时间：2023-10-12 16:10:31
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建筑结构抗震分析是土木工程专业教学的重点和难点。一方面，它涵盖地震工程、抗震工程、结构动力学等多种专业知识，内容丰富，综合性强;另一方面，实际教学过程中，这些知识通常是在几门独立的专业课程中分别教授的，学生不易整体把握所学知识。在这种传统的教学方法下，学生能较好地掌握各门课程的基础知识和理论方法，但缺乏一个综合平台帮助学生融会理解、实际运用这些分散的知识。
其实，大学校园本身便是一个合适的综合平台，可以提供开展科学探究所需的各种基本教学资源，从这个角度来说，校园是一个鲜活的实验室。校园实验室(Campus As Laboratory, CAL)这个概念，最初由普林斯顿大学于2011年提出。具体到建筑结构抗震分析，特别是区域建筑抗震分析来说，大学校园建筑不仅结构类型多样、跨越年代广泛，提供了丰富全面的研究对象，而且数据资料容易获取，甚至还能获得部分建筑的设计详图，有利于建立结构分析模型。
清华校园建筑震害预测程序就是清华大学校园实验室项目的成果之一。该程序以清华大学校园建筑为研究对象，以身边的科学间题为切入点，较之相对枯燥的书本知识，贴近生活的案例更易激发学生的探索热情。同时，学生可利用该程序直观地理解、巩固并综合运用所学知识，提高实践和创新能力，甚至以此为平台进行更深入的研究探索。此程序可以用于《土木工程概论》、《结构动力学》、《抗震工程概论》、《防灾减灾工程学》等课程的辅助教学。
2清华校园建筑震害预测程序
清华校园建筑震害预测程序(以下简称震害预测程序)，由清华大学土木工程系开发完成。通过网络搜索以及实地调研等方法，收集了清华大学绝大部分校园建筑的坐标、层数、层高、建造及加固年代、结构类型等基本宏观信息。利用这些信息，为各个建筑生成相应的剪切层模型，在用户选定的地震动下，对这些校园建筑进行弹塑性时程分析，并直观地展示整个清华校园建筑在地震作用下的响应和破坏状况。
依据输入文件中提供的结构层数等宏观信息，基于美国Hazus软件的调查统计和该程序开发者的研究工作，计算得到结构的各阶周期、各层层间骨架线和滞回参数以及各个破坏状态对应的层间位移角限值等，建立剪切层模型，从而在指定的地震动作用下，进行弹塑性时程分析，得到结构的时程响应。
该程序包含以下功能模块:建筑结构信息的读取与编辑、地震波的可视化选择与反应谱的生成、清华校园建筑在地震作用下的响应分析计算、以及结构的响应时程和破坏情况的直观展示等。由于各个模块都具有丰富的表格、曲线甚至是动画功能，能直观、生动地呈现从模型建立到结果显示等整个震害分析过程，加之所选择的分析对象是学生所熟悉的校园建筑，因此该程序可为结构动力学、地震工程等多个土木工程专业学科的教学提供帮助:不仅能使相关专业知识更形象、易于学生接受和理解，同时还能为感兴趣的学生进行诸如地震损失评估等更深入的研究提供一个基础平台。
3.1结构抗震工程
震害预测程序的建筑结构信息读取与编辑模块，包含剪切层模型、结构层间滞回关系、结构破坏状态及对应的层间位移角限值等结构抗震工程专业知识，可用于辅助其教学工作。输入或修改结构的层数、结构类型、建设年代等信息，该程序会白动计算层间滞回参数等的取值。其中，对于钢筋混凝土框架结构，采用修正的Clough层间滞回模型进行模拟;对于钢结构，采用理想弹塑性模型模拟;而其它以剪切变形为主的结构，则使用捏拢模型作为滞回规则。同时，也可以手动修改这些取值，程序会实时更新对应的滞回曲线的形状。
以上功能有助于学生理解层间滞回参数的概念和意义，探讨不同结构类型的层间滞回特点。结合震害预测程序的分析计算和结构破坏状态展示，可以进一步探究不同结构类型、滞回性能等因素对结构抗震性能的影响。
3.2结构动力学
震害预测程序提供对剪切层模型的周期和振型计算功能。例如，一个四层结构的频率和一阶振型。调整阻尼比等参数，并重新计算，可以分析各个参数对结构频率和振型的影响，加深认识多白由度体系的白振规律;选择不同的校园建筑，可以对比不同类型建筑的结构动力学性质差异。学生还可利用程序所提供的结果与白己手算的结果进行对比，进一步巩固课程中所学的知识。
3.3地震工程概论
