一、 土木工程的定義  

土木工程是建造各類(lèi)工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng)。它既指所應(yīng)用的材料、設(shè)備和所進(jìn)行的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、保養(yǎng)維修等技術(shù)活動(dòng)；也指工程建設(shè)的對(duì)象，即建造在地上或地下、陸上或水中 ，直接或間接為人類(lèi)生活、生產(chǎn)、軍事、科研服務(wù)的各種工程設(shè)施，例如房屋、道路、鐵路、運(yùn)輸管道、隧道、橋梁、運(yùn)河、堤壩、港口、電站、飛機(jī)場(chǎng)、海洋平臺(tái)、給水和排水以及防護(hù)工程等。    

二、 土木工程發(fā)展歷史概述  

2.1古代土木工程      

古代土木工程具有很長(zhǎng)的時(shí)間跨度，它大致從公元前5000年的新石器時(shí)代到17世紀(jì)中葉，前后約7000年。在房屋建筑、橋梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了輝煌的成就。一些文明古國(guó)的不少傳世杰作，至今巍然屹立。譬如我國(guó)的長(zhǎng)城，埃及的金字塔等。公元6世紀(jì)建成的趙州橋，是世界上最早的敞肩式拱橋，于1991年被美國(guó)土木工程學(xué)會(huì)選為世界上地12個(gè)土木工程里程碑。   

2.2近代土木工程       

近代土木工程的時(shí)間跨度從17世紀(jì)中葉到20世紀(jì)中葉，前后約300年時(shí)間。在此期間，建筑材料從以天然材料為主轉(zhuǎn)向以人造材料為主，建造理論也從主要以總結(jié)長(zhǎng)期建造經(jīng)驗(yàn)向重視科學(xué)兼顧經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)變。建造技術(shù)方面，一些性能優(yōu)異的大型機(jī)械伴隨著各種極為有效的施工方法的出現(xiàn)，使得人們開(kāi)始能建造結(jié)構(gòu)復(fù)雜或所處環(huán)境惡劣的土木工程。這一時(shí)期產(chǎn)生了很多具有歷史意義的建筑，如1875年法國(guó)莫尼埃主持修建了一座長(zhǎng)達(dá)16m的鋼筋混凝土橋、1883年美國(guó)芝加哥在世界上第一個(gè)采用了鋼鐵框架作為承重結(jié)構(gòu)，建造了一幢11層的保險(xiǎn)公司大樓，被譽(yù)為現(xiàn)代高層建筑的開(kāi)端、1889年法國(guó)建成了高達(dá)300m的埃菲爾鐵塔，該塔已成為巴黎乃至法國(guó)的標(biāo)志性建筑，被譽(yù)為現(xiàn)代高層建筑的開(kāi)端。1886年美國(guó)首先采用了鋼筋混凝土樓板，1928年預(yù)應(yīng)力混凝土發(fā)明。1825年英國(guó)修建了第一條鐵路、1863年英國(guó)倫敦建成了世界上第一條地下鐵道等。 

2.3現(xiàn)代土木工程      

現(xiàn)代土木工程起始于20世紀(jì)中葉。發(fā)展至今，土木工程在建筑材料、結(jié)構(gòu)理論和建造技術(shù)方面都取得了極其巨大的進(jìn)步。      

建筑材料方面，高強(qiáng)度混凝土、高強(qiáng)低合金鋼、高分子材料、鋼化玻璃越來(lái)越多地出現(xiàn)在建筑上。結(jié)構(gòu)理論方面，利用電子計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算和繪圖能力，力學(xué)分析和計(jì)算的結(jié)果更加符合結(jié)果的實(shí)際情況，使得在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上更為可靠。對(duì)于建筑技術(shù)，已經(jīng)發(fā)展到機(jī)—電—計(jì)算機(jī)的一體化，施工過(guò)程中，不論是上天、入地還是翻山、下海，都已不是施工的障礙了；而焊接技術(shù)的普遍使用，也使得鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段。      

現(xiàn)代土木工程造就的舉世矚目的建筑有：我國(guó)臺(tái)北的國(guó)際金融中心，上海金茂大廈，馬來(lái)西亞吉隆坡的石油大廈雙塔樓，法國(guó)的諾曼底斜拉橋等。    

