現代土木工程的發展研究方法

⑴ 現代土木工程的發展趨勢是什麼這種趨勢需要什麼技術作為依託

據我所知，隨著社會和科技的發展，作為國民經濟發展的支柱產業，土木工程的發展一直沒停過。目前土木工程的實踐和研究己取得顯著成就，無論是結構的力學分析，還是結構設計的理論和方法以及結構的施工手段，都有了非常大的突破。特別是近若干年來，在高層、大跨結構和鋼結構方面成績尤其驚人。但是，縱觀現在頻繁出現的工程事故和自然災害，如2009年發生的上海倒樓案和黑龍江鐵力塌橋事件，地震震害和水庫潰壩等，土木工程的發展還有很長一段路需要走。而為防止上述工程事故，為了適應全世界前進的步伐和各建設快速發展的高要求，既要求高質量安全和快速施工，又要求高經濟效益，

⑵ 土木工程的發展可分為哪幾個歷史階段

一、古代

對土木工程的發展起關鍵作用的，首先是作為工程物質基礎的土木建築材料，其次是隨之發展起來的設計理論和施工技術。每當出現新的優良的建築材料時，土木工程就會有飛躍式的發展。

人們在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料從事營造活動，後來出現了磚和瓦這種人工建築材料，使人類第一次沖破了天然建築材料的束縛。中國在公元前11世紀的西周初期製造出瓦。最早的磚出現於公元前5世紀至公元前3世紀戰國時的墓室中。磚和瓦具有比土更優越的力學性能，可以就地取材，而又易於加工製作。

磚和瓦的出現使人們開始廣泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技術得到了飛速的發展。直至18～19世紀，在長達兩千多年時間里，磚和瓦一直是土木工程的重要建築材料，為人類文明做出了偉大的貢獻，還被廣泛採用。

二、近代

鋼材的大量應用是土木工程的第二次飛躍。 17世紀70年代開始使用生鐵、19世紀初開始使用熟鐵。

從19世紀中葉開始，冶金業冶煉並軋制出抗拉和抗壓強度都很高、延性好、質量均勻的建築鋼材，隨後又生產出高強度鋼絲、鋼索 。於是適應發展需要的鋼結構得到蓬勃發展。除應用原有的梁、拱結構外，新興的桁架、框架、網架結構、懸索結構逐漸推廣，出現了結構形式百花爭艷的局面。

建築物跨徑從磚結構、石結構、木結構的幾米、幾十米發展到鋼結構的百米、幾百米，直到現代的千米以上。於是在大江、海峽上架起大橋，在地面上建造起摩天大樓和高聳鐵塔，甚至在地面下鋪設鐵路，創造出前所未有的奇跡。

為適應鋼結構工程發展的需要，在牛頓力學的基礎上，材料力學、結構力學、工程結構設計理論等就應運而生。施工機械、施工技術和施工組織設計的理論也隨之發展，土木工程從經驗上升成為科學，在工程實踐和基礎理論方面都面貌一新，從而促成了土木工程更迅速的發展。

19世紀20年代，波特蘭水泥製成後，混凝土問世了。混凝土骨料可以就地取材，混凝土構件易於成型，但混凝土的抗拉強度很小，用途受到限制。

19世紀中葉以後，鋼鐵產量激增，隨之出現了鋼筋混凝土這種新型的復合建築材料，其中鋼筋承擔拉力，混凝土承擔壓力，發揮了各自的優點。20世紀初以來，鋼筋混凝土廣泛應用於土木工程的各個領域。

從30年代開始，出現了預應力混凝土。預應力混凝土結構的抗裂性能、剛度和承載能力，大大高於鋼筋混凝土結構，因而用途更為廣闊。土木工程進入了鋼筋混凝土和預應力混凝土占統治地位的歷史時期。

混凝土的出現給建築物帶來了新的經濟、美觀的工程結構形式，使土木工程產生了新的施工技術和工程結構設計理論。這是土木工程的又一次飛躍發展。

現代

第二次世界大戰之後的科學技術的迅速發展，使得土木工程可以以現代科學技術為依託進一步發展。最重要的土木材料及建築材料：混凝土和鋼都有較大的發展，強度成倍提高，可靠性，耐久性等其他性能也有了很大改善。

