建筑的設(shè)計(jì)、施工和管理的知識(shí)結(jié)構(gòu)。專業(yè)素質(zhì)拓展課要求學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的前提下，還能夠熟練操作計(jì)算機(jī)繪圖，能夠看懂、讀懂專業(yè)文章，包括專業(yè)英語(yǔ)、建筑CAD、各種軟件培訓(xùn)。
4結(jié)語(yǔ)
地方院校肩負(fù)著地方區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)輸送人才的重任，在構(gòu)建有特色的土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式時(shí)，不能單一的仿效重點(diǎn)高校的辦學(xué)模式，應(yīng)認(rèn)真分析地方特點(diǎn)和人才需求的特征，面向地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)，合理設(shè)置課程體系，這樣，培養(yǎng)的人才才能適應(yīng)地方、服務(wù)地方。
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2土木工程結(jié)構(gòu)中的抗震技術(shù)發(fā)展
2.1合理選擇地基場(chǎng)地
合理選擇地基場(chǎng)地是促進(jìn)我國(guó)土木工程抗震技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)保障。在實(shí)際施工過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該結(jié)合實(shí)際施工狀況選擇合理的施工場(chǎng)地，施工人員必須深入施工現(xiàn)場(chǎng)，了解土木工程所在地的地質(zhì)狀況，明確該地段的地震活躍狀況，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際地震發(fā)生情況對(duì)可能出現(xiàn)地震區(qū)域進(jìn)行分析，研究人員還應(yīng)該準(zhǔn)確地評(píng)定該區(qū)域一旦發(fā)生地震后地震的等級(jí)以及毀壞程度等。選址過(guò)程中，應(yīng)該盡量少選擇不利于施工的場(chǎng)地，如果建設(shè)項(xiàng)目中必然存在施工困難的區(qū)域，施工人員應(yīng)該對(duì)該區(qū)域的地質(zhì)加工加固，經(jīng)過(guò)篩選后的地基應(yīng)該處在密度較高或者巖石較多的基土位置，從根本上提高建筑物的抗震能力。
2.2關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則特性
實(shí)際施工中，為提高土木工程的抗震能力，施工人員還應(yīng)該更高度關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則特性。土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該盡量選擇最簡(jiǎn)單的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，與此同時(shí)確保結(jié)構(gòu)的規(guī)律特性，在實(shí)際施工過(guò)程中，在合理分布建筑物承載能力的同時(shí)，還能提高建筑物的穩(wěn)定性和牢固性。如果土木工程的結(jié)構(gòu)不規(guī)則，施工時(shí)鋼心和建筑物結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的交錯(cuò)現(xiàn)象，一旦發(fā)生地震建筑物架構(gòu)將出現(xiàn)嚴(yán)重偏離，整體強(qiáng)度降低后土木工程的穩(wěn)定性也隨之降低。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則特性，減少因建筑結(jié)構(gòu)不規(guī)則引發(fā)的地震災(zāi)害。
2.3合理選擇建筑結(jié)構(gòu)原材料
合理選擇建筑結(jié)構(gòu)原材料是提高建筑物整體質(zhì)量的基礎(chǔ)保障。鋼筋材料在土木工程施工中使用范圍非常廣，鋼筋材料的質(zhì)量直接決定建筑物的整體抗震能力。因此，施工人員應(yīng)該結(jié)合建筑施工的實(shí)際狀況，選擇合適的材料，在考慮鋼筋韌性的同時(shí)還應(yīng)該充分考慮鋼筋的受力方向與豎直方向。在選取土木工程施工中使用其他材料時(shí)，施工人員在考慮材料抗震性能的同時(shí)還應(yīng)該注重成本控制，從根本上為土木工程的發(fā)展提供動(dòng)力。
2.4合理設(shè)計(jì)隔震及消能減震項(xiàng)目
地震常發(fā)帶對(duì)土木工程的抗震能力要求非常高，土木工程不僅要具備基本的抗震能力還應(yīng)該具有隔震和消能減震的作用。因此，土木工程研究人員應(yīng)該在選址期間確保地基的密實(shí)性和穩(wěn)定性，從根本上降低地震對(duì)建筑物整體質(zhì)量的影響。另外，研究人員還應(yīng)該結(jié)合建筑物自身存在差異，明確各建筑物的隔震系數(shù)，選擇合適的隔震支座，提高建筑物的抗震性能。最后，研究人員還應(yīng)該設(shè)計(jì)合適的隔震和抗震構(gòu)建，明確建筑用材的延性，減小地震對(duì)建筑物的破壞。
2.5加固設(shè)計(jì)
第一，如果土木工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該及時(shí)增加構(gòu)建的數(shù)量，以增強(qiáng)土木工程整體強(qiáng)度為依據(jù)，提高建筑物的整體抗震性能。第二，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該通過(guò)增強(qiáng)建筑物承載性的方法提高土木工程的抗震能力，在擴(kuò)大建筑物原截面的同時(shí)，增加構(gòu)建提高建筑物的穩(wěn)固性。第三，如果建筑物的整體結(jié)構(gòu)不符合土木工程抗震標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該及時(shí)調(diào)整建筑物整體結(jié)構(gòu)，在分散地震力的過(guò)程中減少地震對(duì)建筑帶來(lái)的損壞。
縱觀土木工程發(fā)展史，土木工程建設(shè)在和自然斗爭(zhēng)中經(jīng)歷了古代、近代和現(xiàn)代3個(gè)歷史時(shí)期，從最初的萌芽時(shí)期和形成時(shí)期到如今的發(fā)達(dá)時(shí)期和成熟時(shí)期。從最初的簡(jiǎn)陋住房到如今的多功能超高型建筑，可以說(shuō)，土木工程業(yè)已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著科技的發(fā)展和人民生活水平的提高，土木工程行業(yè)越來(lái)越成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，土木工程中越來(lái)越體現(xiàn)了技術(shù)與創(chuàng)新的作用，誰(shuí)能在世紀(jì)之交把握住土木工程學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)，誰(shuí)就能在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代開(kāi)創(chuàng)土木工程學(xué)科的新紀(jì)元。
1土木工程的涵義
土木工程是指建造各類工程設(shè)施的科學(xué)、技術(shù)和工程的總稱。土木工程的含義可從兩方面去理解。一層含義是指與人類生活、生產(chǎn)活動(dòng)有關(guān)的各類工程設(shè)施，如建筑工程、公路與城市道路工程、局壩水電和水利工程、鐵路工程、橋梁工程、隧道工程、地下空間開(kāi)發(fā)利用工程等。另一層含義是指為了建造工程設(shè)施應(yīng)用材料、工程設(shè)備在土地上所進(jìn)行的勘察、設(shè)計(jì)、施工等工程技術(shù)活動(dòng)。
2土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀
自從20世紀(jì)中葉第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以來(lái)，土木工程業(yè)取得了飛速的發(fā)展，這時(shí)期的土木工程擁有良好的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，先進(jìn)的工程設(shè)施體系和持久耐用的建筑材料，并且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷提高，也為土木工程的發(fā)展注入了新鮮的血液，為此當(dāng)今的土木工程呈現(xiàn)出以下幾個(gè)特點(diǎn)：①工程功能化;②交通高速化;③施工過(guò)程工業(yè)化;④理論研究精密化。為了適應(yīng)時(shí)展的需要，世界各國(guó)都建造了很多標(biāo)志性建筑，例如我國(guó)上海的環(huán)球經(jīng)融中心大廈，樓高492米，還有中國(guó)臺(tái)灣的臺(tái)北101大廈高508米，它們的出現(xiàn)都是當(dāng)代土木工程師們智慧的結(jié)晶，如今，我國(guó)新的高樓大廈、展覽中心、鐵路、公路、橋梁、港口航道及大型水利工程在祖國(guó)各地如雨后春筍般地涌現(xiàn)，新結(jié)構(gòu)、新材料、新技術(shù)被大力研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。發(fā)展之快，數(shù)量之巨，令世界各國(guó)驚嘆不已。
3土木工程的發(fā)展趨勢(shì)
3.1高性能材料的發(fā)展
隨著未來(lái)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，鋼材將朝著高強(qiáng)、具有良好的塑性、韌性和可焊性方向發(fā)展。日本、美國(guó)、俄羅斯等國(guó)家已經(jīng)把屈服點(diǎn)為700N/mm2以上的鋼材列人了規(guī)范;如何合理利用高強(qiáng)度鋼也是一個(gè)重要的研究課題。單一的材料將難以滿足要求，復(fù)合材料也就應(yīng)運(yùn)而生，另外，材料的功能也將從單一的功能向多功能方向發(fā)展，并且為了適應(yīng)土木領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展，材料的使用也必須節(jié)能和環(huán)保。
3.2計(jì)算機(jī)應(yīng)用
隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用普及和結(jié)構(gòu)計(jì)算理論日益完善，信息和智能化技術(shù)將全面引入土木工程，計(jì)算結(jié)果將更能反映實(shí)際情況，從而更能充分發(fā)揮材料的性能并保證結(jié)構(gòu)的安全。計(jì)算機(jī)技術(shù)的引入將對(duì)土木工程領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生巨大的改善，其主要有四個(gè)方面的改善，分別為信息化施工、智能化建筑、智能化交通、土木工程分析的仿真系統(tǒng)。人們通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)將會(huì)設(shè)計(jì)出更為優(yōu)化的方案進(jìn)行土木工程建設(shè)，以縮短工期、提高經(jīng)濟(jì)效益。
3.3環(huán)境工程
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)越來(lái)越成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)話題，氣候問(wèn)題更是對(duì)人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了巨大的影響，為了更好地滿足人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，土木工程與環(huán)境工程必將融為一體不可分割，城市綜合癥、霧霾、土地荒漠化、氣候變異、冰川消融、海水上升等一系列問(wèn)題無(wú)不與土木工程息息相關(guān)，對(duì)于當(dāng)代土木工程師來(lái)說(shuō)，如何有效合理地解決大型乃至超大型建筑建設(shè)對(duì)環(huán)境的污染等問(wèn)題，必將是土木工程師們?cè)谖磥?lái)重點(diǎn)研究和思考的課題。
3.4建筑工業(yè)化
