土木工程概論論文

1、.土木工程概論讀書筆記重慶大學(xué) 摘要本文論述了土木工程的由來、發(fā)展簡史以及土木工程與人類的生存關(guān)系和展望。詳細(xì)的描述了土木工程中的建筑工程、橋梁工程、巖土隧道及地下工程、道路與機場工程、軌道交通工程、港口工程。通從過將其古今對比，中外對比細(xì)致的講解了它們的發(fā)展和與人類生存關(guān)系的聯(lián)系。文章最后談到了土木工程防災(zāi)減災(zāi)，講述了各種災(zāi)害可能對土木工程產(chǎn)物造成的破壞和如何防治這些災(zāi)害。關(guān)鍵詞土木工程 概述 簡史 技術(shù) 發(fā)展 第一章土 木工程與土木工程專業(yè) 1.1綜述 土木工程的定義：土木工程是建造各類工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱，它既指工程建設(shè)的對象，即建造在地上地下、水中的各種工程設(shè)施，也指所應(yīng)用的材料、

2、設(shè)備和進行的勘測、設(shè)計、施工、管理、養(yǎng)護維修等專業(yè)技術(shù)。 土木工程的來歷：土木工程是18世紀(jì)末由英國的斯米頓首先提出的土木工程師而得來的，英文直譯為中文是民用工程，主要用以區(qū)別軍事工程，后來逐漸成為一切為了生活和生產(chǎn)所需要的民用工程設(shè)施的總稱。 土木工程涉及的領(lǐng)域十分寬廣，從建設(shè)的對象來看，土木工程包含建筑工程、地下工程、橋梁工程、隧道工程、道路工程，從土木工程所用的材料來看，可分成金屬結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、高分子材料結(jié)構(gòu)從技術(shù)性質(zhì)來看，有勘測、設(shè)計、施工、養(yǎng)護。從職業(yè)分工看，有技術(shù)人員、工程管理人員、研究人員 為了培養(yǎng)土木工程所需的各類人員，世界各國在大學(xué)本科教學(xué)中都設(shè)立了土木工程專業(yè)。大學(xué)本科

3、土木工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)適應(yīng)社會主義現(xiàn)代建設(shè)的需要，德智體美勞全面發(fā)展，掌握土木學(xué)科的基本知識，獲得工程師基本訓(xùn)練并具有創(chuàng)新精神的高級專門人才。畢業(yè)生能從事土木工程的設(shè)計、施工與管理工作，具有初步的項目規(guī)劃和研究開發(fā)能力。 土木工程專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生的業(yè)務(wù)范圍是：“能在房屋建筑、隧道與地下建筑、公路與城市道路、鐵路工程、橋梁、礦山建筑等的設(shè)計、施工管理、咨詢、監(jiān)理、研究、教育、投資和開發(fā)部門從事技術(shù)或管理工作。1.2土木工程發(fā)展簡史 公元前5000年新石器時代，已經(jīng)出現(xiàn)原始的土木工程活動，土木工程的發(fā)展可分為古代、近代和現(xiàn)代三個階段。 古代土木工程大致從公元前5000年的新石器時代到17世紀(jì)中葉

4、，前后約7000年。這一階段土木工程的特征是：建筑材料以天然為主。建造理論主要是長期建造經(jīng)驗的總結(jié)。建造工具以手工工具。 古代土木工程中有不少傳世杰作，有些還流傳至今。房屋建筑方面有北京故宮、意大利的比薩大教堂、法國的巴黎圣母院大教堂、佛羅倫薩教堂和羅馬的圣彼得大教堂。在橋梁方面有我國的咸陽渭河橋、趙州橋，在水利方面有都江堰、大運河，高塔方面有應(yīng)縣木塔，在其他方面有長城、埃及陵墓建筑群、吉薩金字塔群。 近代土木工程時間跨度從17世紀(jì)中葉到20世紀(jì)中葉，約300年時間，這一階段的特征是：建筑材料以人造材料為主。建筑理論重視科學(xué)理論兼顧經(jīng)驗。建筑技術(shù)為大規(guī)模使用施工機械，近代土木工程中也出現(xiàn)了不少

