土木工程绪论范文

导语：想要提升您的写作水平，创作出令人难忘的文章？我们精心为您整理的5篇土木工程绪论范例，将为您的写作提供有力的支持和灵感！

篇1

一、引言

随着我国经济的稳步增长和基础建设规模的加入，建设项目的规模越来越大、结构形式日益复杂，对土木工程学科管理的科学性、精确性要求越来越高。实现土木工程的信息化、智能化、可视化和集成化成为土木建筑工程项目管理现代化的要求和本领域的研究热点。虚拟现实技术(VirtualReality,VR)是综合性与集成性极强的高新技术，在军事、医学、设计、艺术、娱乐等多个领域都得到了广泛的应用。土木工程中的虚拟现实技术涉及土木工程领域的各个学科，已显示出一定的实用性，技术潜力十分巨大，应用前景非常广阔[1]。

二、虚拟现实技术及其特点

虚拟现实技术，又称灵境技术，是20世纪末兴起的一门崭新的综合性信息技术。它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支，大大推进了计算机技术的发展。VR技术是把抽象、复杂的计算机数据空间转化为直观的、用户熟悉的事物。它的技术实质在于提供一种高级的人机接口。利用VR技术所产生的局部世界是人造和虚构的，并非是真实的，但当用户进入这一局部世界时，在感觉上与现实世界却是基本相同的。因此，虚拟现实技术改变了人与计算机之间枯燥、生硬和被动的现状，给用户提供了一个趋于人性化的虚拟信息空间。它以模拟方式为使用者创造了一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图像世界，在视、听、触、嗅等感知行为的逼真体验中，使参与者可直接参与和探索虚拟对象所处环境的作用和变化，仿佛置身于现实世界中。一个身临其境的虚拟环境系统是由包括计算机图形学、图象处理与模式识别、智能接口技术、人工智能技术、多传感器技术、语音处理与音像技术、网络技术、并行处理技术和高性能计算机系统等不同功能、不同层次的具有相当规模的子系统所构成的大型综合集成环境。所以，虚拟现实技术是综合性极强的高新信息技术。虚拟现实技术具备以下三个方面的特性。

1．沉浸性

虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点，由计算机产生逼真的三维立体图像，使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备，便可将自己置身于虚拟环境中，成为虚拟环境中的一员。使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用，就如同在现实世界中的一样，一切感觉都是那么逼真，有一种身临其境的感觉。

2．交互性

虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互，使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互，而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能，就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。

3．多感知性

由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置，因此，使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知，从而达到身临其境的感受。

三、虚拟现实技术在土木工程中的应用

1．虚拟现实技术在土木工程中的应用前景

在土木工程中，长期以来人们不得不用抽象的概念表示非常丰富的内容，如用平面图、剖面图、立面图等平面图形成一些规定的符号来表示三维的立体建筑，用比较抽象的图形和精练的语言来描述复杂的场景，以传递大量的信息。但这一种信息处理与传递方式受到信息接受者所从事的职业、知识结构及理解能力的影响，交流起来非常困难。

VR技术的发展为我们克服这一困难提供了极其有效的手段。用虚拟现实既能表示真实的世界，也可以表示虚拟的世界。表示真实世界时，可以突破物理空间和时间的约束，做到能“超越现实”；在表示虚拟世界时，又能使其中的虚拟物体表示出三维逼真感，以达到身临其境的感受，最后形成一种“人能沉浸其中、超越其上、进出自如、交互作用的三维信息空间”。VR技术为用户提供了一种新型的人机接口，它利用计算机生成交互式三维环境，不仅使参与者能够感受到景物或模型的逼真存在，并且对参与者的运动和操作做出实时准确的响应。

2．虚拟现实技术在土木工程中的应用领域

由于具有上述的优势特征，虚拟现实技术在土木工程中得到了广泛的应用，并且具有广阔的应用前景。现阶段，虚拟现实技术在土木工程中的应用主要有以下几个方面[2]。

（1）在虚拟施工过程和施工结构计算中的应用[3]

在实际工程施工中，复杂结构施工方案设计和施工结构计算是一个难度较大的问题，前者难点关键就在于施工现场的结构构件及机械设备间的空间关系的表达；后者在于施工结构在施工状态和荷载下的变形大于就位以后或结构成型以后。

基于虚拟现实的复杂结构施工方案设计是指利用虚拟现实技术，在虚拟的环境中，建立周围场景、结构构件及机械设备等的三维CAD模型（虚拟模型），形成基于计算机的具有一定功能的仿真系统，让系统中的模型具有动态性能，并对系统中的模型进行虚拟装配，根据虚拟装配的结果，在人机交互的可视化环境中对施工方案进行修改。复杂结构施工涉及的因素较多，起重机的布置位置、高度，缆风绳着力点的选择，构件堆场的位置，起重机的开行路线，构件起吊路线等，都是施工方案设计必须考虑的问题。若对这些问题考虑得不够，则工程施工的进度、成本等都会受到影响，甚至导致安全事故的发生。