隨著建筑業(yè)體制改革的不斷深化和建筑規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，建筑業(yè)發(fā)展較快，物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)顯著增強(qiáng)，但從整體看，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高幅度不大，質(zhì)量問(wèn)題較多，整體技術(shù)進(jìn)步緩慢。為確保各類建筑最終產(chǎn)品特別是住宅建筑的質(zhì)量和功能，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加快建設(shè)速度，改善勞動(dòng)條件，大幅度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率已是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)，為了適應(yīng)土木建筑領(lǐng)域快速高效的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)化是必然的趨勢(shì)。它的發(fā)展有四個(gè)重要方向：建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)配件生產(chǎn)施工化，施工機(jī)械化和組織管理科學(xué)化。
3.5海底建筑
2010年4月26日，隨著中國(guó)大陸第一條海底隧道廈門翔安海底隧道建成通車，中國(guó)海洋這片美麗而又神秘的領(lǐng)域，在中國(guó)土木工程師偉大的探索與創(chuàng)新下，逐漸揭開(kāi)了面紗，在今后的幾十年甚至幾百年，海底建筑將會(huì)是一種全新的建筑形式，有效利用海底空間是未來(lái)土木工程發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)，同時(shí)也對(duì)土木行業(yè)提出了巨大的挑戰(zhàn)。目前在全球范圍內(nèi)，較為出名的海底建筑有馬爾代夫的海底餐廳、迪拜的水鐵餅酒店，相信在不久的將來(lái)，一定會(huì)有更多奇特的海底建筑出現(xiàn)。
3.6結(jié)構(gòu)形式
隨著當(dāng)今計(jì)算理論和計(jì)算手段的進(jìn)步以及新材料新工藝的出現(xiàn)，為結(jié)構(gòu)形式的革新提供了有利條件。土木工程中一些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)工程的計(jì)算將得到解決，空間結(jié)構(gòu)將得到更廣泛的應(yīng)用，不同受力形式的結(jié)構(gòu)融為一體，結(jié)構(gòu)形式將更趨于合理和安全。
3.7新能源和能源多極化
引言
結(jié)合社會(huì)進(jìn)程的各個(gè)階段發(fā)展情況分析，土木工程建筑都起著重要的推進(jìn)作用。就我國(guó)目前經(jīng)濟(jì)建設(shè)情況而言，國(guó)民經(jīng)濟(jì)中土木工程的作用日益重要。結(jié)合土木工程的發(fā)展歷史來(lái)看，無(wú)論是在實(shí)際應(yīng)用還是科技研究方面都取得了喜人成績(jī)，特別近幾年的飛速發(fā)展，促使土木工程建設(shè)方面有了重大飛躍，本文作者結(jié)合目前土木工程建設(shè)現(xiàn)實(shí)科研與未來(lái)發(fā)展情況分析未來(lái)土木工程的發(fā)展形勢(shì)，結(jié)合作者觀點(diǎn)全面分析土木工程發(fā)展未來(lái)。
1、就目前發(fā)展形勢(shì)，分析土木工程當(dāng)前形勢(shì)
目前土木工程研究的對(duì)象主要集中在以下幾個(gè)方面：
1.1高層建筑擁有全新的發(fā)展時(shí)期
目前在土木工程修建過(guò)程中，不僅原料、構(gòu)造方法、施工技術(shù)等方面有所變化，自動(dòng)化的施工方法也被普遍應(yīng)用，建筑規(guī)模也有所增大，建筑的數(shù)量不斷增多，而且高度也有所提升。我國(guó)很多城市的建筑水平已經(jīng)在世界排名中位于前列，高層建筑的發(fā)展形勢(shì)擁有了一個(gè)全新局面。
1.2目前土木工程發(fā)展情況，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方面必然會(huì)有所變化
在許多情況下風(fēng)荷載和地震荷載已成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制因素，因此大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系抗風(fēng)抗震的設(shè)計(jì)理論及其相關(guān)問(wèn)題正在被極大的關(guān)注。相關(guān)的研究課題將包括設(shè)計(jì)地震動(dòng)及災(zāi)害性風(fēng)荷載的作用機(jī)理，特大跨度橋梁的結(jié)構(gòu)體系及抗風(fēng)抗震。同時(shí)，“以柔克剛”的抗震思想在結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)中將進(jìn)一步得到體現(xiàn)，現(xiàn)代振動(dòng)問(wèn)題正在向著自適應(yīng)控制、智能控制、吸震減震技術(shù)研究方向發(fā)展，土木工程結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)、災(zāi)害結(jié)構(gòu)相應(yīng)控制等基礎(chǔ)性的研究將會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)。
1.3土木工程發(fā)展關(guān)注重心將轉(zhuǎn)移地下施工建設(shè)與開(kāi)發(fā)方面
隨著人口數(shù)量的不斷遞增，在世界范圍內(nèi)都出現(xiàn)空間資源利用緊張，所以開(kāi)發(fā)利用地下資源將成為緩解空間緊張最有效的方法，無(wú)論是在其他國(guó)家還是國(guó)內(nèi)的發(fā)展城市中，地下施工建設(shè)和開(kāi)發(fā)都成為城市發(fā)展的重點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)城市應(yīng)用地下工程建設(shè)技術(shù)已經(jīng)能夠達(dá)到世界先進(jìn)水平，這必將帶來(lái)地下空間合理利用的又一個(gè)起點(diǎn)。
2、科技信息化為土木工程發(fā)展帶來(lái)新的契機(jī)
隨著科技信息化的不斷進(jìn)步，也帶動(dòng)了其他行業(yè)的發(fā)展，這也是目前新形式下國(guó)家發(fā)展的方向?？萍夹畔⒒褪抢每萍荚O(shè)備實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代科技提升工程效率，并且最大限度的降低工程成本。通過(guò)科技信息化建設(shè)過(guò)程，使現(xiàn)代化的建設(shè)理念貫穿土木工程發(fā)展全過(guò)程，甚至在以往工程建筑技術(shù)難以完成的建筑工程。通過(guò)科技信息化在土木工程方面的擴(kuò)大應(yīng)用，不僅提升了建筑工藝，也擴(kuò)大了建筑領(lǐng)域，為土木工程的發(fā)展帶來(lái)了嶄新的機(jī)會(huì)。
2.1土木工程中的“三S”系統(tǒng)應(yīng)用與推廣
遙感技術(shù)（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）的集成綜合，構(gòu)成整體，實(shí)時(shí)，動(dòng)態(tài)的對(duì)地觀測(cè)，判別，分析應(yīng)用，在土木工程界已發(fā)揮了巨大的作用，并具有廣闊的前景。近年來(lái)提出的“數(shù)字城市”的要領(lǐng)就是在“三S”系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，即綜合應(yīng)用GIS、遙感、遙測(cè)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體、及虛擬仿真對(duì)城市的基礎(chǔ)設(shè)施、功能機(jī)制進(jìn)行自動(dòng)采集，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理和輔助決策服務(wù)，顯然，“數(shù)字城市”是以數(shù)字化信息處理技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為背景的技術(shù)服務(wù)系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的使用和全國(guó)推廣，必將把我國(guó)的城市規(guī)劃建設(shè)與運(yùn)營(yíng)提升到一個(gè)新的水平。
2.2技術(shù)控制方式現(xiàn)在以及未來(lái)發(fā)展形勢(shì)
對(duì)于一個(gè)大型的復(fù)雜工程項(xiàng)目，可能需要多個(gè)成員甚至多個(gè)設(shè)計(jì)部門的參與和設(shè)計(jì)，也需要其他的在線咨詢與協(xié)同工作，或由分布在不同的地域的設(shè)計(jì)人員，設(shè)計(jì)分支機(jī)構(gòu)，協(xié)作單位或部門使用不同的軟硬件平臺(tái)和不同的設(shè)計(jì)手段在同一規(guī)定的時(shí)間段完成。針對(duì)電子數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的方便應(yīng)用，目前國(guó)外以開(kāi)發(fā)出系列化的雙向無(wú)線電通訊設(shè)備，用于工地的聯(lián)絡(luò)，以及利用GPS技術(shù)的人機(jī)通訊設(shè)備。信息技術(shù)的發(fā)展，已使得國(guó)際承包商可以克服地域的壁壘。
2.3土木工程的應(yīng)用離不開(kāi)對(duì)于現(xiàn)實(shí)模擬技術(shù)
在傳統(tǒng)的土木工程中，人們不得不用一些平面圖紙，用特定的符號(hào)傳遞大量的信息和數(shù)據(jù)，這種方法受到信息接收者的行業(yè)、知識(shí)結(jié)構(gòu)和經(jīng)驗(yàn)等的限制，而且隨著新時(shí)代土木工程的復(fù)雜程度的不斷提高，使得使用這種方法交流起來(lái)比較困難。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為土木工程中的交流提供了一種新的前景和手段。另一方面，它在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的計(jì)算、施工過(guò)程的模擬等復(fù)雜計(jì)算過(guò)程中更有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)計(jì)算機(jī)三維圖形技術(shù)實(shí)現(xiàn)可視化計(jì)算，可以將設(shè)計(jì)參數(shù)變化以后的結(jié)果直觀的顯示出來(lái)，在結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面也會(huì)出現(xiàn)一個(gè)很大的飛躍。通過(guò)虛擬技術(shù)的應(yīng)用，將設(shè)計(jì)時(shí)間和施工時(shí)間相對(duì)縮短，空問(wèn)相對(duì)縮小，通過(guò)計(jì)算機(jī)計(jì)算和人機(jī)交互，對(duì)最佳方案的選擇使得獲得最佳工期、最低費(fèi)用和對(duì)資源的最有效合理利用成為可能，對(duì)工程施工的質(zhì)量把握的更為準(zhǔn)確、科學(xué)。
土木工程能夠使用的時(shí)間，以及在不同空間內(nèi)的發(fā)展，都成為科技人員重視的研究問(wèn)題，環(huán)境對(duì)于建筑影響，以及結(jié)構(gòu)在不同空間內(nèi)有什么變化，也是未來(lái)一段時(shí)間的研究方向。而模擬技術(shù)的擴(kuò)大應(yīng)用，使這些熱點(diǎn)研究問(wèn)題得到很好的控制和解決，土木工程的發(fā)展趨勢(shì)因?yàn)槟M技術(shù)應(yīng)用而實(shí)現(xiàn)了更廣闊的空間。
結(jié)束語(yǔ)
無(wú)論是國(guó)家的發(fā)展，還是一個(gè)城市的建設(shè)，都離不開(kāi)建筑業(yè)的支持，就土木工程的發(fā)展趨勢(shì)而言，不僅是國(guó)家建設(shè)的迫切需要，也是緩解空間資源緊缺最有效的方法，雖然，土木工程建筑在過(guò)去人類文明進(jìn)程方面，已經(jīng)取得了卓越成績(jī)，文中介紹了目前土木工程所涉及的幾個(gè)方面，也結(jié)合科技信息化下土木工程的發(fā)展趨勢(shì)有所介紹。結(jié)合土木工程這一專業(yè)現(xiàn)實(shí)情況而言，新技術(shù)與信息化所帶來(lái)的不僅是技術(shù)方面的革新，同時(shí)也是發(fā)展領(lǐng)域拓展與實(shí)現(xiàn)，如何能夠在國(guó)家發(fā)展與社會(huì)建設(shè)的大形勢(shì)下，土木工程行業(yè)的發(fā)展也出現(xiàn)革命性的轉(zhuǎn)機(jī)，這是每一位土木工程專業(yè)人員所肩負(fù)的責(zé)任與任務(wù)，希望本文能夠?qū)τ邢嚓P(guān)需要的讀者有所幫助。
關(guān)鍵詞:
專業(yè)需求;共性問(wèn)題;個(gè)性要求;課程建設(shè)