分支

1、工程測量學

工程測量學為一種應用測量學原理，應用在各種工程上，例如道路、隧道、橋梁及住宅等，主要是將原本在工程圖說上的設計圖放樣到現場，以利工程人員依照所放樣的位置製做出。

工程圖紙上的設計圖上的構造物，其放樣的結果的正確性甚為重要，若錯誤可能導致工程甚大損失，工程測量所需成本對工程成本而言甚小，但重要性甚大。

2、材料科學與工程

土木工程的建造過程必須使用各種金屬材料或非金屬材料，因而與材料科學與材料工程密切相關。材料科學本身就是一個跨領域學科，涉及物質的性質及其在各個科學和工程領域的應用。它研究材料的制備或加工工藝、材料的微觀結構與材料宏觀性能三者之間的相互關系的科學。

涉及的理論包括應用物理學、固體物理學及化學等；而在與土木工程的結合上則衍生出土木材料、結構材料、建築材料、機械材料、耐火材料等不同應用。

隨著近年來媒體將注意力大量集中在奈米科學和奈米技術上，材料科學在許多大學被推到了最前沿。它也是工程鑒定和破壞分析中的一個重要組成部分。

3、大地工程

大地工程又名土力工程、岩土工程、地工技術，主要研究泥土構成物質的工程特性。大地工程師會研究從工地採集的泥土樣本和岩石樣本中的數據，然後計算工地上的建築所需的格構。地基、地樁、護土牆、水壩、隧道等都是需要大地工程師為工程提供土力意見的建設項目。

大地工程可以細分為土壤力學、基礎工程、工程地質、岩石力學等學科。

4、結構工程

結構工程是分析和設計荷載作用下的建築結構的工程學科。結構工程通常被歸類為土木工程的分支，但也可以作為一門獨立學科來研究。 結構工程師通常參予房屋建築和其他大型結構的設計，但也能參與到諸如機械、醫療設備、車輛等結構可靠性會影響使用和安全的領域。

結構工程師必須按照國家或行業規范來設計，確保安全性（如：結構不能在毫無徵兆的強況下破壞）、可維護性以及可用性（如：房屋不能有太大的變形，避免使用者不適）。設計出來的建築必須能承受巨大的荷載，以及氣候變化和自然災害。

結構工程理論是建立於在不同場地和材料下，結構所表現出來的物理規律和工程經驗之上。結構設計一般用少數幾種簡單的結構構件來組成復雜的結構體系。

5、地震工程

地震工程又名防震工程，是當建築物受到地震影響時對其結構行為的研究，用以減少地震發生時對於建築物的損害，屬於結構設計和土木工程的一環。振動控制技術和基礎隔離是地震工程里最強而有力和最經濟的工具。

6、水利工程

水利工程是為了控制、利用和保護地表及地下的水資源與環境而修建的各項工程建設的總稱。土木工程中著重於水流體的自然運動與人工輸送及利用的一門分支。

該工程領域與橋梁、水壩、河道、運河以及防洪堤等關於水流、江川及洋海堤道工程的設計與施工有著密切的關聯，亦涉及公共衛生與環境工程等這些和水相關的環境生態及用水范疇。

水利工程主要的工作為各種水工結構物，包括水壩與河海堤防、給水管網與集水管網、生態永續、洪水管理、沉積物運移以及其他的與水土保持工程和大地工程有關的事務。

7、環境工程

環境工程為應用科學與工程之方法來改善環境（包括空氣、水、土地資源），進而為人類之居住以及其他生物體提供對健康有益的水、空氣以及土壤，亦包括污染場址之復育。我們可經由教育大眾、保護環境、訂立規定以及應用良好工程實作來減輕與控制對環境的負面影響。