三、 對(duì)土木工程的現(xiàn)狀的認(rèn)識(shí)及其現(xiàn)代特點(diǎn)認(rèn)識(shí)

Ⅰ. 對(duì)土木工程的現(xiàn)狀的認(rèn)識(shí)  

現(xiàn)今的土木工程，正日益同它的使用功能或生產(chǎn)工藝緊密結(jié)合。公共和住宅建筑物要求的建筑、結(jié)構(gòu)、給水排水、采暖、通風(fēng)、供燃?xì)狻⒐╇姷痊F(xiàn)代技術(shù)設(shè)備日益結(jié)合成為整體。     

工業(yè)建筑物則要求恒溫、恒濕、防微振、防腐蝕、防輻射、防火、防爆、防磁、防塵、防高（低）溫、耐高（低）濕，并向大跨度、超重型、靈活空間方向發(fā)展。另外，高層建筑大量興起，地下工程高速發(fā)展，城市高架公路、立交橋大量出現(xiàn)，并逐步實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸高速化、水利工程大型化。     

值得一提的是我國(guó)實(shí)行改革開(kāi)放以后，綜合國(guó)力有了很大提高，已具備更大規(guī)模開(kāi)發(fā)和利用水資源的條件，如三峽水利樞紐，南水北調(diào)工程等都是世界一流的大型水利工程。   

Ⅱ.現(xiàn)代土木工程特點(diǎn)     

適應(yīng)各類(lèi)工程建設(shè)高速發(fā)展的要求，人們需要建造大規(guī)模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密設(shè)備現(xiàn)代化的建筑物，既要求高質(zhì)量和快速施工，又要求高經(jīng)濟(jì)效益。這就向土木工程提出新的課題，并推動(dòng)土木工程這門(mén)學(xué)科前進(jìn)。它的發(fā)展趨向具體地表現(xiàn)在下述幾個(gè)方面。          

Ⅱ.1建筑材料方面。高強(qiáng)輕質(zhì)的新材料不斷出現(xiàn)。比鋼輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強(qiáng)塑料(玻璃鋼)已開(kāi)始應(yīng)用。但是這些材料有些彈性模量偏低，有些價(jià)格過(guò)高，應(yīng)用范圍受到限制，因而尚待作新的探索。另外，對(duì)提高鋼材和混凝土的強(qiáng)度和耐久性，雖已取得顯著成果，仍繼續(xù)進(jìn)展。           

Ⅱ.2工程地質(zhì)和地基方面。建設(shè)地區(qū)的工程地質(zhì)和地基的構(gòu)造及其在天然狀態(tài)下的應(yīng)力情況和力學(xué)性能，不僅直接決定基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工，還常常關(guān)系到工程設(shè)施的選址、結(jié)構(gòu)體系和建筑材料的選擇，對(duì)于地下工程影響就更大了。工程地質(zhì)和地基的勘察技術(shù)，目前主要仍然是現(xiàn)場(chǎng)鉆探取樣，室內(nèi)分析試驗(yàn)，這是有一定局限性的。為適應(yīng)現(xiàn)代化大型建筑的需要，急待利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)來(lái)創(chuàng)造新的勘察方法。           

Ⅱ.3工程規(guī)劃方面。以往的總體規(guī)劃常是憑借工程經(jīng)驗(yàn)提出若干方案，從中選優(yōu)。由于土木工程設(shè)施的規(guī)模日益擴(kuò)大，現(xiàn)在已有必要也有可能運(yùn)用系統(tǒng)工程的理論和方法以提高規(guī)劃水平。特大的土木工程，例如高大水壩，會(huì)引起自然環(huán)境的改變，影響生態(tài)平衡和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等，這類(lèi)工程的社會(huì)效果是有利也有弊。在規(guī)劃中，對(duì)于趨利避害要作全面的考慮。    

四、 對(duì)土木工程的未來(lái)認(rèn)識(shí)及其展望  

Ⅰ. 對(duì)土木工程的未來(lái)的認(rèn)識(shí)  

⑴隨著我國(guó)改革開(kāi)放的不斷深入和經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，中國(guó)將面臨一個(gè)更大規(guī)模的建設(shè)高潮。可以說(shuō)，我們正面臨著一個(gè)伴隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛躍的土木工程大發(fā)展的大好時(shí)期。而且這樣一個(gè)優(yōu)良的發(fā)展環(huán)境已經(jīng)受到并將繼續(xù)受到西方國(guó)家的急切關(guān)注。        