5、舉世矚目的作品，如埃菲爾鐵塔、進門懸索橋、胡佛壩。帝國大廈。 現(xiàn)代土木工程起點可定為20世紀(jì)中葉，這一階段的特征是土木工程與高新技術(shù)相結(jié)合。建造材料方面已能配置高性能和高強度的混凝土。結(jié)構(gòu)理論方面，分析理論開始考慮材料非線性和幾何線性，能采用數(shù)值解對結(jié)構(gòu)的受力進行仿真，能做動力分析。建造技術(shù)方面變成了機電計算機的一體化。在現(xiàn)代土木工程中，體現(xiàn)時代特征的土木工程已不再是一些個體工程，它已與世界經(jīng)濟的高度發(fā)展聯(lián)系在一起。1.3土木工程與人類生存的關(guān)系 資源是人類生存和社會發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，自然界固有的大部分資源是有限的，必須有效工業(yè)提出了提倡生產(chǎn)和使用“綠色建材”的思想，綠色建材指采用清潔衛(wèi)生的生產(chǎn)

6、技術(shù)少用天然資源和能源，大量使用由工業(yè)或城市廢棄物生產(chǎn)的無毒害、無污染、無放射性、有利于環(huán)境保護和人體健康的建筑材料。合理的使用，同時創(chuàng)造新的資源。在21世紀(jì)議程確定了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針后，建材土木工程所耗費的能源出自兩個方面，一方面是土木工程所用材料在生產(chǎn)過程中消耗的能源，另一方面是土木工程建設(shè)完畢后使用期間耗失的能源。人類生存環(huán)境的惡化主要來自兩個方面：一個是環(huán)境污染，另一個是生態(tài)環(huán)境的破壞。土木工程如不加限制地采用不符合綠色建材的要求的建筑材料，會加劇水和大氣的污染。土木工程的選址不對則會造成生態(tài)環(huán)境的破壞。第二章 建筑工程2.1建筑物的功能和安全建筑物的功能就是指建筑物的用途，既可以從

7、房屋建筑的主要用途加以區(qū)分，也可以從使用者的立場出發(fā)進行區(qū)分。建造于地表的建筑物，首先要受到重力作用，建筑物自身重量，安放其中的家具、設(shè)備、生活和生產(chǎn)辦公用的周轉(zhuǎn)物資的重量，都對建筑物施加了力，在這些外力作用下，結(jié)構(gòu)體系能保持其完整性，不至于發(fā)生局部坍塌或連續(xù)性的倒塌，是建筑物安全的最基本要求。2.2結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展任何建筑都需要與之匹配的結(jié)構(gòu)，隨著人口集聚，集鎮(zhèn)都市開始成長，自然發(fā)展出對高層建筑結(jié)構(gòu)的需求，于是漸漸有了柱梁構(gòu)件形成的框架體系、波特蘭水泥、混凝土、鋼筋混凝土。從結(jié)構(gòu)的概念來闡述，大跨度建筑面臨的第一挑戰(zhàn)就是如何負(fù)擔(dān)沉重的屋蓋，可以通過平方立方定律進行計算，大跨度空間結(jié)構(gòu)抵抗荷載的

8、方式和機理可大致分為三類：利用結(jié)構(gòu)的抗力，利用形體的抗力，利用材料的抗力。2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計理論的演變?yōu)榱吮ＷC建筑物結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的安全，要避免發(fā)生如下狀態(tài)：整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡；結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因為超過材料強度而破壞；結(jié)構(gòu)變?yōu)闄C動體系；結(jié)構(gòu)或構(gòu)建喪失穩(wěn)定；地基喪失承載能力而破壞。機動體系是指結(jié)構(gòu)發(fā)生不確定的變形，機動體系在建筑物自身重力荷載的作用下容易塌掉。結(jié)構(gòu)體系發(fā)生破壞一般是因為其不夠堅固，但將其設(shè)計得無比堅固卻受到很多限制，首先是經(jīng)濟性的限制，其次是使用性的限制。結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要步驟：方案設(shè)計（可細(xì)分為初步設(shè)計和擴大的初步設(shè)計）；技術(shù)設(shè)計（既要保證結(jié)構(gòu)安全，又能滿足設(shè)備工程師的要求

