土木工程發(fā)展史

1、木工程發(fā)展史摘要：土木工程作為最古老的工程之一，具有悠久的發(fā)展歷史。較早的土木工程用料比較簡單，各種設施、施工主要依靠經(jīng)驗，沒有 理論基礎。隨著社會和科技的發(fā)展，新材料、新技術、新理念的出現(xiàn) 為土木工程注入了新鮮的血液，使其逐漸展現(xiàn)出了全新的特點和模 式。尤其是現(xiàn)代的土木工程，更是體現(xiàn)出了功能化、城市立體化以及 交通運輸高速化的新時代氣象。關鍵字：發(fā)展、知識體系、材料、形式所謂土木工程，就是建造各類工程設施的科學技術的總稱，它既指工程建設的對象，即建在地上、地下、水中的各種工程設施，也 指所應用的材料、設備和所進行的勘測技術、施工、保養(yǎng)、維修等技 術。概括來說，就是指一切和水、土、文化有關的基

2、礎建設的計劃、 建造和維修?？梢?，土木工程之于人們的生活是如此的重要。從古至今，土木工程已經(jīng)經(jīng)歷了一個漫長的發(fā)展過程。從整個歷史的角度來講， 土木工程的發(fā)展大致經(jīng)歷了古代、 近代和現(xiàn)代三個階 段。下面我就從土木工程的知識體系、 材料以及形式三個方面具體闡 述著三個過程。古代土木工程古代的土木工程，從時間跨度上，大致從舊石器時代（約公元前5000年起）到 17 世紀中葉。這時期的土木工程還未成為一門獨立的學科，也沒有一個相應的知識體系，主要都是依靠人們的經(jīng)驗從事工 程建設。隨著人類文明的進步和生產(chǎn)經(jīng)驗的積累， 古代土木工程的發(fā) 展大體上可分為萌芽時期、形成時期和發(fā)達時期三個階段。萌芽時期新時期時

3、代的原始人為避風雨、防獸災，開始利用天然掩蔽物作 為住處。當人們學會播種、收獲、馴養(yǎng)動物后，天然的山洞已不能滿 足人們的需求，于是使用簡單的木、石、骨制工具，伐木采石，以粘 土。木材和石頭等，模仿天然掩蔽物建造居住場所，開始了最早的土 木工程活動。這時期的土木工程使用的是石斧、石刀等簡單工具，所用的材料 主要是泥土、石頭、木材等天然材料。后來掌握了伐木技術以后，就 使用交大的樹干做骨架；有了煅燒加工技術，就使用紅燒土、白灰粉、 土坯等材料，并逐漸懂得使用草筋泥、混合土等復合材料。人們使用 以上這些工具和材料開始了建房、筑路、挖渠、造橋等工程建設，土 木工程也完成了從無到有的萌芽階段。形成階段隨

4、著生產(chǎn)力的發(fā)展，農業(yè)、手工業(yè)開始分工、這個時期，土木工 程的發(fā)展可以體現(xiàn)在材料、構造、工具、工程內容等各個方面。在材 料方面，開始出現(xiàn)燒制加工的瓦和磚；在構造方面，形成了構架、石 梁柱等結構體系；在形式內容上，有宮殿、陵墓、廟堂，還有許多較 大型的道路、橋梁、水利等工程；在工具上，也有了斧、 鉆、鋸、鏟、 刀等較為先進的工具。另外，在知識體系上，也有了幾何學、測量學、rH步夯土技術等方面知識的積累和應用， 極大的促進了土木工程的進 發(fā)展。發(fā)達時期這一時期，由于鐵制工具的普遍使用，極大的提高了工程效率。工程材料中逐漸增添復合材料， 工程形式則由于社會的發(fā)展與需求的 增加，道路、橋梁、水利、排水等

5、工程日益增加。 大規(guī)模工程如宮殿、 寺廟的增多，使得分工日益細致，技術日益精湛，從設計到施工已有 一套較為成熟的經(jīng)驗。 所有的這些發(fā)展與進步使得這一時期出現(xiàn)了眾 多偉大的工程，例如我國的故宮、萬里長城、古埃及的金字塔以及帕 特農神廟等等，它們記載著燦爛的古代土木工程文明。近代土木工程近代土木工程從 17 世紀中期到 20 世紀中葉。這個時期土木工程 的主要特點有以下三點。材料上，從以木材、石料、瓦磚為主，到卡 開始廣泛使用鑄鐵、鋼材、混凝土、鋼筋混凝土，直至早期的預應力 混凝土；知識體系上，材料力學、理論力學、結構力學、土力學、工 程結構設計理論等學科逐步形成； 內容形式上，逐漸發(fā)展到包括房屋