作為跨世紀(jì)的一代，這一大好形勢(shì)為我們提供了空前難得的施展才干、向國(guó)際水平?jīng)_擊的良好機(jī)遇。同時(shí)，我們也深深感到，這是一個(gè)“機(jī)遇”與“挑戰(zhàn)”并存、“合作”與“競(jìng)爭(zhēng)”交織、“創(chuàng)新”與“循舊”相爭(zhēng)的時(shí)代，如何把握世紀(jì)之交時(shí)土木工程學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)，開(kāi)創(chuàng)具有中國(guó)特色、具有國(guó)際一流水平的土木工程學(xué)科的新紀(jì)元，是對(duì)我們跨世紀(jì)一代人的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。     

⑵放眼世界，美國(guó)的現(xiàn)代化進(jìn)程可謂先進(jìn)，而現(xiàn)今資料表明：未來(lái)美國(guó)要投入16000億美元來(lái)解決已建工程的不安全狀態(tài)，譬如，氯離子所引發(fā)的建筑銹蝕等等。作為當(dāng)代土木工程師，在傳承前人輝煌成就的同時(shí)，也必須多多吸取已出事故的教訓(xùn)，在今后的工作中進(jìn)行創(chuàng)新改良，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

Ⅱ.對(duì)土木工程事業(yè)的未來(lái)展望      

Ⅱ.1指導(dǎo)理論的繼續(xù)發(fā)展。在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，土木工程工程技術(shù)理論的核心部分仍然是力學(xué)，新的分析方法和新的數(shù)值處理方法將是土木工程中力學(xué)的突破方向。在對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)、流體介質(zhì)等情況下的受力分析和近似上，現(xiàn)有的方法仍然具有很大的局限性。更加專(zhuān)門(mén)化的數(shù)學(xué)在將來(lái)也應(yīng)該有很大的發(fā)展，用以處理土木工程技術(shù)中復(fù)雜的數(shù)值問(wèn)題。更先進(jìn)的電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，使得對(duì)復(fù)雜的情況的模擬更有把握，更接近于現(xiàn)實(shí)。力學(xué)也會(huì)突破宏觀框架，向微觀發(fā)展，控制論，虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)也在力學(xué)中加深影響。           

另一方面，土木工程學(xué)科將向周?chē)^續(xù)發(fā)散，與材料，環(huán)境，化學(xué)，電子信息，機(jī)械，城市規(guī)劃，建筑等相關(guān)學(xué)科進(jìn)一步的交叉，融合，互相支持，互相服務(wù)。土木工程內(nèi)部的次級(jí)學(xué)科也同時(shí)會(huì)在現(xiàn)實(shí)需要的推動(dòng)下產(chǎn)生出新的學(xué)科，如對(duì)城市地下空間的大規(guī)模利用就使得新的地下規(guī)劃學(xué)科有了產(chǎn)生和發(fā)展的必要。不同次級(jí)學(xué)科的理論也會(huì)相互滲透，比如現(xiàn)在就有一些大型體育場(chǎng)館采用了類(lèi)似橋梁的懸索結(jié)構(gòu)。      

Ⅱ.2工程實(shí)現(xiàn)的變化。土木建筑的最終目的是建設(shè)出合乎設(shè)計(jì)要求的工程構(gòu)造物，從設(shè)計(jì)到成果中間需要一個(gè)很長(zhǎng)的工程實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。這也是土木工程一個(gè)重要的組成部分。甚至可以說(shuō)是土木工程最重要的方面，有了好的理論和設(shè)計(jì)，沒(méi)有好的工程實(shí)踐，一樣不會(huì)產(chǎn)生一個(gè)優(yōu)秀的作品。 信息時(shí)代正在迎面走來(lái)，其他學(xué)科和其他方面的新觀點(diǎn)新技術(shù)，必然的也會(huì)影響到土木工程。并且為這一傳統(tǒng)學(xué)科注入新的活力。包括控制理論，施工技術(shù)，新材料，環(huán)境工程，經(jīng)濟(jì)理論等等。       