9、）；施工設(shè)計（要考慮施工的可行性）。結(jié)構(gòu)安全可用以下公式來表達：荷載作用的效應(yīng)結(jié)構(gòu)的抵抗能力，從靜力學(xué)的應(yīng)用到動力學(xué)的應(yīng)用，是結(jié)構(gòu)分析中一個非常重要的進步，計算上式的右端項結(jié)構(gòu)的抵抗能力雖要掌握線性關(guān)系、塑性力學(xué)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中利用塑性力學(xué)是結(jié)構(gòu)分析理論的又一個重大進步。穩(wěn)定性的計算：荷載在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中引起的壓力，不僅不能超過材料的強度極限，也不能超過構(gòu)件的穩(wěn)定承載力。從防止強度破壞拓展到防止失穩(wěn)破壞是結(jié)構(gòu)設(shè)計概念和設(shè)計理論的一個質(zhì)的重大進步，確定性的結(jié)構(gòu)設(shè)計理論慢慢讓位給基于概率論的設(shè)計理論，這是上世紀(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計學(xué)的又一重大的進步。2.4施工技術(shù)的進步西方工業(yè)革命之前，土木工程的施工主要依靠人力、

10、畜力和一些簡單的工具。由泥土燒制而成的磚和瓦這些人造建筑材料，成為土木工程施工技術(shù)的第一次飛躍，混凝土的出現(xiàn)給建筑物創(chuàng)造了新的結(jié)構(gòu)形式，促進了土木工程施工的新技術(shù)和新理論，形成第二次飛躍發(fā)展，鋼材的冶煉和鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用孕育了土木工程施工技術(shù)的第三次飛躍。第三章 橋梁工程3.2中國古代橋梁的輝煌與衰落中國古代橋梁的歷史從公元前16世紀(jì)公元19世紀(jì)。我國歷史上最早記載的橋梁為鉅橋，最早的浮橋始于公元前5世紀(jì)的“波斯浮橋”。公元前12世紀(jì)，我國建了浮橋。公元前6000年的兩河流域先民就開始用磚塊砌成拱圈，中國在商代就有建筑拱橋的可能。中國古代工匠的獨創(chuàng)臂式木橋梁，用木梁像斗拱那樣多層疊置外挑，或加上斜

11、撐增加懸挑的能力直至在跨中合龍形成跨度可達30余米的拱形橋梁，用天然的植物纖維制成索橋。3.3中國近代橋梁的引進和發(fā)展從17世紀(jì)中葉到20世紀(jì)中葉的300年間，是近代土木工程迅猛發(fā)展的時期。1638年伽利略論述了材料的力學(xué)性質(zhì)和梁的強度，用公式表達了梁的設(shè)計理論，之后又逐漸出現(xiàn)了虎克定律、牛頓力學(xué)運動三大定律、壓屈公式在這階段，拓建造橋梁時期結(jié)束，鋼筋混凝土橋誕生。列強入侵時期的技術(shù)引進，清朝政府奉行閉關(guān)鎖國，使得中國淪為半殖民地半封建的弱國，鴉片戰(zhàn)爭后中國被迫開放商埠，引入了西方的橋梁技術(shù)，民國時期孫中山先生制定了宏偉的交通建設(shè)計劃，中國橋梁得到發(fā)展。新中國建立初期，隨著國民經(jīng)濟和交通事業(yè)的

12、興起，橋梁建設(shè)也得到發(fā)展產(chǎn)生了武漢長江大橋、南京長江大橋、云南長虹石拱橋3.4世界現(xiàn)代橋梁發(fā)展中的主要技術(shù)創(chuàng)新20世紀(jì)50年代，1928年首創(chuàng)了預(yù)應(yīng)力混凝土的概念和設(shè)計理論。1938年提出斜拉橋構(gòu)思。20世紀(jì)60年代出現(xiàn)了橋梁建設(shè)的黃金時期，預(yù)應(yīng)力夾片錨和高應(yīng)力幅冷鑄墩頭描問世。鋼橋方面，高強度螺栓的摩擦型發(fā)展。1960年首創(chuàng)下層移動托架法施工工法。1962年頂推法施工技術(shù)。20世紀(jì)70年代預(yù)應(yīng)力技術(shù)發(fā)展的成熟期，斜拉橋開始推廣。著名的有sunniberg橋、fegire橋。20世紀(jì)80年代體外預(yù)應(yīng)力索新技術(shù)得到發(fā)展，誕生了平行鋼索橋，20世紀(jì)90年代橋梁工程進入一個沖刺階段標(biāo)志著20世紀(jì)橋梁