土木工程材料課程是土木工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，課程教學(xué)目的是使未來(lái)的建設(shè)工程師了解和掌握工程中常用材料的基本性能與應(yīng)用方法，為今后工程實(shí)踐或科研工作提供必要的基本知識(shí)和技能［1－2］。作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，土木工程材料課程在專業(yè)課程學(xué)習(xí)中起到了承上啟下的作用，直接關(guān)系到后續(xù)課程的學(xué)習(xí)［3］。土木工程材料課程的前身是建筑材料課程。為適應(yīng)工程建設(shè)需要，土木工程專業(yè)在專業(yè)調(diào)整時(shí)提出了“大土木工程”概念，主要涵蓋了建筑工程、道路工程、橋梁工程、市政工程、隧道及地下工程、港口工程和水利水電工程等多個(gè)專業(yè)［1］。這些細(xì)化后不同專業(yè)的建設(shè)材料基礎(chǔ)都發(fā)源于建筑工程材料，工程技術(shù)人員的材料知識(shí)基礎(chǔ)也是建筑材料。專業(yè)調(diào)整后不同專業(yè)學(xué)生所學(xué)的課程名稱變更為土木工程材料，但其教材編排與教學(xué)大綱未作針對(duì)性調(diào)整，課程內(nèi)容與原來(lái)的建筑材料相比并未有太大變化，更多的只是原有建筑材料課程內(nèi)容的簡(jiǎn)單翻版，主要強(qiáng)調(diào)了材料的生產(chǎn)工藝與性能，忽略了不同專業(yè)的材料應(yīng)用需求，并不完全適合不同專業(yè)方向的學(xué)生培養(yǎng)。鑒于以上原因，文章分析了不同土木工程材料方向的共性問(wèn)題與個(gè)性要求，提出了以提升學(xué)生專業(yè)素質(zhì)為目的，面向不同專業(yè)需求進(jìn)行土木工程材料課程建設(shè)的幾點(diǎn)建議。
一、土木工程專業(yè)材料共性問(wèn)題
隨著工程實(shí)踐的需要和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，土木工程學(xué)科已發(fā)展成為內(nèi)涵廣泛、門類眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的綜合體系。其專業(yè)分支包括建筑與市政工程、道路與橋梁工程、隧道及地下工程、水利工程等。其中有些分支，如水利工程，由于自身工程對(duì)象的增多以及專有技術(shù)的發(fā)展，已從土木工程中分化出來(lái)，成為獨(dú)立的學(xué)科體系，但是它們?cè)诤艽蟪潭壬先跃哂型聊竟こ痰膶W(xué)科共性。
(一)材料組成、性能與應(yīng)用的關(guān)系
對(duì)于土木工程技術(shù)人員而言，正確選擇與使用材料，要求理解和掌握材料的性能。材料的性能又決定于材料的組成與結(jié)構(gòu)，材料的不同應(yīng)用環(huán)境又決定了材料需要具備不同的組成與結(jié)構(gòu)，材料組成結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用三者的關(guān)系。材料的組成與結(jié)構(gòu)內(nèi)容包括以下方面:(1)所用材料是有機(jī)材料還是金屬材料，抑或是無(wú)機(jī)非金屬材料;(2)材料是晶體材料還是非晶體材料，以及材料的孔隙結(jié)構(gòu)大小與類型等。這些組成與結(jié)構(gòu)決定了材料強(qiáng)度大小、屬于脆性材料還是韌性材料，其彈性模量如何，以及環(huán)境溫度、濕度、化學(xué)侵蝕等對(duì)材料的結(jié)構(gòu)與性能有無(wú)影響等;(3)每一類土木工程都有自己特殊的環(huán)境因素，鐵路與公路路基要考慮地下水與土壤中的溫度變化與侵蝕性物質(zhì)影響，隧道與地下結(jié)構(gòu)的挖掘必須考慮巖石的穩(wěn)定性與地下水的防排水，房屋建筑必須考慮居住與使用的舒適性和適用性;(4)相同種類的工程，還必須考慮四季交替，是靠近海洋還是鹽堿或沙漠等環(huán)境影響，任何工程都必須考慮材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能是否適應(yīng)環(huán)境要求。
(二)材料強(qiáng)度的要求
不同土木工程對(duì)材料的共同要求還體現(xiàn)在，所有工程中用到的材料都必須具備基本的強(qiáng)度要求。橋梁的橋墩、橋身，建筑工程中的梁、柱等結(jié)構(gòu)構(gòu)件要求其材料具有足夠的抗壓強(qiáng)度或抗折強(qiáng)度等，以承受結(jié)構(gòu)荷載。房屋建筑中的墻體材料、橋梁上的欄桿等也需要足夠高的強(qiáng)度，以承受自重或荷載。建筑裝飾的涂料與基層之間、建筑保溫系統(tǒng)中的各個(gè)構(gòu)造之間、道路工程中的瀝青路面與混凝土基層之間，都需要足夠的粘結(jié)強(qiáng)度以保證材料間的相互協(xié)同作用。因此，具備適宜的強(qiáng)度是土木工程對(duì)材料的最基本要求，也是其共性問(wèn)題。
(三)結(jié)構(gòu)耐久性的要求
土木工程材料對(duì)耐久性的定義是，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，材料抵抗周圍各種介質(zhì)的侵蝕而不被破壞的能力。土木工程材料在使用過(guò)程中，除內(nèi)在原因使其組成結(jié)構(gòu)及性能發(fā)生變化以外，更多的是受到使用環(huán)境中各種因素的侵蝕作用，侵蝕作用包括物理、機(jī)械、化學(xué)和生物作用等，如金屬材料因化學(xué)和電化學(xué)作用引起銹蝕，無(wú)機(jī)非金屬材料因受到化學(xué)腐蝕、溶解、凍融、機(jī)械摩擦等因素的作用而引起開(kāi)裂和剝落，有機(jī)材料因生物作用、化學(xué)腐蝕、光熱作用等引起老化。不同材料受到環(huán)境作用的因素雖然各自不同，但都屬于材料耐久性問(wèn)題。因此，確保足夠的耐久性，滿足工程設(shè)計(jì)使用壽命，是所有土木工程對(duì)材料的基本要求，也是共性問(wèn)題之一。
(四)工程防水的要求
結(jié)構(gòu)的防水防潮一直是土木工程領(lǐng)域需要克服的重要技術(shù)難題之一。建筑工程出現(xiàn)滲水，會(huì)造成居住不便與環(huán)境質(zhì)量的下降。隧道與地下工程滲水，易誘發(fā)安全隱患，導(dǎo)致隧道與地下結(jié)構(gòu)使用不便。結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)滲水返潮等問(wèn)題，會(huì)對(duì)安裝于其中的大型設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，即使鋼筋混凝土材料本身，也容易因水分滲透進(jìn)入導(dǎo)致內(nèi)部鋼筋銹蝕，或被其他化學(xué)介質(zhì)侵蝕破壞。因此，工程的防水抗?jié)B問(wèn)題也是所有土木工程面臨的材料共性問(wèn)題之一。
(五)不同土木工程的通用材料
雖然工程類型不同，使用環(huán)境不同，設(shè)計(jì)要求不同，但不同土木工程中所用的材料仍具有普遍的通用性。水泥混凝土、鋼材是所有工程必不可少的結(jié)構(gòu)承重材料，防水材料是所有類型工程都要選擇使用的產(chǎn)品。按照化學(xué)成分來(lái)說(shuō)，有機(jī)高分子材料中的塑料、橡膠和膠粘劑等，無(wú)機(jī)材料中的石材、水泥、石灰等，在各個(gè)土木工程領(lǐng)域都可能被用到。
二、不同土木工程專業(yè)對(duì)材料的個(gè)性要求
由于土木工程專業(yè)方向不同，其使用目的、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能要求等不同，對(duì)工程材料要求也有所不同，反映的是不同土木工程對(duì)材料的個(gè)性要求。文章總結(jié)了以下四種土木工程類型。
(一)建筑工程
建筑工程與人的關(guān)系最為密切，是人類生活、學(xué)習(xí)與工作最重要的空間結(jié)構(gòu)，是人類社會(huì)生存與發(fā)展的最基本需求。工程所用材料的質(zhì)量決定了建筑工程的質(zhì)量，也決定了人的生活質(zhì)量。一個(gè)民族、一個(gè)地區(qū)或一個(gè)國(guó)家的文化與藝術(shù)水平也可通過(guò)建筑的水平與風(fēng)格得到體現(xiàn)，建筑工程中所用材料要能充分表達(dá)建筑設(shè)計(jì)的形狀與顏色，裝飾裝修對(duì)材料性能與環(huán)保的要求也最為突出。近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的要求，建筑節(jié)能要求越來(lái)越高，因此，保溫絕熱材料成為建筑工程中的主要選擇。此外，吸聲與隔聲材料也是建筑工程中的專用材料之一。
(二)水利工程
人類通過(guò)修建水利工程，達(dá)到控制水流，防止洪澇災(zāi)害，并進(jìn)行水量的調(diào)節(jié)和分配以滿足人們生活和生產(chǎn)對(duì)水資源的需要。水利工程需要修建壩、堤、溢洪道、水閘等不同類型的水工建筑物，以實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)。水利工程最主要的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)體量大，修建周期長(zhǎng)，安全性要求高，使用壽命要求也長(zhǎng)，這些都是水利工程在選用材料時(shí)必須考慮的。水利工程所用結(jié)構(gòu)材料主要是低熱水泥、中熱水泥，以及專門的水工混凝土等。
(三)隧道與地下工程
隧道與地下工程，包括交通運(yùn)輸?shù)乃淼?，軍事工程的各種國(guó)防坑道，市政、采礦、儲(chǔ)存和生產(chǎn)等用途的地下工程，地下發(fā)電廠房以及各種水工隧洞等。因?yàn)檫@些工程是在巖體或土層中修建，施工過(guò)程中巖體或土層的穩(wěn)定性對(duì)施工進(jìn)度與施工安全至關(guān)重要，因此，注漿、支護(hù)、錨固等材料成為隧道與地下工程中的專用材料。
(四)道路工程
道路工程在建設(shè)與使用過(guò)程中，路基應(yīng)穩(wěn)定、密實(shí)以對(duì)路面結(jié)構(gòu)提供支撐，要考慮其變形、耐水性與穩(wěn)定性的協(xié)調(diào)，墊層與基層應(yīng)具有足夠的抗沖刷能力和適當(dāng)?shù)膭偠龋瑒偠冗^(guò)大過(guò)小都不行。道路路面材料要考慮耐磨、抗滑與平整，設(shè)計(jì)要考慮抗彎折荷載與變形，還要考慮汽車行駛的安全性與舒適性。不同的路基、不同結(jié)構(gòu)部位所用材料皆不同。工程用土、瀝青混合料、道路混凝土等可看作是道路工程的專用材料。
三、面向不同專業(yè)需求的土木工程材料課程建設(shè)
基于不同土木工程的材料共性問(wèn)題和個(gè)性要求的實(shí)際情況，應(yīng)面向不同專業(yè)需求進(jìn)行土木工程材料課程建設(shè)。
(一)課程內(nèi)容增加
應(yīng)根據(jù)大土木專業(yè)增加新的課程內(nèi)容，如土工材料、無(wú)機(jī)結(jié)合料、防排水材料、錨噴支護(hù)材料等。以使土木工程材料課程更適合整個(gè)土木工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)。在增加新的課程內(nèi)容后，為適應(yīng)不同專業(yè)學(xué)生對(duì)土木工程材料的學(xué)習(xí)要求，應(yīng)及時(shí)調(diào)整土木工程材料課程內(nèi)容。筆者的建議是，將土木工程材料教學(xué)內(nèi)容分為三部分。第1部分:土木工程材料的組成與基本性質(zhì)。這部分內(nèi)容包括材料的組成與結(jié)構(gòu)、材料的基本物理性質(zhì)、材料的基本力學(xué)性能、材料的耐久性、材料的安全性等。這部分內(nèi)容體現(xiàn)的是土木工程材料的組成結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用相互之間的關(guān)系，目的是掌握土木工程的材料理論共性問(wèn)題。第2部分:土木工程通用材料。包括膠凝材料(氣硬性膠凝材料和水泥)、石材與骨料、混凝土、金屬材料、有機(jī)高分子材料、瀝青與防水材料等。這幾種材料基本上在所有土木工程中都有應(yīng)用，針對(duì)的也是土木工程的材料共性問(wèn)題。第3部分:土木工程專用材料。(1)建筑與市政工程專用材料。裝飾材料、墻體材料與屋面材料等;(2)道路工程專用材料。道路混凝土、土、無(wú)機(jī)結(jié)合料、瀝青混合料等;(3)隧道工程專用材料。注漿材料、錨噴支護(hù)材料等;(4)水利水電工程專用材料。低熱水泥、水工混凝土等。第3部分內(nèi)容體現(xiàn)的是不同土木工程對(duì)材料的個(gè)性要求，這部分內(nèi)容可滿足不同專業(yè)方向?qū)W生學(xué)習(xí)和掌握本專業(yè)必須掌握的材料及其工程應(yīng)用。
(二)講授重點(diǎn)轉(zhuǎn)變
