浅谈土木工程发展趋势及展望

杨波

摘要：土木工程涵盖的内容很多，一切跟水、土地、文化三者建设相关的工程都属于土木工程的范围内，其中包括道路的修建，房屋的建设等。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，新的时期，土木工程将向什么样的方向发展呢？本文论述了土木工程的涵义、现状及未来的发展趋势。

关键词：土木工程;发展现状;未来趋势;可持续发展;海底建筑

纵观土木工程发展史，土木工程建设在和自然斗争中经历了古代、近代和现代3个历史时期，从最初的萌芽时期和形成时期到如今的发达时期和成熟时期。从最初的简陋住房到如今的多功能超高型建筑，可以說，土木工程业已经发生了翻天覆地的变化。进入21世纪以来，随着科技的发展和人民生活水平的提高，土木工程行业越来越成为国民经济发展的支柱产业，土木工程中越来越体现了技术与创新的作用，谁能在世纪之交把握住土木工程学科的发展趋势，谁就能在知识经济时代开创土木工程学科的新纪元。

1土木工程的涵义

土木工程是指建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。土木工程的含义可从两方面去理解。一层含义是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施，如建筑工程、公路与城市道路工程、局坝水电和水利工程、铁路工程、桥梁工程、隧道工程、地下空间开发利用工程等。另一层含义是指为了建造工程设施应用材料、工程设备在土地上所进行的勘察、设计、施工等工程技术活动。

2土木工程的发展现状

自从20世纪中叶第二次世界大战结束以来，土木工程业取得了飞速的发展，这时期的土木工程拥有良好的现代科学技术，先进的工程设施体系和持久耐用的建筑材料，并且随着计算机技术的不断提高，也为土木工程的发展注入了新鲜的血液，为此当今的土木工程呈现出以下几个特点：①工程功能化;②交通高速化;③施工过程工业化;④理论研究精密化。为了适应时代发展的需要，世界各国都建造了很多标志性建筑，例如我国上海的环球经融中心大厦，楼高492米，还有中国台湾的台北101大厦高508米，它们的出现都是当代土木工程师们智慧的结晶，如今，我国新的高楼大厦、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、新技术被大力研究、开发和应用。发展之快，数量之巨，令世界各国惊叹不已。

3土木工程的发展趋势

3.1高性能材料的发展

随着未来科学技术的不断发展，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。单一的材料将难以满足要求，复合材料也就应运而生，另外，材料的功能也将从单一的功能向多功能方向发展，并且为了适应土木领域的可持续发展，材料的使用也必须节能和环保。

3.2计算机应用

随着计算机的应用普及和结构计算理论日益完善，信息和智能化技术将全面引入土木工程，计算结果将更能反映实际情况，从而更能充分发挥材料的性能并保证结构的安全。计算机技术的引入将对土木工程领域的发展产生巨大的改善，其主要有四个方面的改善，分别为信息化施工、智能化建筑、智能化交通、土木工程分析的仿真系统。人们通过计算机技术将会设计出更为优化的方案进行土木工程建设，以缩短工期、提高经济效益。

3.3环境工程

进入21世纪以来，环境问题已经越来越成为人们关注的热点话题，气候问题更是对人们的生产生活产生了巨大的影响，为了更好地满足人与自然协调发展，坚持可持续发展战略，土木工程与环境工程必将融为一体不可分割，城市综合症、雾霾、土地荒漠化、气候变异、冰川消融、海水上升等一系列问题无不与土木工程息息相关，对于当代土木工程师来说，如何有效合理地解决大型乃至超大型建筑建设对环境的污染等问题，必将是土木工程师们在未来重点研究和思考的课题。

3.4建筑工业化

随着建筑业体制改革的不断深化和建筑规模的持续扩大，建筑业发展较快，物质技术基础显著增强，但从整体看，劳动生产率提高幅度不大，质量问题较多，整体技术进步缓慢。为确保各类建筑最终产品特别是住宅建筑的质量和功能，优化产业结构，加快建设速度，改善劳动条件，大幅度提高劳动生产率已是未来发展的必然趋势，为了适应土木建筑领域快速高效的发展，实现建筑工业化是必然的趋势。它的发展有四个重要方向：建筑设计标准化、构配件生产施工化，施工机械化和组织管理科学化。

3.5海底建筑

2010年4月26日，随着中国大陆第一条海底隧道厦门翔安海底隧道建成通车，中国海洋这片美丽而又神秘的领域，在中国土木工程师伟大的探索与创新下，逐渐揭开了面纱，在今后的几十年甚至几百年，海底建筑将会是一种全新的建筑形式，有效利用海底空间是未来土木工程发展的一个必然趋势，同时也对土木行业提出了巨大的挑战。目前在全球范围内，较为出名的海底建筑有马尔代夫的海底餐厅、迪拜的水铁饼酒店，相信在不久的将来，一定会有更多奇特的海底建筑出现。

3.6结构形式

随着当今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。土木工程中一些复杂的结构工程的计算将得到解决，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。

3.7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，由于我国是发展中国家，工业生产正处于飞速发展阶段，对能源的需求和消耗都很大，为此如何解决和处理这些问题，这对土木工程业提出了新的要求，应当予以足够的重视。此外，由于我国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。在一些工业生产和污水排放方面，都应考虑可持续发展，另外在能源方面，开发新能源和节约能源都将是土木工程领域发展的必然趋势，例如风能发电，开发太阳能和水资源循环利用，还有一些垃圾废物的处理与回收。

4结束语

未来既是机遇也是挑战，随着当今科学技术的发展，越来越多的奇特建筑也将成为可能，为了适应现代化发展的需要，我们优秀的土木工程师们需要不断改革创新，吃苦耐劳，养成终身学习的能力与习惯，不断开拓进取，土木工程这个充满生命力的学科，必将绽放出耀人夺目的光彩！