地震动的主要特性可由反应谱和加速度时程曲线等加以刻画。一般的教学通常侧重于讲解反应谱的概念、利用加速度时程计算反应谱的原理、以及根据规范反应谱进行结构抗震设计的方法步骤等。学生可以根据相关公式和中国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)的规定掌握简单的结构地震作用的计算，但不易直观地认识普通反应谱与规范给出的设计反映谱的区别、基本烈度与超越概率对规范反应谱形状的影响等。
震害预测程序中地震波可视化选择与反应谱生成模块所提供的功能。将其用于地震工程概论的课程教学，可以清晰地展现几个著名地震波的时程曲线，并方便地生成指定峰值加速度(PGA)下这些加速度时程曲线对应的反应谱。将反应谱与规范反应谱绘制在同一区域，可以对比二者的区别与联系，体现规范反应谱的特点:它是为方便工程计算而进行的简化处理方法。此外，8度罕遇地震对应的规范反应谱与PGA为0.4g的加速度时程对应的反应谱相比，其最大反应比较接近，这类对比有利于帮助学生理解抗震设防烈度和设计基本地震加速度的对应关系。
3.4防震减灾
在给定地震动和PGA的条件下，震害预测程序可进行弹塑性时程分析，并能在分析结束后，直观地呈现校园建筑的楼层位移响应时程、详细信息和最终破坏情况。
在防震减灾教学过程中，震害预测程序可以有以下应用:
1)比较分析不同结构在地震作用下的响应。
该程序中建立了清华大学校园中600多栋建筑的模型，不仅包含钢筋混凝土框架、钢框架、框架剪力墙、砌体结构等多种结构类型，而且包括不同年代、不同高度的结构。在给定地震动作用下，可以比较分析这些不同类型的结构在地震作用下的响应特点，使学生加深对地震作用的认识。例如，观察整个校园的破坏和倒塌情况可知，一般砌体结构和建筑年代较早的结构破坏较严重。
2)比较不同地震波对结构的作用。
一方面，学生可以选择并观察汉川波等几条典型地震波对结构的作用，激发学习兴趣;另一方面，还可以对比不同地震波对结构的作用，通过观察这些地震波对应的反应谱的特点，可以体会反应谱的物理意义。例如，反应谱峰值对应的周期较短的地震波，对低层结构等周期较短的结构破坏性更大;反应谱峰值对应的周期较长的地震波，则对中高层结构等周期较长的结构破坏性更大。
3)展开更深入的探索研究。
震害预测程序还为学生展开更深入的探索提供了平台。例如，可以通过收集校园建筑的财产、人员分布情况等信息，并添加到震害预测程序中，从而探索校园建筑地震损失评估方法;可以将校园道路抽象成无向图等适当拓扑结构，利用图论中的Dijkstra算法考虑人群的疏散交通需求，综合震害预测程序计算得到的建筑破坏与倒塌情况，进行震后应急疏散的研究等。学生可以充分利用熟悉的校园环境，采集所需数据，整合至震害预测程序中，进行各种有意义的学习探索，更好地掌握和运用防震减灾知识。
4结论与展望
关键词：注浆施工技术；土木工程；应用
前言：随着中国建筑行业的进步，施工技术也在不断创新。注浆施工技术作为土木工程中的一项重要施工技术，在实际工程建设中，却存在施工人员对技术掌握不充分，对材料和灌注方式选择错误的现象。因此，为了使施工人员和技术人员更好的掌握注浆施工技术，迫切需要深入的了解与研究。通过对土木工程注浆材料的了解，可以总结出多种不同的注浆方式和技巧，希望通过本文的研究和总结，可以为建筑施工人员对于注浆施工技术在土木工程的应用中提供有效参考。从而提高工程品质，加快工程进度，促使建筑行业进一步发展。
一.土木工程注浆材料的种类
注浆施工离不开注浆材料，土木工程中的注浆材料细分为三大类：黏土类注浆材料、水泥类注浆材料以及化学注浆材料。三种材料的性能不同，产生的施工效果也不同，所以在注浆材料的选择上，需要结合实际情况，选择合适的注浆材料，进而提高工程效率，加快施工进度[1]。
（一）黏土类注浆材料
黏土类注浆材料包含亚黏土及黏土。黏土类注浆材料具有遇水崩解、吸水膨胀的特点，同时具有一定的稳定性，其黏合能力也相对较强。黏土类的注浆材料十分容易调配，仅需要将涂料充分浸泡搅拌，然后筛滤再搅拌即可成型。将注浆材料中掺入适量的水泥，可以提高注浆材料的性能，增强注浆效果。
（二）水泥基注浆材料
