第十章 土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景課件

第10章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景

化學(xué)工業(yè)出版社第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景一、土木工程的防災(zāi)與減災(zāi)第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景最具危害性的十大災(zāi)情：地震災(zāi)害：2008年四川汶川地震，造成69000人死亡，18000多人失蹤；風(fēng)災(zāi)：1970年孟加拉臺(tái)風(fēng)死難人數(shù)為30萬；水災(zāi)：每年水旱災(zāi)占全部自然災(zāi)害的60%以上；火山噴發(fā)：20世紀(jì)10萬多人死于此災(zāi)難；海洋災(zāi)難：1960年智利海嘯，1萬人遇難；生物災(zāi)難：1945年緬甸的鱷魚一天吞吃900人；地質(zhì)災(zāi)害：20世紀(jì)最大的山體滑坡，使得19萬人死亡；火災(zāi)：1938年長沙縱火案燒死3萬人；交通在害：1982年阿富汗隧道慘案，死亡人數(shù)1100人；城市災(zāi)害新災(zāi)源：城市污染、有害氣體等等。第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景土木工程在建設(shè)和使用過程中遇到的災(zāi)害有兩類：一類是自然災(zāi)害如臺(tái)風(fēng)、龍卷風(fēng)、暴雨、洪水泛濫、暴雪、沙塵暴、地震、蟲災(zāi)以及各種類型的地質(zhì)災(zāi)害如滑坡、泥石流等。另一類是社會(huì)災(zāi)害如戰(zhàn)爭災(zāi)害、人為破壞生態(tài)平衡、工程事故災(zāi)害、老百姓深惡痛絕的“豆腐渣”腐敗工程等。第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景一、地震地震是由于地殼破壞引發(fā)的地面運(yùn)動(dòng)，這種地面運(yùn)動(dòng)對(duì)人工建筑物可以造成嚴(yán)重破壞。1.地震災(zāi)害第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景四川汶川地震

第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景2008年5月12日14時(shí)28分，在四川東部龍門山構(gòu)造帶汶川附近發(fā)生了8.0級(jí)強(qiáng)烈地震。此次地震不僅在震中區(qū)附近造成災(zāi)難性的破壞，而且在四川省和鄰近省市大范圍造成破壞，其影響更是波及到全國絕大部分地區(qū)乃至境外，是新中國建立以來我國大陸發(fā)生的破壞性最為嚴(yán)重的地震，造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)8451億元，造成69000人死亡，18000多人失蹤。