8、交通工程

交通工程是土木工程學中的一個分支，包括公路交通、鐵路交通、航空交通、航海交通、管道交通五項內容。

以上內容參考網路-土木工程

⑶ 現代土木工程的特點

1 現代土木工程的特點
適應各類工程建設高速發展的要求，人們需要建造大規模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密設備現代化的建築物，既要求高質量和快速施工，又要求高經濟效益。這就向土木工程提出新的課題，並推動土木工程這門學科前進。它的發展趨向具體地表現在下述幾個方面。
1.1建築材料方面。高強輕質的新材料不斷出現。比鋼輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強塑料(玻璃鋼)已開始應用。但是這些材料有些彈性模量偏低，有些價格過高，應用范圍受到限制，因而尚待作新的探索。另外，對提高鋼材和混凝土的強度和耐久性，雖已取得顯著成果，仍繼續進展。
1.2工程地質和地基方面。建設地區的工程地質和地基的構造及其在天然狀態下的應力情況和力學性能，不僅直接決定基礎的設計和施工，還常常關繫到工程設施的選址、結構體系和建築材料的選擇，對於地下工程影響就更大了。工程地質和地基的勘察技術，目前主要仍然是現場鑽探取樣，室內分析試驗，這是有一定局限性的。為適應現代化大型建築的需要，急待利用現代科學技術來創造新的勘察方法。
1.3工程規劃方面。以往的總體規劃常是憑借工程經驗提出若干方案，從中選優。由於土木工程設施的規模日益擴大，現在已有必要也有可能運用系統工程的理論和方法以提高規劃水平。特大的土木工程，例如高大水壩，會引起自然環境的改變，影響生態平衡和農業生產等，這類工程的社會效果是有利也有弊。在規劃中，對於趨利避害要作全面的考慮。
1.4工程設計方面。人們努力使設計盡可能符合實際情況，達到適用、經濟、安全、美觀的目的。為此，已開始採用概率統計來分析確定荷載值和材料強度值，研究自然界的風力、地震波、海浪等作用在時間、空間上的分布與統計規律，積極發展反映材料非彈性、結構大變形、結構動態以及結構與岩土共同作用的分析，進一步研究和完善結構可靠度極限狀態設計法和結構優化設計等理論；同時發展運用電子計算機的高效能的計算和設計方法等。
1.5工程施工方面。隨著土木工程規模的擴大和由此產生的施工工具、設備、機械向多品種、自動化、大型化發展，施工日益走向機械化和自動化。同時組織管理開始應用系統工程的理論和方法，日益走向科學化；有些工程設施的建設繼續趨向結構和構件標准化和生產工業化。這樣，不僅可以降低造價、縮短工期、提高勞動生產率，而且可以解決特殊條件下的施工作業問題，以建造過去難以施工的工程。

從另一個角度來說，現代土木工程的特點是1、功能要求多樣化，2、城市建設立體化，3、交通工程快速化，4、工程設施大型化

⑷ 現代土木工程有哪些特點

1 現代土木工程的特點
適應各類工程建設高速發展的要求，人們需要建造大規模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密設備現代化的建築物，既要求高質量和快速施工，又要求高經濟效益。這就向土木工程提出新的課題，並推動土木工程這門學科前進。它的發展趨向具體地表現在下述幾個方面。
1.1建築材料方面。高強輕質的新材料不斷出現。比鋼輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強塑料(玻璃鋼)已開始應用。但是這些材料有些彈性模量偏低，有些價格過高，應用范圍受到限制，因而尚待作新的探索。另外，對提高鋼材和混凝土的強度和耐久性，雖已取得顯著成果，仍繼續進展。
1.2工程地質和地基方面。建設地區的工程地質和地基的構造及其在天然狀態下的應力情況和力學性能，不僅直接決定基礎的設計和施工，還常常關繫到工程設施的選址、結構體系和建築材料的選擇，對於地下工程影響就更大了。工程地質和地基的勘察技術，目前主要仍然是現場鑽探取樣，室內分析試驗，這是有一定局限性的。為適應現代化大型建築的需要，急待利用現代科學技術來創造新的勘察方法。
1.3工程規劃方面。以往的總體規劃常是憑借工程經驗提出若干方案，從中選優。由於土木工程設施的規模日益擴大，現在已有必要也有可能運用系統工程的理論和方法以提高規劃水平。特大的土木工程，例如高大水壩，會引起自然環境的改變，影響生態平衡和農業生產等，這類工程的社會效果是有利也有弊。在規劃中，對於趨利避害要作全面的考慮。
1.4工程設計方面。人們努力使設計盡可能符合實際情況，達到適用、經濟、安全、美觀的目的。為此，已開始採用概率統計來分析確定荷載值和材料強度值，研究自然界的風力、地震波、海浪等作用在時間、空間上的分布與統計規律，積極發展反映材料非彈性、結構大變形、結構動態以及結構與岩土共同作用的分析，進一步研究和完善結構可靠度極限狀態設計法和結構優化設計等理論；同時發展運用電子計算機的高效能的計算和設計方法等。
1.5工程施工方面。隨著土木工程規模的擴大和由此產生的施工工具、設備、機械向多品種、自動化、大型化發展，施工日益走向機械化和自動化。同時組織管理開始應用系統工程的理論和方法，日益走向科學化；有些工程設施的建設繼續趨向結構和構件標准化和生產工業化。這樣，不僅可以降低造價、縮短工期、提高勞動生產率，而且可以解決特殊條件下的施工作業問題，以建造過去難以施工的工程。