水泥基注浆材料是在硅酸盐水泥熟料与二水石膏等原材料搅碎以后，通过膨胀剂、减水剂、速凝剂等调节剂进行性能的调节，进而形成这种混合浆液的水泥。水泥基注浆的水泥颗粒十分细小，能够充分避免普通水泥易出现裂痕的现象，极大的提高了浆液的性能。水泥基注浆节能环保，成本较低，对工程投资建设十分有益。
（三）化学注浆材料
化学注浆材料主要由工业生产的化学材料组成，这种浆液具有高强的透明度，没有分层和沉淀的现象，这种材料同时具备高强的防渗透性和稳定性。但是，化学注浆材料不环保，有一定毒性，不利于施工的质量，因此，这种注浆材料运用较少[2]。
二.土木工程中注浆施工的技术要点
了解土木工程注浆材料的种类后，需要了解土木工程注浆施工的技术要点。注浆施工技术要点包括注浆压力、浆液扩散的半径和距离以及浆液的凝固时间的掌握三个方面，针对土木工程中注浆技术的施工要点，本文提出了一些需要注意的问题。熟练掌握土木工程中注浆施工的要点，可以大大提高工作效率，缩短工期，节约成本，保证工程项目的质量。
（一）关于注浆压力
注浆压力指的是浆液在注入地质层中扩散的动力，注浆压力的大小决定施工效果的稳定性和防渗能力。因此，施工时需要事先了解现场的地势条件，进而选择合适的注浆压力及方法。化学注浆材料的注浆参数不能高于水泥基注浆材料的注浆压力；浅处的注浆压力要低于深处的注浆压力；渗透系数高的浆液其注浆压力要低于渗透系数低的浆液的注浆压力。这种方法科学有效，可以更好的保证工程注浆施工的质量[3]。
（二）关于浆液的扩散半径及距离
浆液的扩散半径和距离直接影响注浆的施工质量。浆液的扩散半径和距离会在渗透系数增加、裂隙开度扩大及浆液注浆压力增大时扩大，在浆液的浓度降低和粘合度增加时降低。因此，在施工过程中，要充分结合实际条件，科学的进行工程试验，确定浆液的扩散半径和距离。这样才能更好的进行注浆施工，有效缩短工期，降低成本。
（三）关于浆液的凝固时间
浆液的凝固时间直接影响工程进度。因此，在确定浆液的凝固时间上，需要在浆液中掺入适量的调节剂，如：膨胀剂、减水剂、速凝剂等。加入适量的调节剂可以准确的控制浆液的凝固时间。浆液一旦凝固便可进行下一步施工，因此，控制好浆液的凝固时间，可以大大提高工程的施工进度。
三.土木工程注浆方法
土木工程中注浆施工的方法有许多，常见的注浆施工方法包括填充注浆法、渗透注浆法、压密注浆法和劈裂注{法，不同的方法运用于不同的施工环境，产生的填充效果也所有不同。因此，在实际施工过程当中，需要根据实际情况选择合适的注浆方法，以提高工作效率。
（一）填充注浆法
填充注浆法是运用填充方式，将浆液灌注到介质的缝隙当中，进而起到加固的作用。填充注浆法适用于大面积裂隙及洞穴中工程，同时也适用于地下工程框架墙体后空洞的注浆工程[4]。
（二）渗透注浆法
渗透注浆法可以在不改变原有地址结构的基础上，将浆液灌输到岩土地层的缝隙中。是一种针对于底层深处的注浆方法，这种方法常被应用于砂砾层的注浆工程。渗透注浆法对天然地质结构基本没有破坏，及可以减少空隙率，也能提高地基的强度，有效降低透水性和压缩性，防止发生不均匀的沉降。
（三）压密注浆法
压密灌注法是在高浓度的浆液之中注入大量压力，促使浆液在注浆管道的顶端形成浆泡，接着再将浆液在注浆压力的作用下挤入地层之中，进而形成胶结地层。这种方法常被应用于黏性土地基层的建设中。该方法可以有效加固非饱和土地，加速均匀的沉降，进而进行基础托换[5]。
（四）劈裂注浆法
劈裂注浆法是浆液在渗透系数低或高压的作用下直接通过地层，在地层内部产生强大的水力，使其形成劈裂作用，扩大原有的空隙和裂缝，进而将浆液注入底层中。劈裂注浆法可以有效的增大扩散距离，增加可灌性。
结论：注浆施工技术和注浆方法已经成为现阶段土木工程的重要施工手段之一。在建筑行业迅猛发展的今天，各类注浆材料在于土木工程中起到的作用越来越大。所以需要土木工程的施工人员和技术人员加强学习注浆施工的方法，本文通过对注浆材料的研究，对注浆材料的施工要点及方法进行了详尽的总结，针对于注浆压力、浆液扩散半径和范围和浆液凝固的时间来分析注浆技术在土木工程中应用的技术要点，并对填充注浆法、渗透注浆法、压密注浆法及劈裂注浆法做了详细的总结。希望可以为技术人员和施工人员的学习提供有效的参考，为工程建设目标的建设做出有效贡献。
参考文献：
[1]马钰.浅议土木工程混凝土施工技术的应用[J].绿色环保建材，2016，10：117.