第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景一九七六年，中國唐山市發(fā)生大地震。唐山大地震，是迄今為止四百多年世界地震史上最悲慘的一頁。死亡：242769人重傷：164851人第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景地震帶來的次災(zāi)害泥石流第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景2.土木工程設(shè)施抗震設(shè)防確定每個(gè)國家的地震烈度區(qū)劃圖，規(guī)定各地區(qū)的基本烈度（即可能遭遇超越概率為10%的設(shè)防烈度），作為工程設(shè)計(jì)和各項(xiàng)建設(shè)工作的依據(jù)。國家建設(shè)主管部門頒布工程抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，各建設(shè)項(xiàng)目主管部門應(yīng)在建設(shè)的過程（包括場址選擇、可行性研究、編制計(jì)劃任務(wù)書等）中遵照?qǐng)?zhí)行。國家建設(shè)主管部門頒布抗震設(shè)計(jì)規(guī)范。第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景設(shè)計(jì)單位在對(duì)抗震設(shè)防區(qū)的土木工程設(shè)施進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要嚴(yán)格遵守抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，并盡可能地采取隔震、消能等地震減災(zāi)措施。施工單位和質(zhì)量監(jiān)督部門應(yīng)嚴(yán)格保證建設(shè)項(xiàng)目的抗震施工質(zhì)量。位于抗震設(shè)防區(qū)內(nèi)的未按抗震要求設(shè)計(jì)的土木工程項(xiàng)目，要按抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的要求補(bǔ)充進(jìn)行抗震加固。第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景3.樹立高度抗震設(shè)防意識(shí)抗震設(shè)防不能有僥幸心理，不能因考慮抗震設(shè)防增加建設(shè)資金隨意去掉抗震加固費(fèi)用?？拐鹪O(shè)防應(yīng)按照“小震不壞，中震可修，大震不倒”的原則設(shè)計(jì)土木工程，合理的使用建設(shè)資金。地震是可怕的，但滿足抗震設(shè)防要求所設(shè)計(jì)和施工的土木工程應(yīng)該是可靠的，至少是“裂而不倒”這是被過去許多強(qiáng)震所造成的災(zāi)害證明了的。如唐山大地震，市區(qū)高8層的新華旅館，就未倒。什么原因呢？第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景實(shí)例一：新華旅館在磚墻內(nèi)加設(shè)了構(gòu)造柱和圈粱，使結(jié)構(gòu)類似框架，雖經(jīng)烈度為10度的強(qiáng)震，但裂而未倒。唐山大地震，市區(qū)高8層的新華旅館未倒第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景實(shí)例二美國舊金山海灣地區(qū)最高的鋼筋混凝土建筑--太平洋公園大廈1987年美國舊金山一帶雖然發(fā)生了一次強(qiáng)震，但該大廈安全無恙。原因：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成抗震延性框架。第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景二、海嘯2004年12月26日，印度洋海底爆發(fā)了里氏9.0級(jí)強(qiáng)烈地震，引發(fā)了印度洋大海嘯，巨浪以每小時(shí)800km的起始速度沖向海岸。

第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景海嘯前的平靜

海嘯的出現(xiàn)

第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景三、洪水

2004年8月，孟加拉國因洪水，死亡的人數(shù)達(dá)到703人。

2005年2月，巴基斯坦持續(xù)了多日的洪水和雪崩災(zāi)害，已造成500多人死亡，2000多人失蹤，數(shù)萬人無家可歸。

2005年31日至6月1日，湖南、貴州、四川等省部分地區(qū)降暴雨，局部特大暴雨，引發(fā)了不同程度的山洪災(zāi)害，已造成三圣農(nóng)作物受災(zāi)21.7萬公頃，房屋倒塌3.62萬間，至少死亡68人，失蹤53人。下圖為1998年我國洪水肆虐的情景。第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景1998年洪水第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景風(fēng)災(zāi)常見的風(fēng)災(zāi)有臺(tái)風(fēng)、龍卷風(fēng)和暴風(fēng)。在臺(tái)風(fēng)和龍卷風(fēng)發(fā)生的同時(shí)一般會(huì)引發(fā)風(fēng)暴潮、巨浪和強(qiáng)暴雨等次生災(zāi)害。

第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景臺(tái)風(fēng)為急速旋轉(zhuǎn)的暖濕氣團(tuán)，直徑在300～1000km不等?？拷_(tái)風(fēng)中心的風(fēng)速常超過每小時(shí)180km，由中心到臺(tái)風(fēng)邊緣風(fēng)速逐漸減弱。

2000年夏“杰拉華”臺(tái)風(fēng)的衛(wèi)星照片第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景Tacoma橋在風(fēng)中整體坍塌（視頻）