建筑结构施工前往往要对施工方案进行受力状态复核。如在大跨空间结构施工中，不仅要考虑施工过程的安全性、可行性，还要考虑结构本身在施工过程中安全性、可靠性。某展览中心，钢结构屋盖支承在钢桅杆上，桅杆两端为锥形，与下部混凝土结构铰结。为了减小钢桁架的变形，更为了维持结构的稳定，在钢屋盖桅杆和混凝土之间，采用了一系列的斜拉索(前索、背索、稳定索)和撑杆，形成一个稳定的结构体系。在钢结构的施工中，不同的支撑方案、不同的拼接方案，在结构的不同部位会引起不同的效应，而随着连接杆件的安装，这些施工阶段的应力将残余在结构部位上，并影响到最终的结构受力安全性；并在结构就位过程中，有可能失稳和变形。这就需要进行施工过程的精确分析。用虚拟现实技术可以对不同的方案，在短时间内做大量的分析，从而保证施工方案最优化。

（2）在工程项目招标投标中的应用

建筑业是我国的支柱产业，建筑市场的过度竞争已是长期的事实。现代建筑工程项目的运作，业主处于绝对有利的地位。在有限的时间内，如何使业主和评标的专家很好地了解招投标文件的编制和被认可的程度直接关系到承包商有没有中标的机会。因此，承包商在注重投标文件的技术可行、报价合理的同时，也非常注重投标文件的包装。尤其是大型工程、国家重点工程和国际工程的招标投标，往往在项目企划阶段就已经开始这方面的运作[4]。

借助虚拟仿真系统，把不能预演的施工过程和方法表现出来，不仅节省了时间和建设投资，而且不用项目经理的现场答辩，方案的优劣就一目了然。这无疑大大增加了承包商中标的几率。

（3）在可视化计算领域的应用

可视化计算将是今后一个重要的发展方向。在科研中，人们会遇到大量数据，为从中得出有价值的规律和结论，需要对庞大的数据量进行认真分析。对科学计算取得的数据进行可视化加工或三维图形显示，可通过交互改变参数来观察计算结果的全貌及其变化，实现参数化及可视化计算，虚拟现实技术产生了飞跃式的发展。

在运用有限元法进行结构分析时，利用虚拟现实技术则可以通过颜色的深浅给出三维物体中各点力的大小，用不同颜色表示出不同的等力面；也可以任意变换角度，从任何点去观察。还可以利用VR的交互性能，实时修改各种数据，以便对各种方案及结果进行比较。这样就使工程师的思维更加形象化，概念更易于理解。把可视化计算技术应用于超大型复杂结构的设计、工程控制和结构分析中，将增强计算软件的前后置处理能力。例如，在桥梁工程控制和结构分析的可视化计算中，倒退(拆)分析结构倒拆动态演示、结构理想施工线型显示、施工阶段主梁形心线的设计曲线和实测拟合曲线的显示、前进分桥结构拼装动态演示、施工预告图形显示、主梁内力图显示、危险截面应力分布图显示等等。更重要的是能借助图形或图像来进行实时动态地控制结构的重分析和获取施工控制数据，同时能实时动态演示和控制设计和施工的过程。

四、结语

虚拟现实技术在不断发展，专用于计算机图形和多媒体信息处理的高性能DSP芯片可使处理能力提高上百倍，三维图形算法和参数化建模算法等可使虚拟现实技术更加成熟。目前，虚拟现实技术还有很多不完善的地方，尤其在土木工程的研究方面，我们应努力建设虚拟现实技术实验室，开发有价值的虚拟现实工程系统，使其在工程设计、施工、管理和可视化计算等方面得到更广泛的应用。

参考文献

[1]张跃．土木工程中的虚拟现实技术[N]．科技日报．1997年6月23日．

篇2

作为一个重要的基础学科，土木工程有其重要的属性：综合性，社会性，实践性，技术经济与艺术统一性。随着人类社会的进步而发展，土木工程至今已经演变成为大型综合性的学科，并已经出许多分支，如：建筑工程，铁路工程，道路工程，桥梁工程，特种工程结构，给水排水工程，港口工程，水利工程，环境工程等学科。土木工程共有六个专业：建筑学，城市规划，土木工程，建筑环境与设备工程，给水排水工程和道路桥梁工程。

通过一个学期土木工程概论课的学习，我已经深深地感受到土木工程涵盖的广泛，体味了前人取得的成就，也领悟了作为一名土木工程师的重大责任。当然，我们不能沉浸于现已取得的辉煌成就，止步不前。我们还应当与时俱进，去挖掘，去发现，去思考，去想象，去创新。在此，作为一名中国未来的土木工程师，我想结合土木工程的历史，结合我国的国情和世界形势，谈一谈土木工程的可持续发展之路。

(EnglishSummary)

MyknowledgeaboutcivilengineeringhasbeenbroadenedsinceIbecameastudentofTongjiUniversity.

Civilengineeringisaformofhumanactivity.Humanbeingspursuedittochangethenaturalenvironmentfortheirownbenefit.Buildings,transportations,facilities,infrastructuresareallincludedincivilengineering.

Thedevelopmentofcivilengineeringhasalonghistory.Ourseniorshadleftalotofgreatconstructionstous.Forexample,ZhaoZhouBridgeistherepresentativeofourChinesecivilengineeringmasterpieces.Ithasahistoryofmorethan1300yearsandisstillserviceatpresent.

Civilengineeringhasbeensorapiddevelopmentoftheperiod.Alotofnewbridgeshavebeenconstructed,andmanygreaterplansareunderdiscussion.Chinaisalargecounty.Andsheisstillwelldeveloping.SothiserawillbebothexcitingandrewardingfortheChineseCivilEngineers.Andofcourse,civilengineering’sfutureispromising.