6、、 道路、橋梁、鐵路、隧道、港口、市政、衛(wèi)生等工程建筑和工程設施， 不僅能夠在地面修建，而且有些能夠在地下和水下修建?？偟脕碚f， 這一時期的土木工程也可分為奠基、進步、成熟三個階段。奠基時期17 世紀到 18 世紀下半葉是近代科學的奠基時期伽利略、牛頓等 所闡述的力學理論是近代土木工程發(fā)展的起點， 土木工程的實踐及其他學科的發(fā)展都為建立系統(tǒng)的設計理論奠定了基礎。 伽利略的梁設計 理論論述了建筑材料的力學性質和梁的強度， 是彈性力學的開端， 它 與牛頓三大定律為土木工程奠定了力學分析的基礎。 歐拉柱的壓屈理 論給出了柱臨界壓曲荷載的計算公式， 在分析工程建筑物的彈性穩(wěn)定 方面得到了廣泛的應用。近

7、代的這些科學奠基人突破了以現(xiàn)象描述、經(jīng)驗總結為主的古代科學的框架， 創(chuàng)造出了比較嚴密的邏輯理論體系，加之對工程實踐有指導意義的復形理論、振動理論、彈性理論等在18 實際相繼產(chǎn)生，促進了土木工程發(fā)展廣度和寬度的進一步提高，土木工程也由于理論的發(fā)展逐漸成為一門獨立的學科。進步時期在這一時期，波蘭特水泥的發(fā)明和鋼筋混凝土的使用成為近代土 木工程發(fā)展史上的重大事件。 混凝土及鋼材的推廣應用， 使得土木工 程師們可以運用這些材料建造規(guī)模更為龐大復雜的大型工程設施。在這一時期產(chǎn)業(yè)革命的推動下，土木工程在交通方面取得了重大 進步。鐵路與地下鐵道相繼出現(xiàn)， 公路方面明確了碎石路的施工工藝 和路面鎖結理論，現(xiàn)代

8、橋梁的三種形式拱橋、懸索橋、梁式橋也 相繼出現(xiàn)。 隨著人們生活水平的提高和人們需求的日益增長， 建筑中 電梯、電氣照明、給水排水、供熱通風等附屬設施開始出現(xiàn)，市政設 施和居住條件開始走向近代化。成熟時期這一時期成熟的一個標志是道路、 橋梁、房屋大規(guī)模建設的出現(xiàn)。交通運輸方面， 瀝青和混凝土開始用于鋪筑高級路面， 極大的改善了 道路工程，各個國家紛紛開始高速公路網(wǎng)的修建；材料上，冶金技術 發(fā)展下產(chǎn)生的高強度和韌度的鋼材使得大跨徑橋梁成為可能， 新型復 合材料和高品質水泥使得高層、 大跨度建筑成為現(xiàn)實。 各種極大規(guī)模 和高難度的工程在這一時期不斷涌現(xiàn)， 例如美國高達 381 米的帝國大 廈、跨度為

9、 1280 米的金門懸索橋?，F(xiàn)代土木工程在這一時期，與土木工程相關的理論知識體系、科學技術的空前 發(fā)展，建筑材料的大幅優(yōu)化以及各種施工技術的提高都為土木工程的 進一步跨越奠定了堅實的基礎。 在內容上， 現(xiàn)代土木工程包括基礎工 程、建筑工程、交通土建工程、橋梁工程、港口工程、地下工程、水 利水電工程、給排水工程、防災與減災工程等幾乎生活的所有方面； 在材料上，水泥混凝土、鋼材、鋼筋混凝土仍是不可替代的結構材料， 新型合金、陶瓷、 玻璃、有機材料及其他人工合成材料各種復合材料 等在土木工程折中占有愈來愈重要的位置。土木工程材料正朝著輕 質、高強度、環(huán)保的高要求軌道發(fā)展；在知識體系上，更是加入了工 程地質、土木工程材料、 工程測量、混凝土結構、 鋼結構、高層結構、 地下結構、橋梁結構、道路勘測設計、水工結構、結構實驗、施工技 術及組織等眾多理論技術知識?？偟酶爬▉碚f，現(xiàn)代土木工程以現(xiàn)代社會生產(chǎn)力的發(fā)展為動力， 以現(xiàn)代科學技術為背景， 以現(xiàn)代工程材料為基礎向前高速得發(fā)展。 從 整體來看，為了適應社會經(jīng)濟發(fā)展的需求，其具有工程功能化、城市立體化、交通高速化、材料輕質高強化、施工過程工業(yè)化以及理論研 究精密化的特征。現(xiàn)代土木工程正