土木工程學科前沿心得體會

十九世紀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。十九世紀中葉以後，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。

二十世紀初以來，鋼筋混凝土廣泛應用於土木工程的各個領域。

從三十年代開始，出現了預應力混凝土。預應力混凝土結構的抗裂效能、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佔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。

看完土木工程的發展歷史，我們就能更加清晰的認識土木工程的重要性以及土木工程的很好發展前景，那我就對土木工程的發展前景做些簡單的理解吧。

重大工程專案將陸續興建。為了解決城市土地供求矛盾，城市建設將向高、深方向發展。例如高層建築，如上海的環球金融大廈，高460m；芝加哥mglin—beitler大廈，地上141層，高610m。

在我國除了修建標誌性的大廈以外，還要大量修建商品住房。考慮到我國人口基數巨大，加上城市化程序加速，對住宅的需求壓力是很大的。這也為今天的學生、明天的工程師們提供了廣泛的就業機會和施展才能的舞台。

目前高速公路、高速鐵路的建設仍呈發展趨勢，交通土建工程在21世紀將有巨大的進步。在中國，交通土建工程也有巨集偉的規劃航空港及海港和內河航運碼頭的建設也會在不久的將來取得巨大的進步。

土木工程將向太空、海洋、荒漠開拓。地球上的海洋面積佔整個地球表面積的70％左右，現在陸地上土地太少，首先想到的是可向海洋發展。向海洋開拓近代已經開始。

為了防止噪音對居民的影響，也為了節約用地，許多機場已開始填海造地。如中國澳門機場，日本關西國際機場均修築了海上的人工島，在島上建跑道和候機樓。香港大嶼山國際機場劈山填海，荷蘭delf圍海造城都是利用海面造福人類的巨集大工程。

現代海上採油平台體積巨大，在平台上建有生活區，工人在平台上一工作就是幾個月，如果將平台擴大，建成海上城市是完全可能的。另外，從航空母艦和大型運輸船的建造得到啟發，人們已設想建立海上浮動城市。海洋土木工程的興建，不僅可解決陸地土地少的矛盾，同時也將對海底油氣資源及礦物的開發提供立足之地。

全世界陸地中約有1／3為沙漠或荒漠地區，千里荒沙、渺無人煙，目前還很少開發。沙漠難於利用主要是缺水，生態環境惡劣，日夜溫差太大，空氣乾燥，太陽輻射太強，不適於人類生存。

近代許多國家已開始沙漠改造工程。在我國西北部，利用興修水利，種植固沙植物，改良土壤等方法，使一些沙漠變成了綠洲。但大規模改造沙漠，首先要解決水的問題。

目前設想有以下幾種可能：①首先在沙漠地下找水，如利比亞已發現撒哈拉大沙漠下有豐富的地下水，現已部分開始利用。②從南極將巨大的冰山拖人沙漠地區，如沙地阿拉伯曾進行可行性研究，運輸不成問題，如何利用冰山才符合成本要求仍有待解決。

③進行海水淡化，海水淡化方法有多種，但成本均居高不下，如果隨著技術進步，成本降低，這是最有希望成為沙漠水源的。沙漠的改造利用不僅增加了有效土地利用面積，同時還改善了全球生態環境。

工程材料向輕質、高強、多功能化發展。近百年以來，土木工程的結構材料主要還是鋼材、混凝土、木材和磚石。21世紀在工程材料方面希望有較大突破。

（1）傳統材料的改性。混凝土材料應用很廣，且耐久性好，但其強度(比鋼材)低，韌性差，建造工程笨重而易開裂。目前常用混凝土強度可達c50-c60(強度為50～60n／mm2)，特殊工程可達c80～c100，今後將會有c400的混凝土出現，而常用的混凝土可達c100左右。

為了改善韌性，加入微型纖維的混凝土，塑料混合混凝土正在開發應用之中。對於鋼材，主要問題是易鏽蝕、不耐火，必須研製生產耐鏽蝕(甚至不鏽)的鋼材，生產高效防火塗料用於鋼材及木材。

（2）化學合成材料的應用。目前的化學合成材料主要用於門窗、管材、裝飾材料，今後的發展是向大面積圍護材料及結構骨架材料發展。一些化工製品具有耐高溫、保溫隔聲、耐磨耐壓等優良效能，用於製造隔板等非承重功能構件很理想。

目前碳纖維以其輕質、高強、耐腐蝕等優點而用於結構補強，在其成本降低後可望用作混凝土的加筋材料。

設計方法精確化、設計工作自動化。在19世紀與20世紀，力學分析的基本原理和有關微分方程已經建立，用之指導土木工程設計也取得了巨大成功。但是由於土木工程結構的複雜性和人類計算能力的侷限性，人們對工程的設計計算還比較粗糙，有一些還主要依靠經驗。

數值計算機的進步使過去不能計算的帶有盲目性的估計可以變為較精確的分析。例如，土木工程中的由各個桿件分析到整體分析；工程結構的定型分析到按施工階段的全過程**分析；工程結構中在災害載荷作用下的全過程非線性分析；與時間有關的長時間徐變分析和瞬間的衝擊分析等。

資訊和智慧型化技術全面引入土木工程。資訊、計算機、智慧型化技術在工業、農業、運輸業和軍事工業等各行各業中得到了愈來愈廣泛的應用，土木工程也不例外，將這些高新技術應用於土木工程將是今後相當長時間的重要發展方向。現舉一些例子加以說明。

土木工程的可持續發展。面臨人口的增長、生態失衡、環境汙染、人類生存環境惡化，一些學者呼籲：「我們只有乙個地球」，並提出「凍結繁榮，停止發展」的口號。

這一口號不僅受到發達國家人士的批評，更是受到發展中國家的一致反對。如果「停止發展」，則發展中國家永遠停留在落後狀態，這是不能接受的。

看了這麼多，我們可以看到土木工程還是有遠大的發展前途的。在當今社會發展如此迅速，土木工程在社會的需求程度還是很大的。對於我們這些剛好畢業的土木學子真是大展巨集圖之時，為了我們能夠在這個行業上創出新高，只有很好把自己的專業知識展現給社會，讓人們來肯定你，那麼你將是成功的！