However,civilengineerswillbefacingmorecomplexproblems.Weshouldpayattentiontothegrowingpopulationandalotofdeterioratinginfrastructures.Weshouldprepareforthepossibilityofnaturaldisasters.Tomeetgrowneedsinthefuture;weshouldalsotrytoupdateallthetransportationsystems.

Todealwiththeseproblems,wewillhavetodevelopinnovativeandenterprisingskills.Andweshouldchooseawaythatwecangocontinuously.HazardMitigationmaybeagreatchoice.Notonlycanitsavemoneyinthelongrun,butalsoavoidgettingintoanembarrassingsituationinwhichwehavetorebuildallthebrokenbuildings.Andweshouldalsousemoreenvironmentallyfriendlymaterialswhendesigningorconstructingnewbuildings.

Well,tobeabrilliantcivilengineerisnoteasy.Today,engineeringisasyntheticsystem.Itnotonlydependsontraditionalmechanics,butalsocloselyrelatedtoadvancedscience.SoPhysics,Chemistry,MaterialScience,ComputerScienceandperhapsmoreareallinourcivilengineeringprogram.

Tobeagoodcivilengineer,weshouldhavetheabilitytoapplytheknowledge,todesignasystem,acomponent,oraprocedureofconstruction.Weshouldalsobeabletoconductexperimentsandexplaintheresults.Furthermore,anengineerneverworksalone,soweshallcooperatewithworkingteam,andtryourbesttocommunicateeffectively.

I’mverygladtobeastudentinthiswonderfulfield.AndIwilltrymybesttobeasuccessfulcivilengineer,tomakecontributionstoourmotherland.

1．对土木工程的历史、现状和未来发展的认识

1．1．1古代土木工程

古代土木工程具有很长的时间跨度，它大致从公元前5000年的新石器时代到17世纪中叶，前后约7000年。在房屋建筑、桥梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了辉煌的成就。一些文明古国的不少传世杰作，至今巍然屹立。譬如我国的长城，埃及的金字塔等。公元6世纪建成的赵州桥，是世界上最早的敞肩式拱桥，于1991年被美国土木工程学会选为世界上地12个土木工程里程碑。

1．1．2近代土木工程

近代土木工程的时间跨度从17世纪中叶到20世纪中叶，前后约300年时间。在此期间，建筑材料从以天然材料为主转向以人造材料为主，建造理论也从主要以总结长期建造经验向重视科学兼顾经验转变。建造技术方面，一些性能优异的大型机械伴随着各种极为有效的施工方法的出现，使得人们开始能建造结构复杂或所处环境恶劣的土木工程。期间建成的埃菲尔铁塔、帝国大厦和金门悬索桥，至今仍不失为伟大的土木工程。

1．1．3现代土木工程

现代土木工程起始于20世纪中叶。发展至今，土木工程在建筑材料、结构理论和建造技术方面都取得了极其巨大的进步。

建筑材料方面，高强度混凝土、高强低合金钢、高分子材料、钢化玻璃越来越多地出现在建筑上。结构理论方面，利用电子计算机强大的运算和绘图能力，力学分析和计算的结果更加符合结果的实际情况，使得在结构设计上更为可靠。对于建筑技术，已经发展到机—电—计算机的一体化，施工过程中，不论是上天、入地还是翻山、下海，都已不是施工的障碍了；而焊接技术的普遍使用，也使得钢结构的发展进入了一个新的阶段。

现代土木工程造就的举世瞩目的建筑有：我国台北的国际金融中心，上海金茂大厦，马来西亚吉隆坡的石油大厦双塔楼，法国的诺曼底斜拉桥等。

1．2对土木工程的现状的认识

现今的土木工程，正日益同它的使用功能或生产工艺紧密结合。

公共和住宅建筑物要求的建筑、结构、给水排水、采暖、通风、供燃气、供电等现代技术设备日益结合成为整体。

工业建筑物则要求恒温、恒湿、防微振、防腐蚀、防辐射、防火、防爆、防磁、防尘、防高（低）温、耐高（低）湿，并向大跨度、超重型、灵活空间方向发展。

另外，高层建筑大量兴起，地下工程高速发展，城市高架公路、立交桥大量出现，并逐步实现交通运输高速化、水利工程大型化。

值得一提的是我国实行改革开放以后，综合国力有了很大提高，已具备更大规模开发和利用水资源的条件，如三峡水利枢纽，南水北调工程等都是世界一流的大型水利工程。

1．3对土木工程未来发展的认识

随着我国改革开放的不断深入和经济的迅速发展，中国将面临一个更大规模的建设。可以说，我们正面临着一个伴随着国民经济飞跃的土木工程大发展的大好时期。而且这样一个优良的发展环境已经受到并将继续受到西方国家的急切关注。

作为跨世纪的一代，这一大好形势为我们提供了空前难得的施展才干、向国际水平冲击的良好机遇。同时，我们也深深感到，这是一个“机遇”与“挑战”并存、“合作”与“竞争”交织、“创新”与“循旧”相争的时代，如何把握世纪之交时土木工程学科的发展趋势，开创具有中国特色、具有国际一流水平的土木工程学科的新纪元，是对我们跨世纪一代人的严峻挑战。

