探讨现代土木工程的特点与未来土木工程的发展

王舒 张云斌 张宇

摘 要：土木工程随着社会体系的发展而出现，如今的土木工程已经发展到了一定的程度，成为建筑体系当中必不可少的关键组成部分，这也为将来的生活提供了必要的支持，从而更好地满足人们的需求。基于此，本文对现代化的土木工程特征进行了探究，并且对将来土木工程的发展状况进行了研究。

关键词：土木工程;特征;发展趋势

在新的时代背景下，土木工程体系已经发展成为必不可少的关键组成部分，是现代化建筑体系的核心元素，随着时代的发展，土木工程的发展取得了一些成果，为了促使土木工程体系更好地发展，就需要了解土木工程特征，对其未来的发展趋势进行分析，从而制定出针对性的技术更新方案。

一、现代化土木工程的特征

随着现代不同类型工程建筑体系的飞速发展，人们需要建设其规模与跨度更大、高度更高的轻型现代化建筑物体系，这就需要建筑物具备更高的品质，也需要提升施工建设的速度，对经济效益水平进行提高。这样的背景为土木工程体系创造出了新的课题，为土木工程体系的快速发展奠定了基础和动力。总的来讲，土木工程体系的特征具体如下：

（一）建筑材料

随着科学技术发展水平的提升，高轻度的轻型材料不断出现并且实现了技术更新，比如，比钢铁更轻的铝合金、镁合金等玻璃钢材料逐渐开始在土木工程当中进行应用。然而这些材料部分的弹性模量水平比较低，价格水平比较高，这就使得材料的应用受到了比较多的限制，所以，仍然需要相关的技术人员进行新的探索与研究。除此之外，在对钢材与混凝土材料的轻度以及耐久性进行提升方面，尽管已经取得了一定的成果，但是依然存在进步与发展的空间，需要相关的研究人员进一步研究相关的技术，对技术与设施进行更新，从而为土木工程体系的进一步发展奠定基础。

（二）工程地质与地基

工程地质与地基在土木工程当中属于非常关键的组成元素。在土木工程的建设区域当中，工程地质与地基自身的构造与天然状况下所形成的应力状况与力学性能不仅会影响基础性的设计与施工状况，也会影响到工程设施的选择以及建筑材料体系的选择，这会对地下工程产生更大的影响力。工程地质与地基的勘察技术目前需要在现场进行钻探和取样，在室内对所取的样品进行分析和试验，这边使得地质与地基的勘探工作存在比较大的局限性。

（三）工程规划

在传统的土木工程体系当中，整体的规划主要是结合之前的工程经验来对方案进行明确，并且在其中选择出最优的方案。因为土木工程设备设施的规模处于不断扩大的过程中，如今需要对系统工程的理论以及具体的方法进行运用，从根本上提升规划体系的水平。规模比较大的土木工程，比如规模比较大的水坝会使得自然环境发生一定的变化，对生态平衡與农业体系的生产等产生一些影响，这些工程对社会体系的影响也是有好有坏。在对工程进行规划的过程中，需要进行全方位的设计，实现趋利避害的效果，为土木工程自身价值的发挥奠定基础[1]。

（四）工程设计

在进行设计工作的过程中，人们希望设计出的工程状况与实际状况更加匹配，实现经济、美化以及美观的效果。对此，可以借助概率统计的形式来对荷载值以及材料的强度数值进行分析，对自然环境当中风力、海浪等作用在时间与空间当中的分布规律进行研究与分析，对材料结构状况与岩土之间的作用进行分析，在此基础上，对结构优化设计以及极限状况等进行研究，同时需要发挥出计算机高速计算与设计的价值，促使土木工程体系的稳定性以及安全性进一步提升，这也是现代建筑行业发展速度提高的基础。

（五）工程施工

在新的时代背景下，土木工程自身的规模不断扩大，这也使得施工的工具、设备设施逐渐朝着品种多样、自动化程度高以及规模扩大的方向发展，施工逐渐朝着机械化以及自动化的方向发展。除此之外，组织管理体系可以对系统工程的理论与方法进行运用，朝着科学化的方向发展。一些工程设备设施的建设逐渐朝着标准化的方向发展。在这样的背景下，土木工程体系不仅能够降低造价，对施工周期进行缩短，而且提升劳动生产的水平。

二、未来土木工程体系的发展

随着社会的进步与发展，土木工程体系呈现出良好的发展态势，在将来的土木工程体系当中，新型的理论知识、信息化技术以及可持续发展的理念等都会在土木工程当中进行运用，充分彰显出土木工程与时俱进的特征，更好地满足人们生活发展的需求，促使土木工程的实用价值进一步进行彰显，接下来就对土木工程未来的发展趋势进行探讨：

（一）指导型理论的发展

无论是过去还是现在或者是将来，土木工程技术理论体系的核心是力学知识，土木工程力学体系的突破是创建出全新的分析方法与数值处理方法。在面对比较相似的复杂结构以及流体介质的状况时，现在的方法体系依然表现出比较多的局限性。将来，专业性更强的数学知识会在土木工程体系当中实现进一步的发展，对土木工程体系当中复杂程度比较高的数值问题进行解决。先进程度更高的电子计算机技术的运用能够有效应对复杂程度更高的模拟状况，与现实状况更加靠近。力学体系会对宏观框架进行突破，朝着微观体系发展，控制论以及虚拟化等技术也在力学应用的过程中得到深入发展[2]。与此同时，土木工程这一学科也会逐渐朝着其他的方向发展，和材料、环境以及机械等知识结合起来。土木工程会与城市规划以及建筑学等学科会进行交叉和融合，呈现出相互支持与服务的状态。土木工程体系内的次级性学科能够在现实状况的推动下催生出新型的学科，不同类型的学科知识会相互渗透，比如在一些规模比较大的体育场上运用与桥梁结构当中的悬索体系进行运用。