[2]杨丽.浅析建筑工程中的灌注桩后注浆施工技术[J].江西材，2016，02：82.
[3]畅文涛.土木建筑工程中注浆施工方法的实际运用探讨[J].赤峰学院学报（自然科学版），2016，08：51.
关键词：土木工程专业；国家注册工程师；模块化实践教学
土木工程是实践性极强的应用型学科，在经济建设快速发展中，面临着对能力的土木工程专业人才需求极为旺盛的局而，如何针对土木工程学科的特点制定合理的培养目标和优化教学模式；如何加强实践教学环节的改革和建设，培养出具有工程能力和创新能力的土木工程师，是目前土木工程专业本科教育需要重点研究的内容[1][3]。
一、模块化教学国内外研究现状
1、国外研究现状
模块化教育模式以“MES”和“CBE”两种流派比较具有代表性。MES（Modules of Employable Skills，模块式技能培训），是20世纪70年代初由国际劳工组织研究开发出来的以现场教学为主，以技能培训为核心的一种教学模式。它是以岗位任务为依据确定模块，以从事某种职业的实际岗位工作的完成程序为主线，可称之为“任务模块”。
2、国内研究现状
关于模块化教学体系的研究，中国科学技术大学化学与材料科学学院在课程改革中，以课程的模块化为核心特点，把知识点做成一个个模块，模块之间相互组合，从而适应不同要求、组成不同课程，解决了传统课程体系中知识点重复率高和新知识更新慢等弊端，受到科大学子广泛欢迎。目前，中国高校的诸多学科，课程体系普遍以若干课程为核心，每门课程本身自成系统，课程内部结构完整，不同课程之间知识重复率较高，这使得课程不仅量大，且新知识和交叉性知识很难融入其中。中科大化学院在改革中借鉴“剑桥模式”，组织各专业、基础课教授研究剑桥课程的内容和特点，结合学院原先的基础课程教学内容、化学学科前沿和数理基础，采用切块、重组的方法，切块列出化学基础知识点，然后将这些知识点重新分类，组成现在崭新的基础化学教学体系。以量子科学为例，过去化学专业的学生一般不要求学习量子知识，但随着学科的不断发展，越来越显现出量子科学对化学学科发展的重要性，课程模块化之后，本科生在基础课阶段就接触量子知识，学生很容易在知识的交叉融合中得到启发。试行“剑桥模式”后，每门课程学时数由原先的60至80学时，减少到20至40学时，知识重复率变低，学生自主性大大增强。
二、目前土木工程专业实践教学环节存在的问题
1、职业能力培养教育严重不足
在“大土木”教学思想的指导下，绝大多数设置土木工程专业学校都是以宽口径制定培养方案，开设的理论课程涵盖各类土木工程专业工程师应掌握的理论知识，所开设的实践项目也基本包括土木工程材料实验、施工组织课程设计、工程概预算课程设计、毕业设计、认识实习、测量实习、生产实习和毕业实习等丰富的实践项目[4][5]。但由于不少学校制定培养方案时未充分考虑科学性和系统性，就课程而课程，而不是根据专业特点来设置各课程间的相互关系以及与实践环节的衔接问题，致使专业学习体系性不足，教学目标不明确，重点不突出。
2、理论教学与实践教学，缺乏系统化、综合化及相互融合。
目前土木工程专业的培养计划，前期设置的课程大多为基础课，教学过程中偏重对知识的传授，主要教学模式是教师讲、学生听，互动式教学偏少，理论应用于实践的训练方式僵化，即使是设置了试验课时，但未能与工程实践相结合最终导致学生一是感觉基础理论知识抽象，理解和掌握困难，二是不知所学理论知识如何应用于工程实践[6][7]。这种专业基础知识教学与实践教学的小融合或不融合，难以培养学生在复杂工程现象中发现问题和处理问题的能力。
3、实践教学基地建设薄弱，实践教学缺乏深入性和实际价值。