工程領(lǐng)域中最著名的風(fēng)災(zāi)破壞為美國Tacoma懸索橋的風(fēng)毀事件。對(duì)于高層建筑、大跨結(jié)構(gòu)、柔性大跨橋梁、輸電塔和渡槽等受風(fēng)面積大的柔性結(jié)構(gòu)，抗風(fēng)設(shè)計(jì)與抗震設(shè)計(jì)具有同等的重要意義。第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景2000年7月13日，一場特大龍卷風(fēng)襲擊蘇北部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)，給這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)造成了極其慘重的損失。災(zāi)區(qū)災(zāi)情仍然很重，死亡人數(shù)增加，截至16日下午5時(shí)，死亡人數(shù)已由20人增加至28人，其中重災(zāi)區(qū)高郵市死亡人數(shù)由12人增加至15人，重傷人數(shù)增至137人，危重病人增加至47人。另一重災(zāi)區(qū)興化市死亡人數(shù)由8人增至13人。災(zāi)害造成大批房屋倒塌、樹木折斷、交通中斷。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅高郵市直接經(jīng)濟(jì)損失超過1．5億元。目前有關(guān)部門正全力組織搶險(xiǎn)。第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景對(duì)風(fēng)災(zāi)采取的減災(zāi)措施目前將土木工程設(shè)計(jì)成能直接抵御飛災(zāi)的破壞是不可能的。但在容易發(fā)生飛災(zāi)的地區(qū)，將屋面板、屋蓋、幕墻等加以特殊錨固是必要的。要特別重視大風(fēng)引起高聳結(jié)構(gòu)、高層建筑、柔性結(jié)構(gòu)大幅度搖晃無法使用或造成共振破壞。美國舊金山金門大橋，主跨1280m。橋面加勁鋼桁架的寬跨比為1：47，而高跨比僅為1：168。但有時(shí)在風(fēng)力作用下左右搖擺的幅度竟達(dá)4m，使得該橋有時(shí)不得不停止使用。第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景三、地質(zhì)災(zāi)害地質(zhì)災(zāi)害包括滑坡、泥石流和沙土液化等。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生一般存在誘因?；潞湍嗍饕话阌杀┯暾T發(fā)；沙土液化通常由地震引起?；碌姆乐斡腥N方法：錨桿加固法、建立護(hù)坡或擋土墻、降低坡度法。土壤液化一般發(fā)生在含水率較高、沙土含量較大的土壤，在遭受地震時(shí)發(fā)生的一種土壤噴沙冒水現(xiàn)象。第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景錨索抗滑樁地質(zhì)災(zāi)害處理方法第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景錨索地梁第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景錨索框架第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景懸臂式抗滑樁第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景205國道箭豐滑坡上部減重10萬m3第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景四、人為災(zāi)害

人為災(zāi)害主要是由于管理失誤或漠視安全生產(chǎn)造成的，如火災(zāi)、工程腐蝕和一些存在設(shè)計(jì)缺陷、施工質(zhì)量差的豆腐渣工程。第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景閔行蓮花河畔小區(qū)在建13層住宅樓全部倒塌上海市蓮花南路蓮花河畔小區(qū)一幢在建13層樓房倒塌。事發(fā)后，不少購買此處房產(chǎn)的業(yè)主紛紛趕到小區(qū)附近，面對(duì)一夜間突然少了一幢樓，有業(yè)主當(dāng)場激動(dòng)地大喊“退房”。

第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景工程事故災(zāi)難的原因1.技術(shù)方面：地質(zhì)資料勘察嚴(yán)重失誤，或根本沒有進(jìn)行勘察；地基承載力不夠，同時(shí)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)又嚴(yán)重失誤；結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)計(jì)算或結(jié)構(gòu)施工圖有重大錯(cuò)誤，或憑“經(jīng)驗(yàn)”、“想象”設(shè)計(jì)，無圖施工；材料和半成品的質(zhì)量嚴(yán)重低劣；施工和安裝過程中偷工減料，粗制濫造；

施工的技術(shù)方案和措施中有重大失誤；使用中盲目增加使用荷載，隨意變更使用環(huán)境和使用狀態(tài)；任意對(duì)已建成工程打洞、拆墻、移柱、改擴(kuò)建、加層……。第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景2.管理方面由非相應(yīng)資質(zhì)的設(shè)計(jì)、施工單位（甚至無營業(yè)執(zhí)照的設(shè)計(jì)、施工單位）進(jìn)行設(shè)計(jì)，施工；建筑市場混亂無序，出現(xiàn)前述的“六無”工程項(xiàng)目；