2．我的感受和认识：中国的土木工程要走可持续发展之路

我国的土木工程有自己的特殊性。

“中国是世界上人口最多的国家，一项大资源被13亿一除即变得微不足道，而一个小问题乘以13亿就成了大问题。”刘西拉教授此语切实道出了我国的困难之所在。我国的煤、石油、天然气、水、森林总量均居于世界前列，而人均占有量却全部低于世界平均水平。人口、能源、教育、污染问题已经成为我国所面临的四大严酷问题。走可持续发展迫在眉睫。而土木工程，也必当立足长远，走出一条可持续发展之路。

放眼世界，美国的现代化进程可谓先进，而现今资料表明：未来美国要投入16000亿美元来解决已建工程的不安全状态，譬如，氯离子所引发的建筑锈蚀等等。作为当代土木工程师，在传承前人辉煌成就的同时，也必须多多吸取已出事故的教训，在今后的工作中进行创新改良，实现可持续发展。

2．1发展高新技术，应用结构健康监测，实现可持续发展

土木工程在实际使用过程中，会出现不同程度的损伤或性能退化，这将影响起承载能力和耐久性，甚至引发严重的工程事故，带来重大的人员伤亡和经济损失，产生严重的社会影响。因此，从建筑建成的一刻起，就要做好健康监测、修复和加固的准备。

随着现代传感技术、计算机与通讯技术、信号分析与处理技术及结构动力分析理论的迅速发展，人们提出了结构健康监测的概念，给土木工程的发展带来革命性的变化。

结构健康监测系统通过在结构上安装各种传感器，自动、实时地测量结构的环境、荷载、响应等，对结构的健康状况进行评估，科学有效地提供结构养护管理的决策依据，确保结构安全运营，延长结构使用寿命。

近年来，大型土木工程特别是大跨度桥梁结构的健康监测技术成为国内外工程界和学术界关注的热点，通过科研和工程技术人员的努力取得了卓有成效的研究成果。国内外近年新建的许多大型桥梁都安装了结构健康监测系统，如我国的上海徐浦大桥、江阴长江公路大桥、东海大桥、香港地区的青马大桥，韩国Seohae桥和Youngjong桥、美国CommodoreBarry桥和加拿大Confedration桥等。

像这样，通过发展结构健康监测与安全预警，在第一时间发现建筑可能出现的问题，及时进行修复与加固，既避免了可能出现的建筑事故，也基本解决了建筑过快老化损坏，不得不拆去重修的尴尬局面，及由此造成的大量经济、资源、时间上的浪费，实现建筑使用的可持续发展。

2．2合理利用自然资源，注重既有土木工程设施的再利用，实现可持续发展

“可持续发展是在不牺牲后代并满足其需要能力的条件下，满足当前的需要”。

合理利用自然资源，则要在土木工程的建设、使用和维护过程中，土木工程师主动做到节能节地，并最大限度地发挥既有土木工程设施的作用。

比如，我们可以充分利用建筑绿化，在夏季有效降低灰砖墙表面温度，从而减少空调的使用量；可以使用节能保温型的多孔砖或复合墙体作为墙体材料，达到冬季保温隔热的作用；还可以太阳能、地下热能等新能源，减少不可再生资源用量的减少。

另外，对既有建筑的再利用也是可持续发展的重要手段之一。这方面，上海已经取得不少成功的经验：大量不用的厂房，很多已经转变为展览厅、办公楼、艺术家工作室等。这样的改造再利用，既符合现代使用的要求，又节约了能源，避免了浪费，不失为一种有效的办法。

2．3开发利用再生资源和绿色资源，实现可持续发展

世界上每年拆除的废旧混凝土，工程建设产生的废旧混凝土等均会产生巨量的建筑垃圾。我国每年的施工建设产生的建筑垃圾达4000万吨，产生的废混凝土就有1360万吨，清运处理工作量大，环境污染严重。此外，我国是20年来世界水泥生产的第一大国，而这本身是一项高耗资源、高耗能、污染环境的行业。

与其他材料相比，钢材和再生混凝土较为符合绿色建材的标准，应当大力发展这样的绿色建材。

对此，日本的爱知世博会，给我们上了生动的一课：材料方面，世博会的各种建筑材料表面上看很高档，但是很多都是废物利用。许多木版都是由建筑用木材废料加工而成，到处摆放的坐椅，是电视机壳粉碎后制成。丰田展馆内壁由回收的废纸加工而成，长久会场日本馆，既追求了人与自然和谐，也节约了经济开支，所使用的大部分钢材和木料，都可以回收利用。同时，竹壁的优越性在3到9月爱知的酷暑也显现无遗。竹子本身的性能大大降低了室内温度，空调的使用也明显减少。这一点给了我众多的思考：在建筑选材方面，在合适之处应用自然的可再生资源，节约开支的同时，也实现了生态与建筑的和谐可持续发展，何乐而不为呢？

另外，在日本爱知世博会长久手会场，茧状日本馆为减少热负荷，利用墙面绿化、生物降解塑料材料和间伐木材(森林中被砍掉的细木材)实现了环保功能。以“自然的智慧”为主题的爱知世博会，展馆建设大量应用现代科技成果，突出环保性和功能性，反映出人类对自然美的孜孜追求。而这，也应当是未来土木工程师要学习和发展的方向。