13、建設(shè)最高水平和跨度記錄的幾座大橋完成。3.5中國現(xiàn)代橋梁的崛起80年代中國進入改革開放新時期，開始學(xué)習(xí)和追趕交通建設(shè)，中國的橋梁技術(shù)取得了突飛猛進的成果。90年代開始了向著世界先進水平的攀登。上海楊浦大橋在當(dāng)時居世界斜拉橋跨度之首萬縣長江大橋的建成使我國拱橋記錄躍居世界首位。21世紀(jì)進入到一個創(chuàng)新和超越的新時期，最具代表性的是南京長江大橋、上海盧浦大橋（創(chuàng)世界跨度的鋼拱橋）潤揚長江大橋（中國跨度最大的懸索橋），南京長江（施工速度快）上海東海大橋（我國第一座在廣闊海域建造的大橋）。第四章 巖土、隧道及地下工程4.1概述巖土工程以土力學(xué)與基礎(chǔ)工程、巖石力學(xué)與工程等為理論基礎(chǔ)，以巖石和土的利用、整治

14、或改造作為研究內(nèi)容，服務(wù)于各類主體的勘察、設(shè)計與施工的全過程，特點：工程對象多、行業(yè)廣泛；建設(shè)環(huán)境復(fù)雜、投資大、風(fēng)險高；隱蔽性好，防災(zāi)能力強；冬暖夏涼、運營費低、保護自然生態(tài)環(huán)境、土地多重利用。4.2巖土力學(xué)的改革18世紀(jì)60年代提出許多巖土工程問題，施工機械的出現(xiàn)也為現(xiàn)代巖土工程的發(fā)展提供了物質(zhì)條件，開始出現(xiàn)土力學(xué)的經(jīng)典理論如土的mohr-coulomb強度理論、土壓力理論、關(guān)于斜坡穩(wěn)定性的理論、有孔介質(zhì)中水的滲透原理即達西定律、極限承載力公式、20世紀(jì)初，巖土力學(xué)的理論與工程應(yīng)用取得了較好的發(fā)展。1923年間形成了土力學(xué)有效應(yīng)力原理和土的固結(jié)理論，此后泰勒和簡布發(fā)展了土坡穩(wěn)定性理論，比奧建

15、立了土骨架壓縮和滲透耦合的三維固體結(jié)構(gòu)理論。4.3巖土工程的演變世界上最早的巖土工程是北京周口店發(fā)現(xiàn)的北京猿人洞穴。1300多年前的趙州石拱橋地基處理得非常合理，保存完好并使用至今，用石灰做基礎(chǔ)工程的材料有我國的萬里長城、西藏佛塔、埃及金字塔、古羅馬的家譜亞軍用大道。1885年美國芝加哥建成了世界上第一座具有現(xiàn)代意義的鋼結(jié)構(gòu)高層建筑。隨后，全世界興起了建造高層建筑之風(fēng)，對基地承載力提出了更高的要求。在這期間的打樁技術(shù)有落錘法施工、蒸汽打樁錘、導(dǎo)桿式柴油打樁錘、筒式柴油打樁錘。自20世紀(jì)中葉以來，巖土工程在世界發(fā)生了史無前例的發(fā)展，巖土工程領(lǐng)域得到拓展，巖土工程發(fā)展條件變得成熟，巖土工程理論與技

