现代土木工程的发展研究方法

⑴ 现代土木工程的发展趋势是什么这种趋势需要什么技术作为依托

据我所知，随着社会和科技的发展，作为国民经济发展的支柱产业，土木工程的发展一直没停过。目前土木工程的实践和研究己取得显著成就，无论是结构的力学分析，还是结构设计的理论和方法以及结构的施工手段，都有了非常大的突破。特别是近若干年来，在高层、大跨结构和钢结构方面成绩尤其惊人。但是，纵观现在频繁出现的工程事故和自然灾害，如2009年发生的上海倒楼案和黑龙江铁力塌桥事件，地震震害和水库溃坝等，土木工程的发展还有很长一段路需要走。而为防止上述工程事故，为了适应全世界前进的步伐和各建设快速发展的高要求，既要求高质量安全和快速施工，又要求高经济效益，

⑵ 土木工程的发展可分为哪几个历史阶段

一、古代

对土木工程的发展起关键作用的，首先是作为工程物质基础的土木建筑材料，其次是随之发展起来的设计理论和施工技术。每当出现新的优良的建筑材料时，土木工程就会有飞跃式的发展。

人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动，后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料，使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。中国在公元前11世纪的西周初期制造出瓦。最早的砖出现于公元前5世纪至公元前3世纪战国时的墓室中。砖和瓦具有比土更优越的力学性能，可以就地取材，而又易于加工制作。

砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至18～19世纪，在长达两千多年时间里，砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料，为人类文明做出了伟大的贡献，还被广泛采用。

二、近代

钢材的大量应用是土木工程的第二次飞跃。 17世纪70年代开始使用生铁、19世纪初开始使用熟铁。

从19世纪中叶开始，冶金业冶炼并轧制出抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建筑钢材，随后又生产出高强度钢丝、钢索 。于是适应发展需要的钢结构得到蓬勃发展。除应用原有的梁、拱结构外，新兴的桁架、框架、网架结构、悬索结构逐渐推广，出现了结构形式百花争艳的局面。

建筑物跨径从砖结构、石结构、木结构的几米、几十米发展到钢结构的百米、几百米，直到现代的千米以上。于是在大江、海峡上架起大桥，在地面上建造起摩天大楼和高耸铁塔，甚至在地面下铺设铁路，创造出前所未有的奇迹。

为适应钢结构工程发展的需要，在牛顿力学的基础上，材料力学、结构力学、工程结构设计理论等就应运而生。施工机械、施工技术和施工组织设计的理论也随之发展，土木工程从经验上升成为科学，在工程实践和基础理论方面都面貌一新，从而促成了土木工程更迅速的发展。

19世纪20年代，波特兰水泥制成后，混凝土问世了。混凝土骨料可以就地取材，混凝土构件易于成型，但混凝土的抗拉强度很小，用途受到限制。

19世纪中叶以后，钢铁产量激增，随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料，其中钢筋承担拉力，混凝土承担压力，发挥了各自的优点。20世纪初以来，钢筋混凝土广泛应用于土木工程的各个领域。

从30年代开始，出现了预应力混凝土。预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力，大大高于钢筋混凝土结构，因而用途更为广阔。土木工程进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占统治地位的历史时期。

混凝土的出现给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式，使土木工程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。这是土木工程的又一次飞跃发展。

现代

第二次世界大战之后的科学技术的迅速发展，使得土木工程可以以现代科学技术为依托进一步发展。最重要的土木材料及建筑材料：混凝土和钢都有较大的发展，强度成倍提高，可靠性，耐久性等其他性能也有了很大改善。

分支

1、工程测量学

工程测量学为一种应用测量学原理，应用在各种工程上，例如道路、隧道、桥梁及住宅等，主要是将原本在工程图说上的设计图放样到现场，以利工程人员依照所放样的位置制做出。

工程图纸上的设计图上的构造物，其放样的结果的正确性甚为重要，若错误可能导致工程甚大损失，工程测量所需成本对工程成本而言甚小，但重要性甚大。

2、材料科学与工程

土木工程的建造过程必须使用各种金属材料或非金属材料，因而与材料科学与材料工程密切相关。材料科学本身就是一个跨领域学科，涉及物质的性质及其在各个科学和工程领域的应用。它研究材料的制备或加工工艺、材料的微观结构与材料宏观性能三者之间的相互关系的科学。

涉及的理论包括应用物理学、固体物理学及化学等；而在与土木工程的结合上则衍生出土木材料、结构材料、建筑材料、机械材料、耐火材料等不同应用。

随着近年来媒体将注意力大量集中在奈米科学和奈米技术上，材料科学在许多大学被推到了最前沿。它也是工程鉴定和破坏分析中的一个重要组成部分。

3、大地工程

大地工程又名土力工程、岩土工程、地工技术，主要研究泥土构成物质的工程特性。大地工程师会研究从工地采集的泥土样本和岩石样本中的数据，然后计算工地上的建筑所需的格构。地基、地桩、护土墙、水坝、隧道等都是需要大地工程师为工程提供土力意见的建设项目。