我国建筑中，李国豪教授设计的扬浦大桥也堪称经典。引桥部分的螺旋式上升结构，节约人民币数亿元，是土木工程实现经济性可持续发展的典范。

当然，可持续发展，绝不是一味地追求节省，而是要寻求一种最合理的中间状态，既要保证建筑有足够的创意，也要追求完美的技术经济指标，以最少的投入获得最大的效益。我们依旧还是要创造经典，但是绝不能建立在挥霍金钱，建立在耗费更多的资源、能源的基础之上。现今，建筑世界已经进入到生态美学的时代，注重文化、生态、工程与环境之间的关系，注重人性化、节能与可持续发展，才是当代工程师的着眼方向。

3．身边的土木工程实例

我已经在上文中提及了许多土木工程实例，也述说了我对它们的一些认识。下面，我想注重谈一下对苏通大桥的了解。

苏通大桥连接苏州与南通两座古城，如今正在显露雄姿。这座全长32.4公里的大桥，是在建中的世界第一大桥。

据苏通大桥建设副总指挥何平介绍，苏通大桥由跨江大桥工程和南、北岸接线工程三部分组成。全线采用双向六车道高速公路标准。大桥总投资约64．5亿元，预计2008年底建成。苏通大桥的建设过程将攻克一系列世界性难题，并创造四个世界之最。

最大主跨。苏通大桥为斜拉桥。斜拉桥自上世纪50年代开始修建，世界上已建成的各类斜拉桥有200余座。目前世界上已建成的最大跨径斜拉桥为主跨890米的日本多多罗大桥，在建的香港昂船洲大桥主跨1018米，苏通大桥跨径1088米，建成后将成为世界最大的跨径斜拉桥。

最深基础。苏通大桥主墩基础由131根长约120米、直径2.5米至2.8米的钻孔灌注桩组成，承台长114米、宽48米，面积有一个足球场大，是世界规模最大、入土最深的桥梁桩基础。

最高塔桥。目前已建最高桥塔为多多罗大桥224米钢塔，苏通大桥塔为高300.4米的混凝土塔，比在建的香港昂船洲大桥桥塔高6米，为世界最高的桥塔。

最长拉索。苏通大桥最长拉索为577米，最大重量为59吨，比多多罗大桥斜拉索长100米，为世界上最长的斜拉索。

交通部总工程师凤懋润说，苏通大桥是世界第一跨度斜拉桥，将成为中国由桥梁大国向桥梁强国转变的第一个标志性建筑。

4．土木工程专门人才应具有的素质

成为优秀的土木工程师，必须具备“四要素”，即知识结构、实践技能、能力结构以及综合素质与创新意识。

知识结构包括：公共基础知识，专业基础知识和专业知识。

首先，优秀的土木工程师必定有扎实的公共基础知识，并且，在熟悉了解自然科学的基础之上，良好的思想道德心理素质和人文、社会科学基础知识也必不可少。

其次，优秀工程师还必须有过硬的专业基础知识。对工程数学、流体力学、岩土工程、结构工程等都要有扎实的理解和较强的应用能力。

第三，还要有深入的专业知识。不论是从事铁道工程、隧道工程、地下工程还是建筑工程，每一个工程师都要对所偏重行业有着先进的专业知识。只有这样，才能使我国的土木工程事业，走在世界的前列。

土木工程离不开实践。因此，工程师要具备高超的实践技能。譬如：制图技能、计算机应用技能、工程测量技能和结构检测技能等。

作为土木工程学院的本科学生，我会在大学四年的学习过程中，努力掌握好计算机语言与程序设计技能，珍惜每一个上机实习的机会，并在大学物理实验、材料实验和结构实验中掌握一般结构实验的基本方法，初步具备结构检验的技能，做好技术实习、课程设计，争取在结构设计大赛中获奖。

此外，工程师与科学家的不同在于不仅受到自然规律的制约，还会受到社会规律的约束。工程技术人员的的每个工程方案的完成都是某种“社会活动”，绝不可能靠一个人在房间里单独完成。因此要有足够的能力与社会打交道，遵循好社会规律。

在学习生活中，我将不断提高自己的自学能力，从学习中提升工程能力，在学生工作中提升管理能力，逐步完善自己的知识结构，从中培养出科技开发能力并在表达能力和公关能力上多下工夫。

不过，这些技能还构不成一个真正有助于我国可持续发展的土木工程师。因为工程师最重要的是具备高尚的道德文化修养和思想品质。为了国家和民族的利益，献身祖国的事业。为了国家的荣誉，能有强烈的竞争意识。具备唯物辨证的思想方法，有蹋实、严谨、苦干的工作作风。只有这样，才能做一名合格的中国土木工程师。

我们还应看到，我国的土木工程事业与世界一流水平还有一定的差距。譬如国内的不少高层建筑（包括上海的环球金融中心），其工程设计几乎全部由国外承担，钢材几乎全部从国外进口，工程总承包也大多由国外承担，只有钢结构制作与安装等工作由国内单位承担。获得完全自主的知识产权，实现工程建筑的国产化，赶超国际水平，需要我们青年一代去完成！

作为祖国未来的土木工作者，我将努力做到：

1．达好基础，学好外语，承认不足，不甘落后，不断在创新、质量和美学上下工夫。

2．提升自己的竞争意识，敢于参与国际大赛并获得奖项；

3．工作结合我国国情，特别是考虑由于人口负担过重造成的能源不足、水资源和耕地缺乏。特别注意不使西方发达国家在他们发展过程中由于当时对可持续发展认识不足造成的错误与严重后果在中国的大地上出现！