16、術(shù)有了突破。4.4隧道及地下工程的發(fā)展歷史與技術(shù)進步古代隧道從舊石器時代到公元17世紀(jì)，窯洞是一個重要里程碑。，近代隧道及地下工程時期是指從17世紀(jì)到第二次世界大戰(zhàn)前后，這一時期有很多新技術(shù)誕生:傳統(tǒng)礦山法，隧道掘進機、盾構(gòu)法、沉埋法?，F(xiàn)代隧道及地下工程是指從第二次世界大戰(zhàn)到現(xiàn)在，主要的施工方法有：巖石隧道與礦山法和新奧法、隧道掘進機、盾構(gòu)法隧道、沉管法隧道、軌道交通隧道工程、地下空間綜合開發(fā)與利用。4.5 展望巖土中的許多問題不僅經(jīng)典力學(xué)無法解釋，現(xiàn)有的非線性和彈塑性本構(gòu)理論也無能為力，因此，不少學(xué)者正在探索新的研究思路，土的隨機性研究正方興未艾。巖土工程的發(fā)展將圍繞現(xiàn)代土木工程建設(shè)中出現(xiàn)的

17、巖土問題并將融入環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)等其他學(xué)科取得的新成果。隨著城市化的飛速發(fā)展，新型隨道及地下工程的方式層出不窮。近年來人們提出了真空隧道輸送設(shè)想。第五章 道路與機場工程5.1 中外古代道路發(fā)展概況公元前20世紀(jì)中國就有馱運道，相傳是黃帝發(fā)明了車輪，戰(zhàn)國時期有了棧道，秦始皇修建了遍布全國的馳道網(wǎng)，隋朝有了御道，漢朝開創(chuàng)了絲綢之路。唐朝實行道路保養(yǎng)。公元9601911年，在宋、元、明、清幾個朝代中，道路工程技術(shù)均有不同的提高。公元前20世紀(jì)阿拉伯埃及共和國為建筑金字塔和獅身人面像，把大量的巨石從采石場運到工地，由此修建了道路。古羅馬時代道路得到驚人的發(fā)展，形成了四通八達的交通網(wǎng)。幾乎囊括了印加帝

18、國所有疆域，貫穿各種地形。5.2 國內(nèi)外著名古代道路國內(nèi)外著名古代道路有絲綢之路、古羅馬帝國道路、北美印加帝國道路。絲綢之路是公元前2世紀(jì)至十三、四世紀(jì)期間，橫跨亞洲的陸路交通干線，這條道路在世界道路發(fā)展史上占有重要了地位。羅馬擁有龐大的道路系統(tǒng)，古羅馬帝國修建道路對維護帝國興盛的作用巨大，形成了以羅馬為中心、輻射全國的道路網(wǎng)，故有條條大路通羅馬一說。印加帝國為鞏固和發(fā)展自己的統(tǒng)治，在所有疆域的各種地形建造了四通八達的大道。5.3 西方近代道路直到公元18世紀(jì)，近代道路工程開始在歐洲興起。，大家開始用科學(xué)方法改善道路工程，使得筑路技術(shù)向科學(xué)化和近代化邁出了第一步。后來又提出采用凸面的路表使雨水

19、迅速排到路測的邊溝中，以保證排水通暢，然后有了馬克當(dāng)路面，后來發(fā)明了軋石機、蒸汽壓路機。1958年，布萊克發(fā)明了軋石機，促進了碎石路面的發(fā)展，20世紀(jì)初，碎石路面被世界公認(rèn)為當(dāng)時最優(yōu)良的路面而推廣于全球。5.4 現(xiàn)代道路的發(fā)展自20世紀(jì)50年代起，世界發(fā)達國家的現(xiàn)代化公路交通迅猛發(fā)展。一方面是工業(yè)實行專業(yè)化改革，另一方面是由于汽車工業(yè)發(fā)展及人民生活水平提高、旅游事業(yè)的發(fā)展。為適應(yīng)公路運輸?shù)陌l(fā)展需要，在公路建設(shè)方面，國外大力發(fā)展高速公路，形成了高質(zhì)量的公路網(wǎng)，不但增加了公路建設(shè)投資還采用各種先進技術(shù)以減低成本，提高公路的效率。1832年，焦油瀝青路面第一次在英國出現(xiàn)，1924年，意大利建造了第一