“層層分包”現(xiàn)象普遍，使設(shè)計(jì)、施工的管理處于嚴(yán)重失控狀態(tài)；企業(yè)經(jīng)營思想不正，片面追求利潤、產(chǎn)值，沒有建立可靠的質(zhì)量保證制度；無固定技工隊(duì)伍，技術(shù)工人和管理人員素質(zhì)太低。第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景1999年１月４日發(fā)生的綦江虹橋垮塌事件，（該橋建成還不足3年）造成死４０人、傷１４人的慘劇和６００多萬元的重大經(jīng)濟(jì)損失。鑒于重慶綦江"1·4"慘案是一起重大責(zé)任事故，公安機(jī)關(guān)、紀(jì)檢監(jiān)察部門已對(duì)有關(guān)責(zé)任人立案偵辦，檢察機(jī)關(guān)提前介入，搜集證據(jù)。

重慶市委、市政府決心對(duì)這一事故的相關(guān)責(zé)任人一查到底，嚴(yán)肅處理，決不姑息。目前重慶市已對(duì)全市開展了建筑項(xiàng)目的全面質(zhì)量檢查。

當(dāng)?shù)毓こ淌┕べ|(zhì)量不合格相當(dāng)普遍，連縣委書記的房子也檢查不合格。綦江縣5個(gè)建委主任有4個(gè)不懂建筑，垮塌的虹橋在建設(shè)中也只有兩個(gè)半技術(shù)員。第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景土木工程的發(fā)展前景第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景代表性建筑中國航空館1．意境深遠(yuǎn)的中國航空館中國航空館由中航工業(yè)和東航集團(tuán)共同投資2.8億元建造，占地面積4000平方米。建筑外形潔白、柔軟、光滑、圓潤，如同浦西岸邊一朵白云。

第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景杭州灣跨海大橋2.規(guī)模龐大的杭州灣大橋北起浙江省嘉興市，南抵浙江寧波市，全長36km，按雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)時(shí)速100km;總投資約118億元

第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景

1.向地下發(fā)展地下工程是土木工程的一個(gè)重要領(lǐng)域，是人類拓展生存空間的重要方式。與地面建筑相比，地下工程具有節(jié)能、環(huán)保、節(jié)約土地、抗震防災(zāi)、防御戰(zhàn)爭損毀等優(yōu)勢(shì)。在目前土地資源日益緊張的情勢(shì)下，土木工程向地下發(fā)展是必然的趨勢(shì)。發(fā)展趨勢(shì)第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景2.向太空開拓向太空發(fā)展是人類長期的夢(mèng)想，在21世紀(jì)這一夢(mèng)想可能變成現(xiàn)實(shí)。美籍華裔科學(xué)家林柱銅博士利用從月球帶回來的巖石燒制成了水泥，使得有可能在月球上建造工程設(shè)施。美國和日本已經(jīng)計(jì)劃在月球上建造基地。隨著太空站和月球基地的建立，人類可進(jìn)一步向火星進(jìn)發(fā)。第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景日本月球科研基地概念圖第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景3.向海洋擴(kuò)展地球上的海洋面積占整個(gè)地球表面積的70%左右，向海洋擴(kuò)展生存空間是人類共同的愿望。目前已有許多機(jī)場建造在填海造地形成的人工島上，如中國的澳門機(jī)場，日本關(guān)西國際機(jī)場，中國香港大嶼山國際機(jī)場等。第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景4.向沙漠進(jìn)軍全世界陸地中約有1/3為沙漠或荒漠地區(qū)，千里荒沙、渺無人煙，目前還很少開發(fā)。沙漠難于利用主要是缺水，生態(tài)環(huán)境惡劣，日夜溫差太大，空氣干燥，太陽輻射強(qiáng)，不適于人類生存。近代以來，許多國家已開始沙漠改造工程。

第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景1.傳統(tǒng)材料的改性2.化學(xué)合成材料的應(yīng)用土木工程材料的發(fā)展第十章土木工程新領(lǐng)域及發(fā)展前景設(shè)計(jì)方