Ⅱ.3全過(guò)程信息化。信息化的特點(diǎn)將更深的滲透到未來(lái)的土木工程中，重點(diǎn)不僅僅限于CAD方面，也包含對(duì)工程進(jìn)度的管理、運(yùn)行中數(shù)據(jù)資料的收集，分析，整理；對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度，可靠性的分析和相應(yīng)對(duì)策的決策等。這些也是主動(dòng)控制和智能化實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。 全過(guò)程信息化對(duì)今后的土木建筑構(gòu)造物的維護(hù)有很大的意義。比如可以使用植入的傳感器配合電子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑全方位的實(shí)時(shí)的監(jiān)控，及時(shí)掌握整個(gè)建筑物的狀態(tài)。我國(guó)現(xiàn)在正是基本建設(shè)的高潮，20~30年后，現(xiàn)在這些建筑物逐漸進(jìn)入維護(hù)期。如果能在現(xiàn)在建造過(guò)程中就做好各種信息化準(zhǔn)備工作，對(duì)今后維護(hù)也大有幫助。信息化也成為專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)。程序的解題能力不僅取決于它所采用的形式化體系和推理模式，而且取決于它所擁有的知識(shí)。要使一個(gè)程序具有智能，必須向它提供大量有關(guān)問(wèn)題領(lǐng)域的高質(zhì)量的信息輸入。          

Ⅱ.4可持續(xù)發(fā)展和人性化。這兩個(gè)要求是與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相適應(yīng)的，社會(huì)的發(fā)展要求更加充分合理的利用資源，社會(huì)生活水平的提高也提高了對(duì)土木建筑設(shè)施人性化的要求。 整個(gè)土木工程過(guò)程是建立在對(duì)資源和能源的不斷消耗上的，在可持續(xù)發(fā)展成為整個(gè)社會(huì)的主題的時(shí)候，土木工程也必然的要面對(duì)這個(gè)問(wèn)題。對(duì)資源和能源的節(jié)約，包括在建設(shè)中的和使用過(guò)程中的，成為土木工程以后的一個(gè)方向，這要求有良好的設(shè)計(jì)和有效的運(yùn)作管理機(jī)制，土木工程構(gòu)筑物在它的整個(gè)壽命周期，從規(guī)劃，設(shè)計(jì)，建造到建成后的使用，維護(hù)，拆除都要盡量的將對(duì)環(huán)境的影響降到最小，同時(shí)盡可能大發(fā)揮它的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。這對(duì)土木工程提出了新的要求。具體的要求包括，資源的保護(hù)，資源再利用，污染控制和全方位的質(zhì)量。我國(guó)正在施工中的青藏鐵路較好的體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的特性，從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)開(kāi)始就注意了對(duì)青藏高原脆弱生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，全路設(shè)計(jì)為封閉構(gòu)造，杜絕了固體廢棄物的污染，也嚴(yán)格的控制了噪音污染。施工過(guò)程中也相當(dāng)注重對(duì)周?chē)h(huán)境的影響。           

Ⅱ.5主動(dòng)控制技術(shù)。迄今，絕大部分的土木工程建筑都是被當(dāng)作一個(gè)靜態(tài)的，被動(dòng)的物體。對(duì)周?chē)h(huán)境的影響，如風(fēng)動(dòng)，溫度變化，突發(fā)事件等只能依靠自身的結(jié)構(gòu)進(jìn)行被動(dòng)的抵御。顯得缺少靈活性和應(yīng)變能力。今后土木建筑設(shè)施的一個(gè)發(fā)展方向之一就是主動(dòng)控制技術(shù)在建筑構(gòu)造物中的應(yīng)用。運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和模糊控制技術(shù)，以及一些預(yù)設(shè)的控制結(jié)構(gòu)。使得建筑物能夠?qū)Ω鞣N環(huán)境因素做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。  

綜上所述,土木工程當(dāng)今的發(fā)展是人類(lèi)智慧的成果，土木工程是為了人類(lèi)存在而存在.堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展道路，努力創(chuàng)新，土木工程定會(huì)走向新的高峰!     

參考文獻(xiàn) 1. 《土木工程概論（第3版）》，葉志明，高等教育出版社。    

      2.《淺析土木工程施工管理的問(wèn)題及對(duì)策》，史勇劍，《建工論壇》2011年第24期。  

      3.《淺析土木工程的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)》，祝彩霞，劉慧。   

      4.《土木工程概論[M]》，段樹(shù)金，中國(guó)鐵道出版社·北京。