近年來(lái)，各個(gè)高校土木工程材料課時(shí)都有不同程度的壓縮。以重慶大學(xué)為例，現(xiàn)在土木工程材料總課時(shí)為40～48，其中包括14～16課時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在課時(shí)數(shù)如此之少的情況下，為補(bǔ)充新的教學(xué)內(nèi)容，只有對(duì)原有個(gè)別內(nèi)容進(jìn)行刪減。筆者的意見(jiàn)是，為保證教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)課時(shí)數(shù)相匹配，可減少材料生產(chǎn)與生成方面的內(nèi)容，加強(qiáng)材料的工程應(yīng)用案例教學(xué)。以水泥這一章節(jié)為例，對(duì)于以工程應(yīng)用為主的土木工程專業(yè)畢業(yè)生而言，他們感興趣的是水泥的工程性質(zhì)與應(yīng)用問(wèn)題，不會(huì)對(duì)生產(chǎn)與水化過(guò)程感興趣，因此可將相關(guān)內(nèi)容縮減。同時(shí)，在教學(xué)內(nèi)容中應(yīng)增加工程經(jīng)典實(shí)例，給學(xué)生講解如何從設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等角度學(xué)習(xí)和掌握各種土木工程材料。在此基礎(chǔ)上，對(duì)一些“吃不飽”的學(xué)生，可以通過(guò)“自主學(xué)習(xí)”［4－5］理解和掌握更多的土木工程材料知識(shí)。
四、結(jié)語(yǔ)
文章分析了不同土木工程的材料共性問(wèn)題和個(gè)性要求，進(jìn)而提出了應(yīng)面向不同專業(yè)實(shí)際需求，以提升學(xué)生專業(yè)素質(zhì)為目的，進(jìn)行土木工程材料課程建設(shè)，針對(duì)課程內(nèi)容與講授重點(diǎn)提出了具體建議。我國(guó)是土木工程建設(shè)大國(guó)，現(xiàn)有500多所高校設(shè)有土木工程專業(yè)［6］，作為土木類專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課，土木工程材料課程的教學(xué)效果對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和今后工作都會(huì)產(chǎn)生很大影響。然而，忽視不同專業(yè)的工程特性，不能針對(duì)不同工程專業(yè)進(jìn)行土木工程材料課程教學(xué)是國(guó)內(nèi)土木工程材料教學(xué)普遍存在的問(wèn)題，希望通過(guò)此文引起國(guó)內(nèi)各位同行的響應(yīng)，共同探討解決之道。
作者：王沖 吳建華 劉芳 單位：重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院
參考文獻(xiàn):
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1.現(xiàn)代土木工程的特點(diǎn)
適應(yīng)各類工程建設(shè)高速發(fā)展的要求，人們需要建造大規(guī)模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密設(shè)備現(xiàn)代化的建筑物，既要求高質(zhì)量和快速施工，又要求高經(jīng)濟(jì)效益。這就向土木工程提出新的課題，并推動(dòng)土木工程這門學(xué)科前進(jìn)。它的發(fā)展趨向具體地表現(xiàn)在下述幾個(gè)方面。
1.1工程規(guī)劃方面
以往的總體規(guī)劃常是憑借工程經(jīng)驗(yàn)提出若干方案，從中選優(yōu)。由于土木工程設(shè)施的規(guī)模日益擴(kuò)大，現(xiàn)在已有必要也有可能運(yùn)用系統(tǒng)工程的理論和方法以提高規(guī)劃水平。特大的土木工程，例如高大水壩，會(huì)引起自然環(huán)境的改變，影響生態(tài)平衡和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等，這類工程的社會(huì)效果是有利也有弊。在規(guī)劃中，對(duì)于趨利避害要作全面的考慮。
1.2工程設(shè)計(jì)方面
人們努力使設(shè)計(jì)盡可能符合實(shí)際情況，達(dá)到適用、經(jīng)濟(jì)、安全、美觀的目的。為此，已開(kāi)始采用概率統(tǒng)計(jì)來(lái)分析確定荷載值和材料強(qiáng)度值，研究自然界的風(fēng)力、地震波、海浪等作用在時(shí)間、空間上的分布與統(tǒng)計(jì)規(guī)律，積極發(fā)展反映材料非彈性、結(jié)構(gòu)大變形、結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)以及結(jié)構(gòu)與巖同作用的分析，進(jìn)一步研究和完善結(jié)構(gòu)可靠度極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)等理論；同時(shí)發(fā)展運(yùn)用電子計(jì)算機(jī)的高效能的計(jì)算和設(shè)計(jì)方法等。
1.3工程施工方面
隨著土木工程規(guī)模的擴(kuò)大和由此產(chǎn)生的施工工具、設(shè)備、機(jī)械向多品種、自動(dòng)化、大型化發(fā)展，施工日益走向機(jī)械化和自動(dòng)化。同時(shí)組織管理開(kāi)始應(yīng)用系統(tǒng)工程的理論和方法，日益走向科學(xué)化；有些工程設(shè)施的建設(shè)繼續(xù)趨向結(jié)構(gòu)和構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化和生產(chǎn)工業(yè)化。這樣，不僅可以降低造價(jià)、縮短工期、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，而且可以解決特殊條件下的施工作業(yè)問(wèn)題，以建造過(guò)去難以施工的工程。
2.土木工程的發(fā)展趨勢(shì)
2.1指導(dǎo)理論的繼續(xù)發(fā)展
在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，土木工程工程技術(shù)理論的核心部分仍然是力學(xué)，新的分析方法和新的數(shù)值處理方法將是土木工程中力學(xué)的突破方向。在對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)、流體介質(zhì)等情況下的受力分析和近似上，現(xiàn)有的方法仍然具有很大的局限性。更加專門化的數(shù)學(xué)在將來(lái)也應(yīng)該有很大的發(fā)展，用以處理土木工程技術(shù)中復(fù)雜的數(shù)值問(wèn)題。更先進(jìn)的電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，使得對(duì)復(fù)雜的情況的模擬更有把握，更接近于現(xiàn)實(shí)。力學(xué)也會(huì)突破宏觀框架，向微觀發(fā)展，控制論，虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)也在力學(xué)中加深影響。
另一方面，土木工程學(xué)科將向周圍繼續(xù)發(fā)散，與材料，環(huán)境，化學(xué)，電子信息，機(jī)械。
城市規(guī)劃，建筑等相關(guān)學(xué)科進(jìn)一步的交叉，融合，互相支持，互相服務(wù)。土木工程內(nèi)部的次級(jí)學(xué)科也同時(shí)會(huì)在現(xiàn)實(shí)需要的推動(dòng)下產(chǎn)生出新的學(xué)科，如對(duì)城市地下空間的大規(guī)模利用就使得新的地下規(guī)劃學(xué)科有了產(chǎn)生和發(fā)展的必要。不同次級(jí)學(xué)科的理論也會(huì)相互滲透，比如現(xiàn)在就有一些大型體育場(chǎng)館采用了類似橋梁的懸索結(jié)構(gòu)。
2.2工程實(shí)現(xiàn)的變化
土木建筑的最終目的是建設(shè)出合乎設(shè)計(jì)要求的工程構(gòu)造物，從設(shè)計(jì)到成果中間需要一個(gè)很長(zhǎng)的工程實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。這也是土木工程一個(gè)重要的組成部分。甚至可以說(shuō)是土木工程最重要的方面，有了好的理論和設(shè)計(jì)，沒(méi)有好的工程實(shí)踐，一樣不會(huì)產(chǎn)生一個(gè)優(yōu)秀的作品。
信息時(shí)代正在迎面走來(lái)，其他學(xué)科和其他方面的新觀點(diǎn)新技術(shù)，必然的也會(huì)影響到土木工程。并且為這一傳統(tǒng)學(xué)科注入新的活力。包括控制理論，施工技術(shù)，新材料，環(huán)境工程，經(jīng)濟(jì)理論等等。
2.2.1可持續(xù)發(fā)展和人性化
這兩個(gè)要求是與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相適應(yīng)的，社會(huì)的發(fā)展要求更加充分合理的利用資源，社會(huì)生活水平的提高也提高了對(duì)土木建筑設(shè)施人性化的要求。
整個(gè)土木工程過(guò)程是建立在對(duì)資源和能源的不斷消耗上的，在可持續(xù)發(fā)展成為整個(gè)社會(huì)的主題的時(shí)候，土木工程也必然的要面對(duì)這個(gè)問(wèn)題。對(duì)資源和能源的節(jié)約，包括在建設(shè)中的和使用過(guò)程中的，成為土木工程以后的一個(gè)方向，這要求有良好的設(shè)計(jì)和有效的運(yùn)作管理機(jī)制，土木工程構(gòu)筑物在它的整個(gè)壽命周期，從規(guī)劃，設(shè)計(jì)，建造到建成后的使用，維護(hù)，拆除都要盡量的將對(duì)環(huán)境的影響降到最小，同時(shí)盡可能大發(fā)揮它的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。這對(duì)土木工程提出了新的要求。具體的要求包括，資源的保護(hù)，資源再利用，污染控制和全方位的質(zhì)量。我國(guó)正在施工中的青藏鐵路較好的體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的特性，從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)開(kāi)始就注意了對(duì)青藏高原脆弱生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，全路設(shè)計(jì)為封閉構(gòu)造，杜絕了固體廢棄物的污染，也嚴(yán)格的控制了噪音污染。施工過(guò)程中也相當(dāng)注重對(duì)周圍環(huán)境的影響。
2.2.2主動(dòng)控制技術(shù)
迄今，絕大部分的土木工程建筑都是被當(dāng)作一個(gè)靜態(tài)的，被動(dòng)的物體。對(duì)周圍環(huán)境的影響，如風(fēng)動(dòng)，溫度變化，突發(fā)事件等只能依靠自身的結(jié)構(gòu)進(jìn)行被動(dòng)的抵御。顯得缺少靈活性和應(yīng)變能力。今后土木建筑設(shè)施的一個(gè)發(fā)展方向之一就是主動(dòng)控制技術(shù)在建筑構(gòu)造物中的應(yīng)用。運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和模糊控制技術(shù)，以及一些預(yù)設(shè)的控制結(jié)構(gòu)。使得建筑物能夠?qū)Ω鞣N環(huán)境因素做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。
2.2.3全過(guò)程信息化
信息化的特點(diǎn)將更深的滲透到未來(lái)的土木工程中，重點(diǎn)不僅僅限于CAD方面，也包含對(duì)工程進(jìn)度的管理、運(yùn)行中數(shù)據(jù)資料的收集，分析，整理；對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度，可靠性的分析和相應(yīng)對(duì)策的決策等。這些也是主動(dòng)控制和智能化實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。
全過(guò)程信息化對(duì)今后的土木建筑構(gòu)造物的維護(hù)有很大的意義。比如可以使用植入的傳感器配合電子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑全方位的實(shí)時(shí)的監(jiān)控，及時(shí)掌握整個(gè)建筑物的狀態(tài)。我國(guó)現(xiàn)在正是基本建設(shè)的，20～30年后，現(xiàn)在這些建筑物逐漸進(jìn)入維護(hù)期。如果能在現(xiàn)在建造過(guò)程中就做好各種信息化準(zhǔn)備工作，對(duì)今后維護(hù)也大有幫助。
信息化也成為專家系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)。程序的解題能力不僅取決于它所采用的形式化體系和推理模式，而且取決于它所擁有的知識(shí)。要使一個(gè)程序具有智能，必須向它提供大量有關(guān)問(wèn)題領(lǐng)域的高質(zhì)量的信息輸入。
土木工程當(dāng)今的發(fā)展是人類智慧的成果，土木工程是為了人類存在而存在。堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展道路，努力創(chuàng)新，土木工程定會(huì)走向新的高峰！