20、條高速公路。約20年前中國大陸有了第一條高速公路，中國高速公路的發(fā)展創(chuàng)造了世界奇跡。隨著城市空間越來越緊張，城市道路逐漸向空中和地下發(fā)展。形成完善的立體道路系統(tǒng)有高架道路、地下道路、立交、步行街。5.5 民用機場的誕生及發(fā)展1783年歷史上人類第一次氣球載入的自由飛行，1852年，吉法爾發(fā)明了世界上第一艘飛艇，1903年人類歷史上第一架飛機起飛。此后飛機在軍事領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，性能不斷提高。軍用飛機開始改裝成民用飛機，第一個為民航運輸而設(shè)計的機場是克洛伊登機場。第二次世界大戰(zhàn)后，國際間的交往開始增加，對機場有了更高的要求，噴氣式民航客機的投產(chǎn)，使飛機成為大眾的交通運輸工具。隨著大型寬體噴氣式運

21、輸機和航空運輸量的迅速增加，機場的飛行區(qū)不斷擴大和完善，保證飛機在各種氣候條件下安全起降，航站樓日益綜合化和現(xiàn)代化，機場離開城市一段距離也有先進的客運系統(tǒng)與城市連接。當(dāng)代機場系統(tǒng)包括空域和地域，前者即航站區(qū)空域，后者由飛行區(qū)、航站區(qū)、進出機場的地面交通組成。5.6 道路與機場工程的技術(shù)進步水泥和瀝青是改變道路和機場鋪面技術(shù)狀況最重要的兩大建筑材料。對于常用的筑路機械目前的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)為：廣泛應(yīng)用電液控制技術(shù)；利用遠紅外、激光和超聲波等非接觸式傳感技術(shù)；更加自動化和自能化。道路工程的環(huán)境問題主要是生態(tài)環(huán)境污染、空氣污染、噪聲污染和水污染 。第六章 軌道交通工程6.1概述軌道交通萌芽于16世紀(jì)

22、歐洲的采礦業(yè)。1803世界上首條公共鐵路在倫敦開通。1814年，制造了第一臺蒸汽機車。1879年第一輛小型電力汽車問世。從1825年至1879年是鐵路在世界上蓬勃發(fā)展的時期。1825至1870年之間世界鐵路的總長度發(fā)展到210000千米，1913年世界鐵路網(wǎng)的總長度發(fā)展到1100000千米。19世紀(jì)初至20世紀(jì)初是世界鐵路發(fā)展最迅速最輝煌的年代。6.2 中國早期鐵路的發(fā)展1875年唐廷樞請求修鐵路運煤，清政府同意。京張鐵路我國自性建設(shè)的第一條鐵路，詹天佑任會辦兼總工程師。中華民國初年，孫中山辭去臨時大總統(tǒng)后全力籌辦全國鐵路，提出修建10萬英里鐵路的計劃。舊中國的鐵路建設(shè)不僅數(shù)量少而且布局不合理

23、，鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)雜亂，質(zhì)量較低。6.3 新中國鐵路建設(shè)的成就中華人民共和國成立，掀開了中國鐵路建設(shè)的新篇章。從1950年開始，國家進入三年經(jīng)濟復(fù)蘇時期，全國鐵路復(fù)舊工程取得了巨大成就。1952年年底，全國鐵路運營里程增加到22876千米，復(fù)舊的同時新線的建設(shè)也在進行。成昆鐵路被稱為人類在20世紀(jì)創(chuàng)造的三項最偉大的杰作之一。20世紀(jì)80年代國家改革開放政策，促使我國的鐵路建設(shè)引進了大量的國外資金、設(shè)備和技術(shù)，從而提高了我國鐵路技術(shù)開發(fā)的起點，并大大提高了我國鐵路自我發(fā)展的能力。，使我國的鐵路建設(shè)開始由勞動密集型逐漸向技術(shù)型轉(zhuǎn)變。從20世紀(jì)后期開始，世界發(fā)達國家不斷提高列車速度，鐵路在世界范圍內(nèi)又再

24、一次重新崛起。世界屋脊青藏鐵路被列為國家十五期間四大標(biāo)志性工程之一，名列西部大開發(fā)12項重點工程之首。6.4 高速軌道交通及其主要技術(shù)創(chuàng)新高速鐵路具有全天候、安全性好、運能大、速度快、能耗低、污染輕、占地少等特點，是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的一項重要成就。高速鐵路也是社會經(jīng)濟發(fā)展的產(chǎn)物，速度高低是一個具有時代性的相對概念。日本是世界上最早發(fā)展高速鐵路的國家歐洲的高速鐵路技術(shù)主要以法國和德國為代表。2002年秦沈客運專線的建成和京沈客運道路的拉通是我國第一條實質(zhì)性的高速鐵路。2006年，我國西部第一條高速鐵路遂渝鐵路客運專線正式開通。6.5 城市軌道交通工程1829年，巴黎引入較大的由馬驅(qū)動的公共馬車，18