长期以来土木工程实践教学环节（尤其是现场实习）虽然占很大比重，包括认识实习（2周）、教学实习（（4―5周），生产实习（3―4周）、毕业实习（4周）等，但由于实践基地建设薄弱，企业安排学生实习实践积极性不高。而土木工程量大、工序多且复杂、建设周期较长，如果实习时间短只能看到工程的某个局部或某个工序，很难了解工程的全过程。学生动手参加生产实践机会少，使得学生对工程项目的具体内容及施工组织管理难有深入、全面的了解，毕业后工程实践能力差，难以独立承担工程任务。
而工程实践经验和工程实际应用能力对土木工程从业者非常重要。因此，必须改变实践教学的传统观念和方式，从教学内容、教学方法和教学手段等方而深入研究和开发，构建适应培养各类土木工程师的新型实践教学体系[2]。
三、模块化实践教学体系构建基本思路
根据国家注册各类土木工程师四大核心能力要求，即会设计、能施工、懂管理、善创新，模块化实践教学体系构建的基本思路以土木工程师培养目标为基本指导，以学生为本，教学培养方法改变为手段，校企合作为突破，针对目前实践教学存在的问题，将理论教学与实践教学有机地结合，培养工程实践能力和自主创新精神。模块化实践教学体系紧扣“一个中心（工程技术应用能力的培养）”，按照“三个系统（能力结构、实现途径、保障体系）”、涵盖“四个模块（基础动手能力、专项技术能力、工程应用能力、专业综合能力）”。
1、“一个中心”是理论教学与实践教学的有机结合。
工程技术应用能力的培养是土木工程专业毕业生的一个重要培养目标。
针对该目标在理论教学过程中，体现基本理论的工程概念和应用；在实践教学中，体现基本方法所蕴涵的工程概念和原理，从而实现原理、方法、应用的有机结合，实现理论教学与实践教学的相辅相成。
2、“三个系统”是能力结构、实现途径、保障体系，贯穿学生四年的整个学习环节中，构成实践教学的核心。“三个系统”的思路针对每门课课程设计和课程试验分别设置，弥补专业教育系统性缺乏、知识体系零散的缺点。
其中能力结构是核心，作为从理论到实践教学的起点和终点，涵盖专业课学习、课程设计和毕业设计，在学生完成基础课的学习后，根据专业能力的不同分组设置。实现途径是通过各类实验课程设置，提高每门专业课和专业基础课课程试验的比重、针对性和有效性，依托于公共基础实验教学中心和学科平台实验中心，开发、改造一批综合性和设计性实验项目，在教学过程中与课程教学紧密配套[8][9]。
保障体系中，四年教学过程中分时段通过集中实践、课外实践系列感知实习提升实践教学效果。
3、“四个模块”是基础动手能力、专项技术能力、工程应用能力、专业综合能力的训练。
基础动手能力训练是第一层次，指针对某一专业技术基础进行的基本技能训练。专项技术能力训练是第二层次，指针对某一专业技术方向开展能力训练。其功能认识到学习目标，清楚地知道为什么学习各项课程、各项课程可解决那些问题，如何利用各项课程知识分析、解决工程实际问题；真正锻炼学生工程实践能力是第三个层次，通过训练独立、开放、外向型和创新意识以及专业技术应用能力，达到培养学生工程素质等土木工程师能力的目的。
实践教学“一个中心、三个系统和四个模块”的构建不是按照条块分割、学时分离而设，是按“综合一分解一再综合”的关系设计的，既符合认识的发展规律，又达到了使学生明确地认识到学习目标，清楚地知道为什么学习各项课程、各项课程可解决那些问题得目的。真正锻炼了学生工程实践能力，通过上述能力的训练，达到培养学生工程素质等土木工程师能力的目的。
四、模块化实践教学体系的运行实施
为了论证新实践教学体系的有效性，以便进一步完善，以“土木工程施工课程”为例来说明。
土木工程专业工程管理类课程（如土木工程施工技术、施工组织、合同管理、工程经济学、工程估价、工程项目管理）是土木工程专业本科生大学三年级和四年级学生必修的专业课， 它以各类建筑物或构筑物的施工技术、施工组织、合同管理、项目管理或工程经济原理为对象，研究建筑工程中各种建筑物 （ 构筑物） 和其主要工种工程施工技术和组织计划管理、项目管理、合同管理及工程经济基本规律的学科， 该类课程主要包括土木工程施工技术、施工组织、合同管理、工程经济学、工程估价、工程项目管理部分。该类课程涉及专业知识面广， 而且量多， 集技术管理、经济管理等知识为一体， 是一类理论性和实践性都非常强的课程。