【參考文獻(xiàn)】
1.土木工程傳統(tǒng)施工技術(shù)概述
在長(zhǎng)久的實(shí)踐過(guò)程中，傳統(tǒng)的土木工程施工技術(shù)得到了充分的完善與補(bǔ)充，一套完整的技術(shù)體系逐漸形成。
1.1在混凝土方面
混凝土方面的主要內(nèi)容就是混凝土的澆筑技術(shù)，如現(xiàn)澆筑法和預(yù)制法等都是澆筑技術(shù)的主要方法。
1.2在鋼結(jié)構(gòu)方面
在社會(huì)生產(chǎn)力不斷提高的前提下，鋼結(jié)構(gòu)在工程建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。吊裝在鋼結(jié)構(gòu)施工中是施工技術(shù)的重點(diǎn)。對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)輸、對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清理、對(duì)裝備進(jìn)行檢查以及對(duì)道路進(jìn)行清理都是鋼結(jié)構(gòu)施工中的主要內(nèi)容。
1.3在地基基礎(chǔ)方面
要以樁基為主是地基基礎(chǔ)的主要施工方法。樁基的兩種分別為端承樁和摩擦樁。對(duì)樁基施工的技術(shù)有著充分的把握是作為施工的技術(shù)人員所必須具備的條件。作為技術(shù)人員還需要考慮樁群的基礎(chǔ)以及單跟裝的質(zhì)量等諸多因素，避免不均勻的現(xiàn)象出現(xiàn)在沉降環(huán)節(jié)中。
2.土木工程施工技術(shù)的現(xiàn)狀
2.1驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不夠
控制施工方面在有的領(lǐng)域內(nèi)缺少概念和思維方式。而有的領(lǐng)域雖有一般性的標(biāo)準(zhǔn)，但是沒(méi)有足夠的科研準(zhǔn)備來(lái)創(chuàng)造工程。然而工程能否長(zhǎng)期發(fā)展與所提出的施工控制的標(biāo)準(zhǔn)有著較大的搞關(guān)系，當(dāng)然，其中也涉及到可操作性問(wèn)題。所以我們必須要注意一定要對(duì)沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)借鑒的工程進(jìn)行全面的控制，只有這樣才能更好的在一定程度上避免錯(cuò)誤決策的發(fā)生。
2.2理論研究與工程建設(shè)的實(shí)際需要不相適應(yīng)
施工控制要涉及到多個(gè)方面、多個(gè)領(lǐng)域，在非線性分析、材料分析、最優(yōu)控制以及反饋分析等領(lǐng)域尤為重要。應(yīng)用性理論的研究和基礎(chǔ)理論的研究是目前最主要的研究。而土木工程也有一大弊端及沒(méi)有系統(tǒng)的集成和有價(jià)值的應(yīng)用。
2.3管理體制方面存在問(wèn)題
多頭管理、管理責(zé)任不能夠落實(shí)、未做好特大型工程的前期研究、忽視施工控制都是管理體制中的問(wèn)題。而解決這些問(wèn)題所需要采取的措施就是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工總承包的管理思想，要積極地采取措施共同統(tǒng)一權(quán)、責(zé)、利。
2.4土木工程施工技術(shù)應(yīng)用中的現(xiàn)狀
多種類型的工程建設(shè)是土木工程所涉及到的，例如：房屋、橋梁、道路、電站、排水工程等。而每個(gè)的工程高質(zhì)量的完成工作都離不開(kāi)實(shí)用、安全、有效的施工技術(shù)。
2.5在樁基工程中
地基基礎(chǔ)施工最為主要的方法和技術(shù)就是樁基施工，樁基施工的首要環(huán)節(jié)就是樁型選擇，其他的關(guān)鍵環(huán)節(jié)為嚴(yán)格控制單樁、做好樁基定位放線、鉆孔灌注等。
2.6在鋼結(jié)構(gòu)工程中
要做到螺栓連接無(wú)誤，焊接牢固，保持鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
2.7在混凝土結(jié)構(gòu)工程中
在此方面，要嚴(yán)格遵循施工順序，準(zhǔn)確把握模板的尺寸。
3.土木工程施工技術(shù)具有的特點(diǎn)
施工技術(shù)有著漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程。文藝復(fù)興后，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的推動(dòng)下，涌現(xiàn)出各種環(huán)保節(jié)能的新材料和新結(jié)構(gòu)。除此之外，越來(lái)越多的土木工程結(jié)構(gòu)的規(guī)模也越來(lái)越浩大。施工技術(shù)也因?yàn)橐m應(yīng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和市場(chǎng)的需要而變得越來(lái)越復(fù)雜和高端。
由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)土木工程也得到了很好的發(fā)展，而土木工程較其他的生產(chǎn)作業(yè)不同，它有著自身獨(dú)有的特點(diǎn)，即要根據(jù)它的工程性質(zhì)和特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行單獨(dú)施工。這樣一來(lái)，工程項(xiàng)目的成敗直接影響了施工組織是否具有科學(xué)性。
總體來(lái)說(shuō)，流動(dòng)性、多樣性、綜合性、協(xié)作性以及固定性等都是土木工程施工的特點(diǎn)。固定性指施工的地點(diǎn)是固定不變的；施工隊(duì)伍以及施工人員的流動(dòng)便是其流動(dòng)性的體現(xiàn)；而在建筑類型、施工設(shè)施以及施工方法上各有不同，就便是其多樣性；協(xié)作性就是指需要不同的單位來(lái)協(xié)調(diào)配合以完成目標(biāo)。總體來(lái)說(shuō)，工程的投資比較大而施工的技術(shù)也比較復(fù)雜。
4.土木工程施工技術(shù)的創(chuàng)新分析
4.1土木工程新型預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)創(chuàng)新
建立科學(xué)發(fā)展的體系是土木工程施工預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)的前提，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)土木工程施工技術(shù)由傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力向現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力方向改變。新型的預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)就是針對(duì)土木工程的工程建設(shè)的跨度較大、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜而進(jìn)行的。體外預(yù)應(yīng)力的有無(wú)粘結(jié)體是預(yù)應(yīng)力創(chuàng)新的主要體現(xiàn)。這種結(jié)構(gòu)方式對(duì)工程建設(shè)的開(kāi)展有著較重要的影響。
4.2強(qiáng)化信息技術(shù)在土木工程施工中的應(yīng)用
要想提升土木工程的施工質(zhì)量和施工的效率就要將現(xiàn)代信息技術(shù)融入到土木工程施工技術(shù)中去。要想對(duì)土木工程施工進(jìn)行系統(tǒng)化的分析研究就必須要選擇專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)人才，并且要強(qiáng)化施工人員的專業(yè)文化素質(zhì)，讓施工人員變?yōu)槭┕そㄔO(shè)的主要力量。
4.3完善管理體制，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新
土木工程技術(shù)的創(chuàng)新在科學(xué)合理的管理體制下會(huì)得到促進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)土木工程施工技術(shù)的不斷發(fā)展。對(duì)深基坑技術(shù)的研究創(chuàng)新離不開(kāi)專業(yè)知識(shí)的指導(dǎo)。利用深基坑支擋技術(shù)能夠漸漸地建立起支擋與承重、樁與錨的一體化結(jié)構(gòu)體系。
4.4土木工程施工技術(shù)設(shè)計(jì)創(chuàng)新
施工設(shè)計(jì)的人員必須要依據(jù)不同工程的不同的施工特點(diǎn)來(lái)提升對(duì)施工設(shè)備、材料等方面的研究，使得土木工程的施工技術(shù)能夠滿足施工現(xiàn)場(chǎng)的要求。
4.5新型預(yù)應(yīng)力技術(shù)在土木工程施工技術(shù)中的創(chuàng)新
一定的程度上，體外預(yù)應(yīng)力在大跨度土木工程和預(yù)應(yīng)力混凝土道橋施工和特種結(jié)構(gòu)施工中起重要作用。體外預(yù)應(yīng)力主要作用在管道結(jié)構(gòu)外，與傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力相比會(huì)產(chǎn)生較小的摩擦，更科學(xué)合理，且會(huì)產(chǎn)生更好的經(jīng)濟(jì)效益。
5.土木工程施工技術(shù)未來(lái)發(fā)展的新趨勢(shì)
只有以經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量、生態(tài)三方面因素的效益最大化作為基本原則，才能推動(dòng)土木工程的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
5.1土木工程施工技術(shù)不斷向科技化發(fā)展
實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化是土木工程發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。而?duì)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新研究，才能提高技術(shù)，進(jìn)一步推動(dòng)土木工程的建設(shè)，才能在一定程度上減少成本，提高工作效率以提高土木工程建設(shè)的質(zhì)量。
5.2自動(dòng)化已經(jīng)成為土木工程施工技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向
自動(dòng)化是目前建筑行業(yè)的發(fā)展方向?？茖W(xué)技術(shù)的不斷提升更加推動(dòng)了建筑行業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展，因此建筑活動(dòng)中滲透了互換性。通過(guò)借助傳統(tǒng)方式影響下的工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)技術(shù)，變革生產(chǎn)的方式，以使得施工的效率在一定程度上得到提高。
5.3土木工程的施工技術(shù)逐漸向生態(tài)化發(fā)展
經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展也使得人們?cè)絹?lái)越關(guān)注到環(huán)境問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)土木工程節(jié)能發(fā)展的重要體現(xiàn)就是在施工建設(shè)階段注重對(duì)環(huán)境的保護(hù)，避免環(huán)境的污染與破壞，這樣能降低能耗，促進(jìn)自然與建筑的融合。
結(jié)語(yǔ)：土木工程是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的工程，它涉及內(nèi)容多、專業(yè)性強(qiáng)，而且其施工技術(shù)的強(qiáng)弱決定了其質(zhì)量和安全性。我們探討和展望其技術(shù)創(chuàng)新與未來(lái)發(fā)展的方向和趨勢(shì)，不斷改進(jìn)施工的技術(shù)，聯(lián)系具體實(shí)際，不斷推動(dòng)土木工程的更好的發(fā)展。