我将不断提升能力，鼓足干劲，与其他同学一道，走出一条自主创新、可持续发展的有中国特色的土木工程发展之路，共同将我国的土木工程事业推向新的！

附录：

参考资料：

《土木工程》(英)斯科特(Scott,J.S.)撰中国建筑工业出版社

《土木建筑文献检索与利用》肖友瑟主编大连理工大学出版社

《土木工程总论》丁大钧，蒋永生编中国建筑工业出版社

《土木建筑工程概论》王继明主编高等教育出版社

《土木工程学报》中国土木工程学会土木工程学报编辑部

《土木工程》中国土木工程学会科学出版社

《土木工程概论》上海交通出版社

《土木系统工程》机械工业出版社

《INTRODUCTIONOFCIVILENGINEERING》中国建筑工业出版社

听课纪录：

2007.09.19朱合华土木工程与土木工程师

2007.09.26刘西拉21世纪土木工程师的知识素质和能力

2007.10.10周顺华铁路的现状与发展

2007.10.17陈以一建筑与结构

2007.10.24吕西林土木建筑工程中的高新技术

2007.11.07卢耀如地球、科学、人生

2007.11.14楼梦麟水利工程与水工结构

2007.11.21孙立军交通运输工程概况

2007.11.28范庆国现代施工技术

2007.12.05孙柏涛地震的研究与预防

篇3

在土木工程施工环节方面：简单来讲，土木工程施工环节的主要工作就是做好施工准备工作，保证工程施工的质量。在施工准备工作方面，需要对工程施工的法律依据进行研究，对工程施工中相关的原始资料进行调查和研究，对建设单位的要求和施工条件进行熟悉和掌握，对工程的关键位置和特点进行充分的把握，统筹合理的安排施工力量和施工现场；在计划、技术、资金、设备等方面，还需要做好安全施工的准备；对每种可能发生的变化和风险进行准确的预测和把握，针对这些风险做好相关的应变策略；完成了这些施工准备工作之后，依据相关的设计图纸和合同文件，就可以进行土木工程的施工。在施工过程中，需要对施工进度、成本、安全以及质量等进行合理的控制；还需要依据具体的工程情况来对事先制定的组织设计文件进行不断的校正和修改，从而顺利的完成全部工程的施工。

在土木工程施工环节的可持续发展方面，业主设计单位和承包商应该有效的识别出场地中现有的自然、文化以及构筑物特征，通过一系列的措施来保存这些特征，减少设计对这些的特征的干扰。在工程施工时，要对工期、劳动力以及资金等进行充分的熟悉和掌握，了解到在场地中需要保护哪些植物，需要保护哪些区域，保护的措施是什么等等。具体来讲，则需要从这些方面来进行，保证在土木工程施工阶段实现可持续发展。

在水资源节约方面，需要实时监测水资源的使用，安装的器具或者设备尽量都是小流量的，在一些有条件的地方，还可以重新利用废水，循环利用生产用水，通过这些措施，来实现施工期间用水量降低的目的，同时用水成本的费用也可以大大得到降低。在对可回收资源进行利用方面，利用可回收资源是节约资源方面十分重要的一个措施，并且针对目前的现状，还需要进一步加强。主要分为两个方面：1）要合理使用可再生材料和产品，包含着一些可再生成分的也包括在内，从废弃物中分离那些可回收部分，这样可以减少原始材料的使用，从而达到减少自然资源消耗的目的；2）需要进一步增强循环利用和回收利用材料和资源，采用这种做法也可以减少施工材料的消耗量，同时，也可以通过销售的方式来增加企业的收入，降低企业的运输费用和填埋垃圾的费用。

在生态建材研究和使用方面：生态建材作为一种全新的建筑材料，可以在一系列的施工过程中将使用功能最大限度发挥出来，并且对环境没有那么大的负面影响。相较于传统建材，新型建材具有一些很明显的差异，比如它的生态环境协调性更好，指的是这种建筑材料具有对环境直接净化和修复的功能；使用生态建材的目的就是最大限度的降低对生态环境的损坏，促使人类活动可以有效地保护自然环境和资源，保证建筑材料的性能符合施工的需求等等。

篇4

中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：

一、引言

虚拟现实技术(Virtual Reality, VR)是一项集成性极高的高新信息技术，在军事、医学、设计、艺术、娱乐等多个领域都得到了广泛的应用。土木工程中的虚拟现实技术涉及土木工程领域的各个学科，已显示出一定的实用性，技术潜力十分巨大，应用前景非常广阔[1]。

现代土木工程的特点就是适应各类工程建设高速发展的要求，人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密设备现代化的建筑物，既要求高质量和快速施工，又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题，并推动土木工程这门学科前进。它的发展趋向具体地表现在下述几个方面：建筑材料方面、工程地质和地基方面、工程规划方面、工程设计方面、工程施工方面等等。

二、虚拟现实技术及其特点

虚拟现实技术，又称灵境技术，是20世纪末兴起的一门崭新的综合性信息技术。它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支，大大推进了计算机技术的发展。VR技术是把抽象、复杂的计算机数据空间转化为直观的、用户熟悉的事物。一个身临其境的虚拟环境系统是由包括计算机图形学、图象处理与模式识别、智能接口技术、人工智能技术、多传感器技术、语音处理与音像技术、网络技术、并行处理技术和高性能计算机系统等不同功能、不同层次的具有相当规模的子系统所构成的大型综合集成环境。所以，虚拟现实技术是综合性极强的高新信息技术。虚拟现实技术具备以下三个方面的特性。