25、45年提出修建地下鐵道，1860年法國工程師想像出城市高架鐵路。城市軌道交通在其100多年的發(fā)展過程中，呈現(xiàn)出多元化的趨勢。如今已形成了一個包括地鐵、輕軌、獨軌以及磁懸浮列車等多種形式的交通系統(tǒng)。自從20世紀(jì)50年代起，我國就著手籌備地鐵建設(shè)，規(guī)劃了北京地鐵網(wǎng)絡(luò)。6.6 軌道交通的展望軌道交通工程總體上朝著高速化、多樣化、高效化、舒適性和節(jié)能性方面發(fā)展，高速化帶來的兩大問題是：需要高精度的施工生產(chǎn)技術(shù)；需要新的理論設(shè)計。第七章 港口工程7.1 概述港口是具有一定的水域和陸域面積及設(shè)備條件，供船舶安全進行貨物或旅客的轉(zhuǎn)載作業(yè)和船舶修理、供應(yīng)燃料或其他物資等技術(shù)服務(wù)和生活服務(wù)的場所。7.2 港口發(fā)

26、展簡史最原始的港口是天然港口，中國港口原型是河姆渡碼頭，國外海口和海運的發(fā)展以地中海為最早。隨著商業(yè)和航運業(yè)的發(fā)展，天然港口已不能滿足經(jīng)濟發(fā)展的需要，需建立人工港口。秦漢時代是我國航海事業(yè)的發(fā)展時期，唐朝中國的近海和遠洋航行方面，均獨步于世界航海界領(lǐng)先地位。從17世紀(jì)中葉到20世紀(jì)中葉的300年間，是土木工程也是港口工程迅猛前進的階段。在施工方面建造速度也加快了。第二次工業(yè)革命期間，美國憑借其廣大的地域和新興的技術(shù)迅猛崛起，1894年，美國的工業(yè)產(chǎn)值超過英國、德國成為世界第一，紐約港成為世界上最大的港口?，F(xiàn)代土木工程以社會生產(chǎn)力的現(xiàn)代發(fā)展為動力，以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為背景，以現(xiàn)代工程材料為基礎(chǔ)，以現(xiàn)

27、代工藝與機具為手段高速的向前發(fā)展。在建筑材料方面，高強度的水泥在工程中普遍應(yīng)用，在理論研究方面，采用各種數(shù)學(xué)分析方法和建立大型、精密的實驗設(shè)備和儀器等研究手段分不開的。從建國以來到現(xiàn)在，我國港口無論在數(shù)量上還是在速度上，都創(chuàng)造了奇跡。我國港口業(yè)的跨越式發(fā)展還可以從集裝箱運輸發(fā)展來體現(xiàn)。7.3 港口工程建設(shè)港口由水域和陸域兩大部分組成。港口建設(shè)中要執(zhí)行如下基本準(zhǔn)則：符合國民經(jīng)濟發(fā)展的需要；統(tǒng)一規(guī)劃、遠近結(jié)合、合理布置；節(jié)約用地；因地制宜、就地取材；注意環(huán)境保護；節(jié)能。港口最基本的屬性是運輸屬性，同時港口還具有非運輸屬性的不同功能，它可以按用途分類、按地理位置分、按國家政策分、按成因分、按港口水域

28、在寒冷季節(jié)是否凍結(jié)分類，按潮汐關(guān)系。潮差大小，是否修建船閘控制進港分類。港口由水域和陸域兩大部分組成，港口水域是港界線以內(nèi)的水域面積，通常包括進港巷道、錨坡地和港地。陸域是指港口供貨物裝卸、堆存、轉(zhuǎn)運和旅客集散之用的陸地面積。港口的特征參數(shù)主要有港口水深、碼頭泊位數(shù)、碼頭線長度、港口陸域高度。港口水工建筑物包括波堤、碼頭、護岸、修船和造船水工建筑物等。進出口港船舶的導(dǎo)航設(shè)施和港區(qū)護岸也屬于港口水工建筑物的范圍。7.4 港口工程與人類生存的關(guān)系資源是人類生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，港口的建設(shè)和發(fā)展也必須合理有效地利用資源。現(xiàn)代港口通常處于沿海沿江的陸地與海河之間生態(tài)系統(tǒng)中的特殊地帶，這些地帶往往容易受