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由于近些年來(lái)，相關(guān)的國(guó)內(nèi)外學(xué)者借助于模型試驗(yàn)、理論分析以及數(shù)值模擬等方法，進(jìn)而針對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)的相關(guān)性能進(jìn)行了細(xì)致的分析與探討，也取得了有價(jià)值的科研成果以及一定程度的研究進(jìn)展。除此之外，針對(duì)土木工程自身的結(jié)構(gòu)特性，進(jìn)而準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)受到損傷結(jié)構(gòu)的可靠性以及損傷特性，由此一來(lái)，能夠很好的對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)的損傷情況與修繕情況做出正確的判斷，與此同時(shí)，這些問(wèn)題也是現(xiàn)階段土木工程結(jié)構(gòu)即將面臨的重要課題。當(dāng)前，針對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)損傷診斷方面的諸多亟待解決的難題，本文提出了幾種有效的解決辦法，與此同時(shí)，這幾種解決方法的應(yīng)用越來(lái)越廣泛?？傊?，針對(duì)受損土木工程結(jié)構(gòu)做出正確的診斷以及識(shí)別，是解決此類問(wèn)題的重點(diǎn)。與此同時(shí)，針對(duì)可能出現(xiàn)的損傷特性進(jìn)行深入研究以及分析，并將其受損結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全度評(píng)估，已經(jīng)逐漸成為土木工程結(jié)構(gòu)探討的一個(gè)全新的領(lǐng)域。
1國(guó)內(nèi)外損傷識(shí)別與診斷方法現(xiàn)狀
現(xiàn)階段，土木工程結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別在機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用極為廣泛。人們很早就開(kāi)始針對(duì)齒輪以及連桿等一系列零件組成的大型機(jī)械進(jìn)行結(jié)構(gòu)的故障診斷。直到上世紀(jì)中葉，結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)得到不斷的發(fā)展。上世紀(jì)末開(kāi)始，人工智能、信息技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等學(xué)科的知識(shí)，逐漸被應(yīng)用在結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)與診斷領(lǐng)域。隨著一系列的技術(shù)不斷的創(chuàng)新與應(yīng)用，使得土木工程結(jié)構(gòu)損傷診斷分析變的簡(jiǎn)便與準(zhǔn)確。目前，針對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，在建筑物建成初期的出現(xiàn)損傷頻率相對(duì)不高，且其危害程度遠(yuǎn)不如機(jī)械工程，與此同時(shí)，能夠在一定程度上允許帶損傷工作，因此，相比之下，土木工程的結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)技術(shù)不夠成熟，很大一部分技術(shù)處于結(jié)構(gòu)可靠性評(píng)估階段。眾所周知，上世紀(jì)初期是土木工程結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)探索階段，其工作重點(diǎn)是針對(duì)結(jié)構(gòu)缺陷的修理方法以及分析的探討。到了上世紀(jì)中期就是結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)診斷的發(fā)展階段，其工作重點(diǎn)是針對(duì)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)檢測(cè)方法的探討，與此同時(shí)，出現(xiàn)了物理檢測(cè)、無(wú)損檢測(cè)以及有損檢測(cè)等檢測(cè)方法。上世紀(jì)后期以來(lái)，土木工程結(jié)構(gòu)的損傷檢測(cè)診斷技術(shù)趨于成熟，并相應(yīng)的制定了標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，與此同時(shí)，強(qiáng)調(diào)了綜合評(píng)價(jià)，以至于土木工程結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別與診斷工作，逐漸朝著智能化的方向發(fā)展。眾所周知，現(xiàn)階段我國(guó)的土木工程結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別與診斷仍處于起步階段，發(fā)展時(shí)間較短，只是隨著抗風(fēng)研究以及結(jié)構(gòu)抗震的不斷發(fā)展，才不斷基于安全鑒定以及可靠性評(píng)估進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)診斷領(lǐng)域的分析。現(xiàn)階段，經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外許多相關(guān)學(xué)者逐漸借助于可行的方法，繼而針對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行診斷以及識(shí)別。眾所周知，最近幾十年以來(lái)，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)逐漸在結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別與診斷技術(shù)領(lǐng)域開(kāi)展了嚴(yán)密的分析。像Kunihiko等借助于有限元計(jì)算模型產(chǎn)生的樣本訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，從而明確的識(shí)別已知相應(yīng)的條件下結(jié)構(gòu)的損傷程度以及狀態(tài);Mannan等深入研究了用實(shí)測(cè)結(jié)構(gòu)頻響函數(shù)來(lái)診斷損傷。Yu等借助于動(dòng)力反應(yīng)研究的相關(guān)方法，并進(jìn)一步借助于攝動(dòng)理論的特征值來(lái)檢測(cè)結(jié)構(gòu)的損傷。Chen等借助于人工免疫模式識(shí)別結(jié)構(gòu)損傷，并針對(duì)損傷的厲害程度進(jìn)行相應(yīng)的分類。Xie將SVM用于復(fù)合結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別中，分析結(jié)果顯示支持向量機(jī)方法具有較高的識(shí)別精度。Leonardo等借助于變分方法評(píng)估大型空間結(jié)構(gòu)的損傷。Curadelli等借助于對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷識(shí)別，對(duì)結(jié)構(gòu)阻尼的測(cè)試。
2結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別與診斷方法
通常情況下，結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別與診斷工作大致分為以下幾個(gè)階段:預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的剩余使用壽命;確定結(jié)構(gòu)損傷的程度;確定結(jié)構(gòu)損傷的位置;確定結(jié)構(gòu)是否存在損傷。一般的，借助于結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別與診斷方法運(yùn)用數(shù)據(jù)處理技術(shù)以及測(cè)試技術(shù)進(jìn)行整體檢測(cè)。其在很大程度上是基于結(jié)構(gòu)的損傷以及整體失穩(wěn)的發(fā)生都會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能的變化，并借助于固有頻率降低以及診斷結(jié)構(gòu)剛度減小等，從而進(jìn)一步準(zhǔn)確的判斷結(jié)構(gòu)損傷的實(shí)際狀況。
2.1局部檢測(cè)技術(shù)
通常情況下，局部檢測(cè)技術(shù)主要包括射線法、聲發(fā)射法、目測(cè)法、回彈法、脈沖回波法以及發(fā)射光譜法等。一般的，上述的這些技術(shù)能夠用來(lái)準(zhǔn)確的檢查相應(yīng)部件的裂縫位置。與此同時(shí)，在整個(gè)結(jié)構(gòu)檢測(cè)的過(guò)程中，通常借助于以下幾種技術(shù)，并結(jié)合使用來(lái)共同識(shí)別結(jié)構(gòu)的損傷狀態(tài)?？傊?，其檢測(cè)方法通常情況下有以下幾種:射線檢測(cè)技術(shù)，即利用射線對(duì)結(jié)構(gòu)損傷情況進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)，從而識(shí)別結(jié)構(gòu)缺陷的位置以及形狀，進(jìn)而可以準(zhǔn)確的判斷出結(jié)構(gòu)損傷的實(shí)際情況；超聲波檢測(cè)技術(shù)，借助于脈沖波自身通過(guò)不同種類的介質(zhì)能夠產(chǎn)生反射的特性，與此同時(shí)，參照波在不同的介質(zhì)材料中，相應(yīng)的衰減程度不盡相同，由此能夠針對(duì)材料中的不同種類的缺陷進(jìn)行識(shí)別;聲發(fā)射法，即用發(fā)射器將發(fā)射的彈性波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并把電信號(hào)經(jīng)過(guò)處理之后得到相應(yīng)的特征參數(shù)，由此一來(lái)，能夠在一定程度上推測(cè)結(jié)構(gòu)材料缺陷的位置。
2.2整體檢測(cè)技術(shù)
2.2.1動(dòng)力特性識(shí)別法
眾所周知，大綱結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷之后，其剛度以及質(zhì)量等參數(shù)會(huì)在一定程度上發(fā)生改變，進(jìn)而極大的影響其自身的動(dòng)力特性發(fā)生相應(yīng)的變化。與此同時(shí)，動(dòng)力自身特性的改變能夠在一定程度上當(dāng)作結(jié)構(gòu)損傷發(fā)生的標(biāo)志，并以此標(biāo)志識(shí)別結(jié)構(gòu)的損傷，并準(zhǔn)確的診斷結(jié)構(gòu)的損傷程度。
2.2.2模型修正與系統(tǒng)識(shí)別技術(shù)
現(xiàn)階段，系統(tǒng)識(shí)別法以及模型修正法是借助于模型構(gòu)造優(yōu)化約束條件以及動(dòng)力測(cè)試方法，并且在一定程度上修正結(jié)構(gòu)的阻尼、剛度以及質(zhì)量等特性，以至于其測(cè)試獲得的結(jié)構(gòu)響應(yīng)基本等于最大響應(yīng)，并逐漸將修正后的基線模型矩陣以及模型矩陣進(jìn)行比較，以此完成針對(duì)結(jié)構(gòu)損傷的識(shí)別與診斷。與此同時(shí)，該方法在處理子結(jié)構(gòu)模型以及劃分結(jié)構(gòu)單元上具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但因?yàn)闇y(cè)試參數(shù)不敏感、測(cè)量噪聲強(qiáng)與模型誤差大等因素，也使的該方法在結(jié)構(gòu)損傷診斷過(guò)程中受到了一定的約束。除此之外，現(xiàn)階段模態(tài)試驗(yàn)測(cè)得的模態(tài)信息還不夠成熟和完備，因此，在很大程度上引起了特征方程求解中的不是很穩(wěn)定。
2.2.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
目前，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要是借助于模擬人體神經(jīng)機(jī)理，進(jìn)而進(jìn)行分析與研究客觀事物的方法。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兼具自我學(xué)習(xí)功能以及計(jì)算機(jī)并行計(jì)算能力，與此同時(shí)，該技術(shù)還具有強(qiáng)大的容錯(cuò)性，并且善于擴(kuò)散、綜合以及聯(lián)想，借助于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的墨水識(shí)別能夠很好的解決模式損失以及高噪聲等問(wèn)題，使其已經(jīng)成為了一項(xiàng)土木工程結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別與診斷的有效工具。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的原理是借助于研究結(jié)構(gòu)在各種不同狀態(tài)下的相應(yīng)反應(yīng)，從而相應(yīng)的提取出結(jié)構(gòu)的特征值，進(jìn)而以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入向量當(dāng)作結(jié)構(gòu)損傷敏感的參數(shù)，再相應(yīng)的輸出結(jié)構(gòu)的不同損傷狀態(tài)，并逐漸有序的建立起輸出損傷狀態(tài)以及輸入?yún)?shù)之間的特征關(guān)系，與此同時(shí)，訓(xùn)練后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有著模式分類能力，能夠在一定程度上反映出結(jié)構(gòu)損傷的模式。除此之外，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的自身特性決定其具備強(qiáng)非線性的映射能力，從而極大的適合于非線性模式分類以及識(shí)別，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和模型修正法相比，前者的適用范圍更加廣泛。