1．沉浸性

虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点，由计算机产生逼真的三维立体图像，使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备，便可将自己置身于虚拟环境中，成为虚拟环境中的一员。使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用，就如同在现实世界中的一样，一切感觉都是那么逼真，有一种身临其境的感觉。

2．交互性

虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互，使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互，而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能，就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。

3．多感知性

由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置，因此，使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知，从而达到身临其境的感受。

三、虚拟现实技术在土木工程中的应用

1．虚拟现实技术在土木工程中的应用前景

在土木工程中，长期以来人们不得不用抽象的概念表示非常丰富的内容，VR技术可以在应用如下：虚拟现实技术在仿真建模中的应用、建筑CAD中的虚拟现实技术、建筑结构设计与施工过程的可视化计算、建筑设计与施工的先期技术成果演示和验证技术、建筑机器人中的VR技术、虚拟现实技术与建筑技术成果结构艺术等等。

2．虚拟现实技术在土木工程中的应用领域

由于具有上述的优势特征，虚拟现实技术在土木工程中得到了广泛的应用，并且具有广阔的应用前景。现阶段，虚拟现实技术在土木工程中的应用主要有以下几个方面[2]：

（1）在虚拟施工过程和施工结构计算中的应用

在实际工程施工中，复杂结构施工方案设计和施工结构计算是一个难度较大的问题，基于虚拟现实的复杂结构施工方案设计是指利用虚拟现实技术，在虚拟的环境中，建立周围场景、结构构件及机械设备等的三维CAD模型（虚拟模型），形成基于计算机的具有一定功能的仿真系统，让系统中的模型具有动态性能，并对系统中的模型进行虚拟装配，根据虚拟装配的结果，在人机交互的可视化环境中对施工方案进行修改。用虚拟现实技术可以对不同的方案，在短时间内做大量的分析，从而保证施工方案最优化。

（2）在工程项目招标投标中的应用

现代建筑工程项目的运作，业主处于绝对有利的地位。在有限的时间内，如何使业主和评标的专家很好地了解招投标文件的编制和被认可的程度直接关系到承包商有没有中标的机会。因此，承包商在注重投标文件的技术可行、报价合理的同时，也非常注重投标文件的包装 [3]。借助虚拟仿真系统，把不能预演的施工过程和方法表现出来，不仅节省了时间和建设投资，而且不用项目经理的现场答辩，方案的优劣就一目了然，这无疑大大增加了承包商中标的几率。

（3）在可视化计算领域的应用

可视化计算将是今后一个重要的发展方向。在科研中，人们会遇到大量数据，为从中得出有价值的规律和结论，需要对庞大的数据量进行认真分析。对科学计算取得的数据进行可视化加工或三维图形显示，可通过交互改变参数来观察计算结果的全貌及其变化，实现参数化及可视化计算，虚拟现实技术产生了飞跃式的发展。更重要的是能借助图形或图像来进行实时动态地控制结构的重分析和获取施工控制数据，同时能实时动态演示和控制设计和施工的过程。

四、土木工程仿真分析解决方案

针对土木工程领域的应用需求，提供了如下解决方案。

1.计算机辅助设计（Computer Aided Design）

无论是结构CAD软件，还是建筑CAD软件，都需要不断地和用户进行交互，因此对噪声的控制要非常好；同时各种设计图形和三维模型要在屏幕上进行实时的显示、平移、旋转、缩放等，对计算机的图形处理能力有比较高的要求；而要完成三维图形的实时渲染，对处理器的计算能力也是一个考验。针对计算机辅助设计的需求，高性能图形工作站是一种比较好的解决方式，其特点噪音污染低，图形处理能力高，PU处理能力强。

2.计算机辅助工程（Computer Aided Engineering）

计算机辅助工程软件一般都是基于有限元方法，普通工作站已无法满足日益增长的计算需求，必须采用高性能服务器。集群可以说是目前性价比最好的CAE高性能计算解决方案。针对计算机辅助工程的需求，作为机架式服务器集群的升级产品，刀片式服务器拥有计算能力强、计算密度高、通用性好、整体功耗低、管理维护简单等诸多优势。

3.虚拟现实（Virtual Reality）

虚拟现实对计算机的要求和CAD基本一致，但是VR技术对计算机的计算能力和图形处理能力提出了更高的要求，采用单台服务器已经无法满足实时计算和渲染的需要。必须采用高性能集群系统，集成多台服务器的处理能力，才能满足要求。整个解决方案主要包括多台高性能图形工作站，1台硬件图形融合校正器，多台投影仪。这个方案不仅适用于虚拟现实仿真环境，对CAD设计的虚拟展示、科学计算数据的可视化等，均能起到良好的呈现效果。

五、结论

虚拟现实技术在不断发展，专用于计算机图形和多媒体信息处理的高性能DSP芯片可使处理能力提高上百倍，三维图形算法和参数化建模算法等可使虚拟现实技术更加成熟。目前，虚拟现实技术还有很多不完善的地方，尤其在土木工程的研究方面，我们应努力建设虚拟现实技术实验室，开发有价值的虚拟现实工程系统，使其在工程设计、施工、管理和可视化计算等方面得到更广泛的应用。