（二）工程实现体系的发展与变化

土木工程建筑体系的目的是设计并建设出与要求相符的工程体系，从最初的设计再到成果展示，需要经过相对较长的工程实现过程，这也是土木工程体系的关键组成部分，也可以说这是土木工程体系当中非常重要的内容，即便是拥有了优质的理论与设计基础，但是无法进行深入的工程实践，也不会展示出优质的作品。随着信息时代的到来，其他学科的知识与技术会对土木工程产生一些影响，也会在传统学科当中注入一些获利，其中涵盖着施工技术、环境的工程、经济学理论等。

（1）全过程实现信息化。信息化技术逐渐在将来的土木工程当中进行渗透，关键不仅仅体现在CAD层面上，也涵盖着管理工程的具体进度、对工程建设过程中资料的收集与整理，对建筑物体系的结构、强度以及可靠性进行分析，并且制定出针对性的措施，这也是主动进行控制以及智能化体系实现的基点。全过程的信息化会对未来土木建筑体系的维护产生比较大的影响。例如借助传感装置与电子计算机设备，对建筑物体系进行全方位的监控和监督，对建筑物的整体状况进行掌握和掌控[3]。如今，国内正处于基建体系的高潮期，但是在二三十年之后，这些建筑物群体会进入到维护的阶段中。若是在如今的建筑物建设过程中就对不同类型的信息化设备进行运用，也会对未来的建筑物维护与保养提供比较多的帮助。在如今的专家系统技术体系当中，信息化是非常关键的基础，程序解题能力与其形式体系以及推理的模式直接相关，与所拥有的知识也直接相关。为了提升程序的智能化程度，就需要为其提供一些高质量的信息，从而保证信息化设备设施价值的发挥，更好地對建筑物体系进行维护。

（2）可持续发展与人性化。随着社会体系的建设与发展，可持续发展与人性化的建设需要与社会经济体系的发展建立起匹配的关系，社会的进一步发展需要提升资源利用的合理性与有效性，人们生活品质的提升也使得人们对土木工程建设体系提出了更高的要求，朝着更加人性化的方向发展。

在对土木工程进行建设的过程中，会对不同类型的资源以及能源进行消耗，如今社会发展的主题逐渐发展成为可持续健康发展，作为建筑体系的关键组成部分，土木工程也需要正视可持续发展的问题，节约资源，降低能源消耗，这需要体现在建设过程与使用过程中，逐渐发展成为土木工程的主导方向，这需要建立起优质设计与高效运作管理机制的基础上。在土木工程建筑物的整个周期中，无论是从前期的规划、设计过程中，以及建成之后的使用与维护过程中，都需要尽可能降低对环境体系的影响，除此之外，也需要充分发挥出其社会与经济效应，这也对土木工程体系的建设提出了更高的要求，这体现在资源体系的保护以及再利用过程中、污染的有效控制以及质量管理的全方位水平上。在国内的施工项目当中，青藏铁路彰显出有效的可持续发展思想，从设计过程中就需要关注青藏高原对生态环境体系的保护，整条铁路的设计呈现出封闭的状态，这使得废弃物污染状态越来越严重，对噪音污染进行了控制。因此，在施工作业进行过程中，需要关注工程建设工作对周边环境所产生的影响作用，需要充分彰显出可持续发展与人性化的思想[4]。

（三）主动控制技术

就目前的状况而言，大多数的土木工程体系建筑物都被视为静态同时被动的物体。当外界的环境产生变化时，比如温度、突发状况、风向变动等，土木工程只能够借助自身结构来进行被动抵御，这使得建筑物体系的灵活性与应变能力进一步降低，将来土木建筑工程的发展方向为将主动控制技术在土木建筑体系当中进行运用。在运用计算机技术以及模糊控制的技术时，土木工程能够有效应对不同类型的环境变化状况，从而提升建筑物体系的应变性与主动性。

三、结语

综上所述，随着社会体系的建设与发展，土木工程体系技术得到了进一步的发展，其是人类智慧的成果，也是因为人类的存在而出现，在新的时代背景下，需要在土木工程体系当中对可持续发展观进行落实，进一步进行创新，充分发挥出信息控制技术的价值，促使土木工程逐渐朝着更加稳定与安全的方向发展。

参考文献：

[1]张辉，王明瑞.土木工程体系的特征与未来的发展趋势[D].哈尔滨工商大学，2017.

[2]董幸.浅析土木工程技术的发展与创新[J].建筑工程创新，2018（9）：1820.

[3]陈铭.土木工程的特点与发展研究[D].无锡工商学院，2018.

[4]陈晓曦.新时代背景下土木工程体系的创新发展[J].建筑管理，2019（11）：8183.

作者简介：王舒（1989— ），女，汉族，河北保定人，硕士，讲师，研究方向：土木工程技术与教学。