2.2.4遺傳算法技術(shù)
上世紀(jì)中期，提出了遺傳算法技術(shù)，該方法在一定程度上是參照達(dá)爾文進(jìn)化論中優(yōu)勝劣汰，適者生存的原則，從而找尋其中的最優(yōu)者，與此同時(shí)，能夠用此方法進(jìn)一步得到滿足要求的最優(yōu)解。通常情況下，遺傳算法不需要借助于連續(xù)性的信息，一般的，只需要計(jì)算各目標(biāo)解，并借助于共同搜索多個(gè)線索的方式，從而對(duì)目標(biāo)解進(jìn)行優(yōu)化，總之，遺傳方法適用性強(qiáng)，且操作簡(jiǎn)單。因此，能夠在信息量相對(duì)較少的情況下，從而借助于遺傳算法來(lái)判定結(jié)構(gòu)損傷程度以及位置，就算是結(jié)構(gòu)的模態(tài)信息偶爾丟失了，借助于遺傳算法也會(huì)發(fā)揮其損傷診斷以及識(shí)別能力，進(jìn)而不會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響。
[作者簡(jiǎn)介]朱守芹（1981- ），女，山東沂南人，河北建筑工程學(xué)院土木工程系，講師，碩士，研究方向?yàn)樾滦徒Y(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)抗震；畢全超（1981- ），男，吉林農(nóng)安人，河北建筑工程學(xué)院土木工程系，講師，碩士，研究方向?yàn)橥聊竟こ虒I(yè)力學(xué)課程、土木工程新材料、結(jié)構(gòu)抗震；趙文娟（1981- ），女，山西太原人，河北建筑工程學(xué)院土木工程系，講師，碩士，研究方向?yàn)榈缆放c橋梁。（河北 張家口 075024）
[中圖分類號(hào)]G642.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1004-3985（2013）24-0142-01
一、引言
力學(xué)是研究力對(duì)物體作用的科學(xué)。首先，它是所有自然科學(xué)的組成部分，近代科學(xué)的發(fā)展發(fā)端于牛頓對(duì)力學(xué)定律的闡明，牛頓在建立經(jīng)典力學(xué)過(guò)程中創(chuàng)造的現(xiàn)代自然科學(xué)方法論不僅奠定了科學(xué)大廈的基礎(chǔ)，而且始終貫穿著整個(gè)自然科學(xué)的研究，指導(dǎo)著各門自然科學(xué)的發(fā)展。其次，力學(xué)又是眾多應(yīng)用科學(xué)特別是工程科學(xué)的基礎(chǔ)，它是人類改造自然的工具。當(dāng)代許多的重要工程技術(shù)，如宇航工程、土木工程、機(jī)械工程、海洋工程等都是以力學(xué)為基礎(chǔ)的，在這些工程中遇到的許多重大技術(shù)難題都是力學(xué)問(wèn)題。不僅如此，力學(xué)的定量建模方法還廣泛應(yīng)用到經(jīng)濟(jì)、金融和管理等其他領(lǐng)域。因此，力學(xué)已從一門基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展成以工程技術(shù)為背景的應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科，當(dāng)今幾乎所有的工程技術(shù)領(lǐng)域都離不開(kāi)力學(xué)，它已滲透到工程技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域。
力學(xué)同時(shí)也是一種思維方法，其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐茖?dǎo)過(guò)程，也為我們對(duì)工程實(shí)踐的認(rèn)知起到了關(guān)鍵的作用。力學(xué)按照其研究對(duì)象的不同可以劃分為固體力學(xué)、流體力學(xué)和一般力學(xué)三個(gè)分支，對(duì)于一般高校的土木工程專業(yè)來(lái)說(shuō)，只學(xué)習(xí)其中較為基礎(chǔ)的與實(shí)際工程聯(lián)系緊密的理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、水力學(xué)、彈塑性力學(xué)等。
應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式作為部分高校人才培養(yǎng)的目標(biāo)，其力學(xué)課程體系的設(shè)置也應(yīng)與其他模式有所不同。作為土木工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，為適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系及經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，力學(xué)課程也需要適應(yīng)時(shí)代，進(jìn)行改革與創(chuàng)新。
二、力學(xué)課程改革對(duì)土木工程學(xué)科的意義
對(duì)于高等學(xué)校土木工程專業(yè)的學(xué)生培養(yǎng)來(lái)說(shuō)，力學(xué)課程更是具有不可忽視的作用，它既是我們分析解決實(shí)際工程問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)，更是我們學(xué)習(xí)其他課程的基礎(chǔ)，為相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。例如，在“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”的講述中，為什么懸臂構(gòu)件的受拉鋼筋要置于截面上側(cè)，這就是力學(xué)要解決的問(wèn)題。懸臂梁在豎直向下荷載（自重等）作用下，彎矩上側(cè)受拉，所以受拉鋼筋要置于截面上側(cè)。這僅僅是力學(xué)課程基礎(chǔ)的一個(gè)縮影，在土木工程專業(yè)的專業(yè)課教學(xué)中，始終有力學(xué)知識(shí)為其提供理論支持。
力學(xué)與土木工程的關(guān)系表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面，力學(xué)學(xué)科在土木工程領(lǐng)域具有十分重要的作用，力學(xué)學(xué)科在土木工程中的應(yīng)用體現(xiàn)為各種工程化的方法及力學(xué)原理及結(jié)論的應(yīng)用。如，受拉筋的配置要根據(jù)桿件的彎矩情況來(lái)進(jìn)行確定，梁的預(yù)起拱高度要根據(jù)梁在荷載作用的撓度計(jì)算來(lái)確定等。實(shí)際工程中很多規(guī)范性的結(jié)論，都是由力學(xué)原理及結(jié)論得出的。在我們解決實(shí)際問(wèn)題的時(shí)候，表面上看是通過(guò)查詢相關(guān)規(guī)范，按規(guī)范設(shè)計(jì)和施工，其實(shí)其本質(zhì)卻是在設(shè)計(jì)和施工的過(guò)程中“應(yīng)用”力學(xué)原理去解決問(wèn)題。學(xué)不好力學(xué)，就搞不好結(jié)構(gòu)，這是一個(gè)亙古不變的真理。
另一方面，隨著土木工程行業(yè)的不斷發(fā)展，土木工程向力學(xué)提出了越來(lái)越多新的需求，這些需求前面已有提及。概括起來(lái)講，首先體現(xiàn)為各種理論問(wèn)題的進(jìn)一步探討，如非線性問(wèn)題受到越來(lái)越多的重視，耦合動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的研究逐步深入，新材料、新結(jié)構(gòu)的力學(xué)問(wèn)題研究等。這些新需求還同時(shí)體現(xiàn)為理論模型的精確建立、求解方法的實(shí)用化和工程化。例如，很多工程試驗(yàn)在理論上已經(jīng)做了很深入的研究，但是落實(shí)到具體的實(shí)驗(yàn)上可能由于客觀條件的限制不能完成，比如說(shuō)危樓的加固效果檢測(cè)等，然而可以利用虛擬仿真的技術(shù)，利用有限元軟件對(duì)其進(jìn)行具體的分析，就可使得問(wèn)題得以解決。
三、應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系下的力學(xué)課程體系改革
力學(xué)課程是土木工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，為其他課程提供理論基礎(chǔ)。為更好地培養(yǎng)應(yīng)用型土木工程人才，可針對(duì)具體的專業(yè)方向、針對(duì)具體的培養(yǎng)目標(biāo)，在課程體系上結(jié)合培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行改革。
1.從總體上把握力學(xué)課程的內(nèi)容安排，弱化理論，加強(qiáng)實(shí)踐。應(yīng)用型人才的培養(yǎng)應(yīng)注重學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)，在力學(xué)理論課程中也應(yīng)有所體現(xiàn)。很多力學(xué)定理的推導(dǎo)和證明過(guò)程都是較為煩瑣的，學(xué)生理解起來(lái)很困難，掌握這些原理對(duì)解決一般工程實(shí)際問(wèn)題的意義不大，所以可在課程體系中刪去。例如“結(jié)構(gòu)力學(xué)”中虛功原理的證明過(guò)程就可以刪去，只介紹其結(jié)論。弱化一些理論證明部分的內(nèi)容，只注重學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)。
2.在課程內(nèi)容設(shè)置上，應(yīng)注意前后連貫、協(xié)調(diào)、不重復(fù)。例如簡(jiǎn)單單跨梁的計(jì)算，在“材料力學(xué)”和“結(jié)構(gòu)力學(xué)”中都涉及，為了區(qū)分課程的重點(diǎn)，做到前后協(xié)調(diào)，需要將其具體劃分清楚，在“材料力學(xué)”中介紹了，在“結(jié)構(gòu)力學(xué)”中就不必再詳細(xì)介紹其計(jì)算。
3.結(jié)合工程實(shí)際編寫(xiě)教材內(nèi)容，突出應(yīng)用型培養(yǎng)目的。傳統(tǒng)的力學(xué)課程里面，力學(xué)計(jì)算主要是針對(duì)已有力學(xué)模型的抽象計(jì)算，怎樣將實(shí)際工程中的具體問(wèn)題簡(jiǎn)化為可計(jì)算的力學(xué)模型即建模問(wèn)題涉及較少，因此當(dāng)遇到工程實(shí)際問(wèn)題時(shí)，大部分學(xué)生不知道怎樣進(jìn)行力學(xué)分析，所以，應(yīng)在課程設(shè)置中結(jié)合實(shí)際工程解決這個(gè)問(wèn)題。
此外，為突出應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，課程的設(shè)置必須結(jié)合工程實(shí)際，突出工程觀點(diǎn)，把解決實(shí)際問(wèn)題的能力作為授課的重點(diǎn)貫穿于教學(xué)之中，結(jié)合第二課堂、畢業(yè)設(shè)計(jì)，選擇有工程背景的實(shí)際問(wèn)題，鍛煉學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
4.緊跟科技發(fā)展速度，不斷更新課程內(nèi)容。針對(duì)當(dāng)前出現(xiàn)的新型結(jié)構(gòu)形式，在課程的設(shè)置上也要跟上潮流，其結(jié)構(gòu)形式及受力分析，要不斷地隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展而更新。傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)類型多為桿系結(jié)構(gòu)，所以基礎(chǔ)力學(xué)多以桿系結(jié)構(gòu)為主要研究對(duì)象，對(duì)板殼結(jié)構(gòu)和實(shí)體結(jié)構(gòu)的研究相對(duì)較少。但是在經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展的今天，出現(xiàn)了多種新型結(jié)構(gòu)并已應(yīng)用于實(shí)際工程，例如國(guó)家游泳中心“水立方”的根據(jù)細(xì)胞排列形式和肥皂泡天然結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而成的膜結(jié)構(gòu)，但是在高校力學(xué)課程的教學(xué)中卻沒(méi)有體現(xiàn)，只有部分在專業(yè)課中簡(jiǎn)單介紹過(guò)。這些新型結(jié)構(gòu)的基本力學(xué)原理應(yīng)在基礎(chǔ)力學(xué)的課程教學(xué)中介紹，好讓學(xué)生更好地了解這些結(jié)構(gòu)形式，將來(lái)更好地在實(shí)踐中運(yùn)用。