六、参考文献

篇5

自改革开放以来，我国城市发展进入了崭新的阶段，城市的数量、规模和人口数量都有了飞速的发展。这就要求更多的建筑来满足城市发展的需求，但是不难看出，目前，我国的城市建筑尤其是房屋建筑，并不能满足人们的需求。不难看出，我国的土木工程建设面临的现状是，虽然发展较快，但尚不能满足社会的需求。

一、土木工程

随着人类社会的进步和发展，土木工程已经演变成为大型综合性的学科，包括建筑工程、铁路工程、道路工程、桥梁工程、特种工程结构、给水排水工程、港口工程、水利工程、环境工程等。

总的来说土木工程是一门古老的学科，它已经取得了巨大的成就，未来的土木工程将在人们的生活中占据更重要的地位。地球环境的日益恶化，人口的不断增加，人们为了争取生存，为了争取更舒适的生存环境，必将更加重视土木工程。在不久的将来，一些重大项目将会陆续兴建，插入云霄的摩天大楼、横跨大洋的桥梁、更加方便的交通将不是梦想。科技的发展，以及地球不断恶化的环境必将促使土木工程向太空和海洋发展，为人类提供更广阔的生存空间。近年来，工程材料主要是钢筋、混凝土、木材和砖材，在未来，一些全新的更加适合建筑的材料将问世，尤其是化学合成材料将推动建筑走向更高点。同时，设计方法的精确化、设计工作的自动化、信息和智能技术的全面引入，将会使人们有一个更加舒适的居住环境。

二、可持续发展之节能措施

土木工程实施建筑可持续发展，已经势在必行，通常需要首先从意识上转变，然后结合国家相关法规，运用高新节能技术，与时俱进。具体措施为：

1、树立以人为本的理念

建筑的可持续发展不是片面的节约，而是全面地提升建筑的基本品质。人们往往误以为建筑节能就要降低建筑标准和使用水平，所以要防止简单地将节能建筑理解为“低标准”和“简易房”。当今社会，科学技术发展日新月异，社会越是发展，节能意识越要加强。要增强21世纪能源紧迫感，要充分认识到建筑节能是一种开发理念和政策取向。开展建筑节能不能主张资源的过度占用与浪费，但也不是以降低综合性能和牺牲舒适度为代价来换取资源的节约。其最终产品必须是不仅质量优良，而且是充分体现和满足以人为本的和谐理念，造福人民，回归自然，与社会发展水平相适应的人性化建筑。

2、加快技术更新度

开展建筑节能，就是要依靠科技进步，坚持技术创新，迅速提升建筑品质和性能，谋求可持续发展，杜绝和减少浪费。高效率地利用资源，建筑的建造和消费，材料的生产和使用，要选择节约资源的技术新路线，减少资源的耗用量，尽量不用或少用不可再生资源。高性能的材料产品，是高效率利用资源的前提。建筑结构材料要有足够的强度和耐久性，围护结构要有良好的保温隔热性能，防水、隔声、涂料、管道等专用功能性材料，都要具有相应的高性能。杜绝使用污染性材料，坚决有效地控制有害物质排放，并尽可能地利用清洁能源。

3、加强管理机制

对建筑节能的监督和管理仍没有摆脱“立法腿长，执法腿短”的窘境，扶持建筑技术创新、鼓励开发资源节约型项目的倾斜政策尚未全面建立。建筑节能工作之所以进展缓慢，与法制体系的乏力和激励政策的缺位不无关系。当前，非常有必要抓紧研究和制定推进建筑节能的产业政策。强制性地执行现有的法规和节能标准，并期待政府加快相关标准规范的制定，逐步形成完善的法规标准体系，建立起强有力的约束机制。加快政策支持和技术服务体系的建设。可借鉴国外一些成功经验，对提前实现或实施高于国家规定节能标准的，对于超额完成节能改造任务的给予政策扶持和经济上的奖励；加大政府对建筑节能相关技术和产品的研究开发的支持力度；建立国家建筑节能产品认证和节能建筑标识制度。

三、对土木工程现状以及未来发展的认识

1、发展高新技术

应用结构健康监测，实现可持续发展随着现代传感技术、计算机与通讯技术、信号分析与处理技术及结构动力分析理论的迅速发展，人们提出了结构健康监测的概念，给土木工程的发展带来革命性的变化。结构健康监测系统通过在结构上安装各种传感器，自动、实时地测量结构的环境、荷载、响应等，对结构健康状况进行评估，科学有效地提供结构养护管理的决策依据，确保结构安全运营，延长结构使用寿命。

2、合理利用自然资源

注重既有土木工程设施的再利用，实现可持续发展“可持续发展是在不牺牲后代并满足其需要能力的条件下，满足当前的需要”。合理利用自然资源，则要在土木工程的建设、使用和维护过程中，土木工程师主动做到节能节地，并最大限度地发挥既有土木工程设施的作用。比如，我们可以充分利用建筑绿化，在夏季有效降低灰砖墙表面温度，从而减少空调的使用量；可以使用节能保温型的多孔砖或复合墙体作为墙体材料，达到冬季保温隔热的作用；还可以太阳能、地下热能等新能源，减少不可再生资源用量的减少。另外，对既有建筑的再利用也是可持续发展的重要手段之一。