29、到各種途徑的污染和過度的開發(fā)利用。與港口工程有關(guān)的突發(fā)性災(zāi)害有地震災(zāi)害、風(fēng)暴潮災(zāi)害等。為了減少在災(zāi)害發(fā)生時給人們帶來的生命和財產(chǎn)的損失，港口工程應(yīng)該有足夠的抗災(zāi)能力。7.5 港口工程的展望港口工程的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：基礎(chǔ)設(shè)施的深水化和大型化港口功能的多樣化；管理信息化。港口崛起正是中國經(jīng)濟迅猛發(fā)展的一個縮影。第八章 土木工程的防災(zāi)減災(zāi)8.1 概述災(zāi)害大體上可分為自然災(zāi)害、人為災(zāi)害、以及人與自然共同作用而產(chǎn)生的災(zāi)害。對土木工程影響較大的災(zāi)害主要有：地震、臺風(fēng)、火災(zāi)、地質(zhì)災(zāi)害、爆炸、與恐怖襲擊引起的災(zāi)害。我國的防災(zāi)減災(zāi)戰(zhàn)略是“經(jīng)濟建設(shè)與防災(zāi)減災(zāi)一起抓”土木工程防災(zāi)減災(zāi)在國際上并未形成

30、一門獨立的學(xué)科，但國際上有很多防災(zāi)減災(zāi)的政府和非政府機構(gòu)。8.2 地震災(zāi)害及其工程防災(zāi)地震是自然災(zāi)害中發(fā)生最多、影響最大的一種。衡量地震本身大小及其對人類環(huán)境影響和危害的指標(biāo)是震級和烈度。地震災(zāi)害及其對工程結(jié)構(gòu)的影響主要表現(xiàn)在三個方面，即地表破壞、工程結(jié)構(gòu)物破壞和因地震而引起的各種次生災(zāi)害。地震工程學(xué)科是隨著人們對地震發(fā)生和造成工程破壞的認(rèn)識而逐漸發(fā)展起來的。地震工程主要涉及工程地震、工程抗震和綜合抗震防災(zāi)等三方面內(nèi)容，其核心是工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計理論。減輕地震災(zāi)害是一項宏大的系統(tǒng)工程，關(guān)系著社會的發(fā)展和人類的進步，主要包括震前的抗震防災(zāi)、震時的應(yīng)急處理、震后的搶險救災(zāi)和恢復(fù)重建。減輕地震災(zāi)害的工程措施主要有：結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防、結(jié)構(gòu)隔震、以及結(jié)構(gòu)效能減震和結(jié)構(gòu)振動的主動控制。減輕地震災(zāi)害的非工程設(shè)施包括對公民持續(xù)進行防震減災(zāi)教育；加強國家、省市和地方及民間災(zāi)害緊急救援隊伍的組織和建設(shè)；發(fā)揮政府在城市防震減災(zāi)中的主導(dǎo)作用；注重研究由于地震災(zāi)害引起的與社會和人文科學(xué)有關(guān)的問題。8.3 風(fēng)災(zāi)及其工程防災(zāi)風(fēng)災(zāi)是全球最常見和最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，我國是世界上少數(shù)幾個受風(fēng)災(zāi)影響最嚴(yán)重的國家之一。風(fēng)災(zāi)會造成橋梁結(jié)構(gòu)風(fēng)毀、冷卻塔風(fēng)毀、房屋建筑破壞、大跨屋蓋破壞、高聳結(jié)構(gòu)破壞、其他結(jié)構(gòu)破壞。人們?yōu)榱擞行У仡A(yù)防和控制土木工程結(jié)構(gòu)風(fēng)災(zāi)害的發(fā)生，逐步形成了一門多領(lǐng)域交叉學(xué)科風(fēng)工程，風(fēng)工程涉及了大氣