大地工程可以细分为土壤力学、基础工程、工程地质、岩石力学等学科。

4、结构工程

结构工程是分析和设计荷载作用下的建筑结构的工程学科。结构工程通常被归类为土木工程的分支，但也可以作为一门独立学科来研究。 结构工程师通常参予房屋建筑和其他大型结构的设计，但也能参与到诸如机械、医疗设备、车辆等结构可靠性会影响使用和安全的领域。

结构工程师必须按照国家或行业规范来设计，确保安全性（如：结构不能在毫无征兆的强况下破坏）、可维护性以及可用性（如：房屋不能有太大的变形，避免使用者不适）。设计出来的建筑必须能承受巨大的荷载，以及气候变化和自然灾害。

结构工程理论是建立于在不同场地和材料下，结构所表现出来的物理规律和工程经验之上。结构设计一般用少数几种简单的结构构件来组成复杂的结构体系。

5、地震工程

地震工程又名防震工程，是当建筑物受到地震影响时对其结构行为的研究，用以减少地震发生时对于建筑物的损害，属于结构设计和土木工程的一环。振动控制技术和基础隔离是地震工程里最强而有力和最经济的工具。

6、水利工程

水利工程是为了控制、利用和保护地表及地下的水资源与环境而修建的各项工程建设的总称。土木工程中着重于水流体的自然运动与人工输送及利用的一门分支。

该工程领域与桥梁、水坝、河道、运河以及防洪堤等关于水流、江川及洋海堤道工程的设计与施工有着密切的关联，亦涉及公共卫生与环境工程等这些和水相关的环境生态及用水范畴。

水利工程主要的工作为各种水工结构物，包括水坝与河海堤防、给水管网与集水管网、生态永续、洪水管理、沉积物运移以及其他的与水土保持工程和大地工程有关的事务。

7、环境工程

环境工程为应用科学与工程之方法来改善环境（包括空气、水、土地资源），进而为人类之居住以及其他生物体提供对健康有益的水、空气以及土壤，亦包括污染场址之复育。我们可经由教育大众、保护环境、订立规定以及应用良好工程实作来减轻与控制对环境的负面影响。

8、交通工程

交通工程是土木工程学中的一个分支，包括公路交通、铁路交通、航空交通、航海交通、管道交通五项内容。

以上内容参考网络-土木工程

⑶ 现代土木工程的特点

1 现代土木工程的特点
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。它的发展趋向具体地表现在下述几个方面。
1.1建筑材料方面。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。但是这些材料有些弹性模量偏低，有些价格过高，应用范围受到限制，因而尚待作新的探索。另外，对提高钢材和混凝土的强度和耐久性，虽已取得显著成果，仍继续进展。
1.2工程地质和地基方面。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。

从另一个角度来说，现代土木工程的特点是1、功能要求多样化，2、城市建设立体化，3、交通工程快速化，4、工程设施大型化

⑷ 现代土木工程有哪些特点

1 现代土木工程的特点
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。它的发展趋向具体地表现在下述几个方面。
1.1建筑材料方面。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。但是这些材料有些弹性模量偏低，有些价格过高，应用范围受到限制，因而尚待作新的探索。另外，对提高钢材和混凝土的强度和耐久性，虽已取得显著成果，仍继续进展。
1.2工程地质和地基方面。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。

⑸ 土木工程的发展分为那几个历史阶段，有何特点

土木工程的发展史经历了古代、近代和现代三个阶段。

1、古代的土木工程的历史跨度很长，它大致从旧石器时代（约公元5000年起）到17世纪中叶。当时的各种设施主要依靠经验，根本没有什么设计理论可言。

所用的材料也是十分简单的自然原料。如石块、草筋、土抷等。到了公元前一千年左右才开始采用烧制的砖。

并且，这一时期的工具也是很简单。尽管如此，我们的老祖宗还是给我们留下了许多有历史价值的建筑，甚至有些工程从现代的角度来看也是非常伟大的、难以现象的。

2、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。

3、现代的土木工程为20世纪中叶第二次世界大战结束后至今的土木工程。二战以后，许多国家经济起飞，现代科学技术迅速发展，从而为土木工程的进步发展提供了强大的物质基础和技术手段。

(5)现代土木工程的发展研究方法扩展阅读：

土木工程的发展现状：

中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。

高层建筑不仅越建越多，越建越高，而且其结构体系及布置形式也日趋多样化。框架结构、剪力墙结构、框架、—剪力墙结构、框架—筒体结构等体系、巨型结构、转换层结构、悬挑结构及高层大跨框架结构等体系是目前常见的结构体系。

大跨建筑、大空间建筑日益增多，多为混凝土结构和空间钢结构。

随着我国经济建设的迅速发展，公路、铁路运输事业突飞猛进，高等级公路里程快速增长。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，而斜拉桥的复兴更是桥梁工程的另一个辉煌。

但是，自改革开放以来，我国城市发展进入了崭新的阶段，城市的数量、规模和人口数量都有了飞速的发展。

这就要求更多的建筑来满足城市发展的需求，单是不难看出，目前，我国的城市建筑尤其是房屋建筑，并不能满足人们的需求。不难看出，我国的土木工程建设面临的现状是，虽然发展较快，但尚不能满足社会的需求。