⑸ 土木工程的發展分為那幾個歷史階段，有何特點

土木工程的發展史經歷了古代、近代和現代三個階段。

1、古代的土木工程的歷史跨度很長，它大致從舊石器時代（約公元5000年起）到17世紀中葉。當時的各種設施主要依靠經驗，根本沒有什麼設計理論可言。

所用的材料也是十分簡單的自然原料。如石塊、草筋、土抷等。到了公元前一千年左右才開始採用燒制的磚。

並且，這一時期的工具也是很簡單。盡管如此，我們的老祖宗還是給我們留下了許多有歷史價值的建築，甚至有些工程從現代的角度來看也是非常偉大的、難以現象的。

2、近代的土木工程的時間跨度為17世紀中葉到第二次世界大戰前後，歷時300餘年。在這一時期，土木工程逐漸形成一門獨立學科。與古代的土木工程相比，它有了自己新的特點和提高。

首先，有力學和結構理論作為指導。如1683年義大利學者伽利略發表了「關於兩門新科學的對話」。1687年牛頓總結出力學三大定理。1852年法國的納維建立了土木工程中結構設計的容許應力法。其次，磚、瓦、木、石等建築材料得到日益廣泛的使用，混凝土、鋼材、鋼筋混凝土以及早期的預應力混凝土得到發展。

如1824年波特蘭水泥的發明。1867年鋼筋混凝土開始應用於土木工程史上。1859年火爐煉鋼法的成功使得鋼材得以大量生產並應用於房屋、橋梁的建築上。最後，施工技術進步很大，建造規模日益擴大，建造速度大大加快。

3、現代的土木工程為20世紀中葉第二次世界大戰結束後至今的土木工程。二戰以後，許多國家經濟起飛，現代科學技術迅速發展，從而為土木工程的進步發展提供了強大的物質基礎和技術手段。

(5)現代土木工程的發展研究方法擴展閱讀：

土木工程的發展現狀：

中國的土木工程建設從20世紀50年代起一直沒有停過，且發展很快，尤其在近年來，發展極為迅猛，幾乎整個中國成了一個大的建設工地。

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各地如雨後春筍般地涌現，新結構、新材料、新技術大力研究、開發和應用。發展之快，數量之巨，令世界各國驚嘆不已。

高層建築不僅越建越多，越建越高，而且其結構體系及布置形式也日趨多樣化。框架結構、剪力牆結構、框架、—剪力牆結構、框架—筒體結構等體系、巨型結構、轉換層結構、懸挑結構及高層大跨框架結構等體系是目前常見的結構體系。

大跨建築、大空間建築日益增多，多為混凝土結構和空間鋼結構。

隨著我國經濟建設的迅速發展，公路、鐵路運輸事業突飛猛進，高等級公路里程快速增長。橋梁工程也取得了驚人的成就，伴隨著橋梁類型的不斷翻新，主跨跨度一再突破，而斜拉橋的復興更是橋梁工程的另一個輝煌。

但是，自改革開放以來，我國城市發展進入了嶄新的階段，城市的數量、規模和人口數量都有了飛速的發展。

這就要求更多的建築來滿足城市發展的需求，單是不難看出，目前，我國的城市建築尤其是房屋建築，並不能滿足人們的需求。不難看出，我國的土木工程建設面臨的現狀是，雖然發展較快，但尚不能滿足社會的需求。