5.結(jié)合專業(yè)方向，有側(cè)重地設(shè)置其課程內(nèi)容。土木工程專業(yè)的力學(xué)類課程包括理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)等基礎(chǔ)課程。由于當(dāng)前土木工程專業(yè)涵蓋了建筑工程、交通土建、城鎮(zhèn)建設(shè)、礦井、隧道等專業(yè)領(lǐng)域，成為一個(gè)寬口徑的專業(yè)，而傳統(tǒng)的課程體系中所針對(duì)的工程實(shí)例大多數(shù)以建筑工程方向?yàn)橹?，所以在新的形?shì)下，我們必須要在課程中增加其他具體方向的工程實(shí)例，為非建筑工程方向的學(xué)生結(jié)合實(shí)際學(xué)好這門課程而努力。例如，路橋（交通土建）方向的結(jié)構(gòu)力學(xué)中，就應(yīng)該增加“結(jié)構(gòu)力學(xué)”中影響線一章的比重并設(shè)置與道路橋梁實(shí)際工程相關(guān)的例題，因?yàn)槁窐虻氖芰?wèn)題除了靜力荷載作用外，移動(dòng)荷載對(duì)其影響非常大。
四、結(jié)束語(yǔ)
理論探討是廣泛的、超前的，工程應(yīng)用則是具體的、實(shí)用的，理論與工程的結(jié)合是有益于雙方的事情，將對(duì)力學(xué)學(xué)科及土木工程學(xué)科的發(fā)展都起到推進(jìn)作用。我們所要做的，就是在理論聯(lián)系實(shí)際的過(guò)程中不斷發(fā)展新理論、新技術(shù)、新方法，然后在實(shí)踐的過(guò)程中去改進(jìn)及創(chuàng)新，為力學(xué)學(xué)科、土木工程學(xué)科的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。
土木工程的建設(shè)由來(lái)已久。 由原來(lái)的伐木采石，模仿天然掩蔽物建造居住場(chǎng)所，到現(xiàn)在的美輪美奐的超高層建筑、雄偉的水利水電工程和超高超長(zhǎng)跨度的橋梁，土木工程經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程。 在這個(gè)漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程中，無(wú)論是土木工程結(jié)構(gòu)的理論方法、力學(xué)分析、施工手段， 還是土木工程的地基基礎(chǔ)處理， 都有了非常大的突破和發(fā)展。
二十一世紀(jì)的今天隨著經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展和人民生活水平的日益提高，人們對(duì)土木工程的發(fā)展提出了新的要求。 因此，詳細(xì)探討二十一世紀(jì)土木工程發(fā)展新方向顯得十分必要。
一、土木工程發(fā)展歷史
1、古代土木工程
公元前 5000 年開(kāi)始至 17 世紀(jì)中葉時(shí)期， 稱為古代土木工程階段。土木工程的古代時(shí)期是從新石器時(shí)代開(kāi)始的。人們?cè)谠缙谥荒芤揽磕嗤?、木料及其它天然材料從事?tīng)I(yíng)造活動(dòng)，后來(lái)出現(xiàn)了磚和瓦這種人工建筑材料，使人類第一次沖破了天然建筑材料的束縛。 磚和瓦的出現(xiàn)使人們開(kāi)始廣泛地、大量地修建房屋和城防工程等。 由此土木工程技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。直至 18～19 世紀(jì)，在長(zhǎng)達(dá)兩千多年時(shí)間里，磚和瓦一直是土木工程的重要建筑材料，為人類文明作出了偉大的貢獻(xiàn)，甚至在目前還被廣泛采用。歷經(jīng)漫長(zhǎng)的古代大型土木工程的發(fā)展，土木工程建設(shè)內(nèi)容更加豐富，建設(shè)工具有了新的發(fā)展，同時(shí)人們積累了豐富的土木工程建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，為大型土木工程建設(shè)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2、近代土木工程
產(chǎn)業(yè)革命的開(kāi)始是近代土木工程發(fā)展的開(kāi)端。隨著近代工業(yè)的發(fā)展，人類的生活需求也不斷增長(zhǎng)，這些不僅反映在吃穿行上，還反映在房屋建筑及市政工程方面。而電力的應(yīng)用，使高層建筑實(shí)用化成為可能；電氣照明、給水排水、供熱通風(fēng)、道路橋梁等市政設(shè)施與房屋建筑結(jié)合配套，開(kāi)始了市政建設(shè)和居住條件的近代化；在結(jié)構(gòu)上要求安全和經(jīng)濟(jì)，在建筑上要求美觀和適用。
隨著大型土木工程近代工業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展， 在 19 世紀(jì)中葉為滿足科學(xué)技術(shù)發(fā)展和分工的需要，土木和建筑開(kāi)始分成為各有側(cè)重的兩個(gè)單獨(dú)學(xué)科分支。工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累促進(jìn)了理論的發(fā)展。材料力學(xué)、靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)等學(xué)科逐步形成，各種靜定和超靜定桁架內(nèi)力分析方法和圖解法得到很快的發(fā)展。這為大型土木工程建設(shè)的理論提供了很好的交流平臺(tái)，有利于促進(jìn)土木工程建設(shè)理論的進(jìn)一步發(fā)展。 理論上的突破，反過(guò)來(lái)極大地促進(jìn)了工程實(shí)踐的發(fā)展，這樣就使近代土木工程這個(gè)工程學(xué)科日臻成熟。
第一次世界大戰(zhàn)以后，近代土木工程發(fā)展到成熟階段。 這個(gè)時(shí)期的一個(gè)標(biāo)志是道路、橋梁、房屋等大規(guī)模建設(shè)的出現(xiàn)。另一個(gè)標(biāo)志是預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的廣泛應(yīng)用。
3、現(xiàn)代土木工程時(shí)期
第二次世界大戰(zhàn)的結(jié)束剛好是現(xiàn)代土木工程發(fā)展的開(kāi)端。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，社會(huì)生產(chǎn)力出現(xiàn)了新的飛躍，現(xiàn)代主義運(yùn)動(dòng)取得了全面勝利。 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，土木工程進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代。 在近 40 年中，前 20 年土木工程的特點(diǎn)是進(jìn)一步大規(guī)模工業(yè)化，而后 20 年的特點(diǎn)則是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對(duì)土木工程的進(jìn)一步滲透。
首先，現(xiàn)代主義的高層建筑在理論計(jì)算方面有了新的發(fā)展，高層建筑結(jié)構(gòu)的分析計(jì)算已基本告別傳統(tǒng)的手工計(jì)算而采用計(jì)算機(jī)程序計(jì)算，基本上都采用三維空間結(jié)構(gòu)分析計(jì)算程序。
其次，高層建筑由于對(duì)抗震、抗風(fēng)的要求高，且建筑多樣化，層數(shù)、
高度日益提高。再者，現(xiàn)代主義的高層建筑反對(duì)外部包裝、建筑含義和歷史風(fēng)格，強(qiáng)調(diào)形式追隨功能和技術(shù)，技術(shù)上升到藝術(shù)層次。
二、土木工程理論、材料及技術(shù)的發(fā)展
通過(guò)多年來(lái)實(shí)踐探索，土木工程的發(fā)展日臻完善。在科學(xué)理論方面，理論研究精密化，計(jì)算力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法、網(wǎng)絡(luò)理論、隨機(jī)過(guò)程論、濾波理論的成果，隨著計(jì)算機(jī)的普及而滲進(jìn)了土木工程領(lǐng)域。 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)也已發(fā)展完備，荷載不再是靜止的和確定性的，而被作為隨時(shí)間變化的隨機(jī)過(guò)程來(lái)處理。 靜態(tài)的、確定的、線性的、單個(gè)的分析，逐步被動(dòng)態(tài)的、隨機(jī)的、非線性的、系統(tǒng)與空間的分析所代替。 電子計(jì)算機(jī)使高次超靜定的分析成為可能，進(jìn)而使得高層建筑中框架-剪刀墻體系、 筒中筒體系空間工作和大跨度的橋梁得以實(shí)現(xiàn)。 大跨度建筑的形式層出不窮，薄殼、懸索、網(wǎng)架和充氣結(jié)構(gòu)覆蓋大片面積，滿足種種大型社會(huì)公共活動(dòng)的需要。 從材料特性、結(jié)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)抗力計(jì)算到極限狀態(tài)理論，在土木工程各個(gè)分支中都也得到了充分發(fā)展。 理論研究的日益深入，使現(xiàn)代土木工程取得了許多質(zhì)的進(jìn)展。
在工程材料方面，標(biāo)號(hào)為 500～600 號(hào)的混凝土已在工程中普遍應(yīng)用，而輕質(zhì)、高強(qiáng)化的混凝土成為大跨、高層、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工程的新要求。 高強(qiáng)鋼材與高強(qiáng)混凝土的結(jié)合使預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)得到較大的發(fā)展，先張法和后張法的預(yù)應(yīng)力混凝土屋架、吊車梁和空心板在工業(yè)建筑和民用建筑中廣泛使用。 同時(shí)鋁合金、鍍膜玻璃、石膏板、玻璃鋼等工程材料以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為背景發(fā)展迅速，為大跨、高層、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工程建設(shè)提供了全新的支持。
在施工技術(shù)方面，種種現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械化施工方法發(fā)展得特別快。 同步液壓千斤頂，滑模，直升機(jī)安裝天線，用一群小提升機(jī)同步提升大面積平板的升板結(jié)構(gòu)等一系列施工方法廣泛應(yīng)用。 此外，鋼制大型吊裝設(shè)備與混凝土自動(dòng)化攪拌樓、輸送泵等相結(jié)合，形成了一套現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械化施工工藝，使傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)灌筑混凝土方法獲得了新生命，在高層、多層房屋和橋梁中部分地取代了裝配化，成為一種發(fā)展很快的方法。
精密化的理論研究、全新的工程材料和先進(jìn)的施工技術(shù)，使得大跨、高層、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型土木工程的建設(shè)成為可能。
三、土木工程發(fā)展新方向
飛速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展， 使得大城市及超級(jí)大城市的數(shù)量急劇上升，人們對(duì)空間的概念日趨強(qiáng)烈，寸土寸金普遍成為人們的共識(shí)。 因此為了滿足人們對(duì)日益發(fā)展的空間需求，高層、超高層建筑的建設(shè)得到普遍重視。 同時(shí)高層、超高層建筑的建設(shè)也是解決人們空間日趨緊張問(wèn)題的重要途徑。
飛速經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不僅僅是空間需求的問(wèn)題，更有電力、能源等多方面的需求。 大型水利水電工程的建設(shè)，大型礦山資源的開(kāi)發(fā)，石油、天然氣等重要能源的運(yùn)輸?shù)榷汲蔀橛绊懡?jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。 因此，大型公益土木工程的修建，顯得極為重要。