过去在课堂教学过程中， 教师一般都是 “一本教科书， 一支粉笔”， 以教师为主体， 以书本为中心， 单纯的进行知识传授的教学方法。但是由于工程管理类课程自身涉及面广、综合性、实践性强的特点[10][11]。土木施工课程，一些施工工艺和施工过程、施工机械的性能及操作过程、施工器具的构造和工作状态、施工技术应用的运行过程等内容， 很难单纯用语言来讲述。如脚手架工程、砌筑工程、防水工程以及吊装工程等， 特别是桩基工程， 因为桩基种类繁多， 施工方法各异， 在课堂上讲授其施工方法时， 教师以为讲清楚了， 学生也认为已经掌握了， 但当学生到现场参观时， 才感到实际工程与从书本上了解的大不相同， 尤其是利用一些新技术、新工艺的 施工方法， 仅凭教师的讲解， 学生只是一知半解， 教学效果不佳， 教学质量上不去。
通过对土木工程专业工程管理类课程进行模块化教学体系构建，改变过去靠教师采取 “粉笔+ 黑板”的教学方式方法， 不但可以变繁琐为简单， 而且能够大大提高效率。如果这部分内容能用图片、录像等煤体资料加以演示， 能够让学生有亲手操作、亲身体验的过程，不但省时， 而且省力。特别是对一些路途较远但采用新工艺、新技术、新材料、新的管理理论，且正在实施的具有代表性的工程或管理项目， 我们教师可以到施工现场或项目所在地，跟踪收集第一手资料。
为了确保该实践教学体系的顺利运行，完善相应配套教学改革工作，其中的重点一是建立工程实例专题库；二是采用校企合作模式，与黑龙江省建工集团、黑龙江省建科院等企业建立长期实习基地合作关系；三是实验室土木工程专业的实验部分进行改革，采用开放式实验教学。
“以国家注册工程师为导向的培养计划”是个重大教育改革计划，其目标是培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的各类高质量工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。
参考文献：
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关键词：土木工程；现状分析；趋势展望
中图分类号：R-1文献标识码： A 文章编号：
土木工程建设伴随人类文明史发展，是人类与自然界做斗争的产物，也是人类作用于自然环境的重要活动。随着现代化建设的不断深入，土木工程业已经成为我国国民经济中的支柱性产业[1]。经过多年实践研究，国内土木工程领域取得璀璨成果，在结构理论、力学分析、施工技术等诸多层面都有所突破。近年来，人们对土木工程要求大幅提升，趋向于高质量、大规模、大跨度、高层的建筑，。分析国内土木工程现状，我们也看到诸多弊端，如土地资源有限、固体垃圾大量产生、生态环境破坏严重、生存空间不足等。针对上述诸多难题，为进一步提升人们生活质量，与社会经济发展相适应，有必要关注土木工程建设，展望该产业的发展趋势。
一、土木工程现状分析
现阶段，土木工程发展既存在显著成果，又存在弊端。
（一）土木工程发展成果
近年来，土木工程理论不断完善，与建筑行业相关的学科也取得研究成果，这为土木工程发展提供了坚实的理论支撑与技术支持。在工程设计方面，改变了原有按照固有经验进行设计的惯例，而是采用现代化的系统工程理论方法，考虑到土木工程经济、环境、安全等诸多因素，实现整体设计的趋利避害。在工程施工方面，建筑材料上多采用复合材料高强钢材、环保型材料等新型建筑材料，彰显它们的优越性能，从而为现代化土木工程提供坚实的物质基础。除此之外，土木工程施工工艺也不断完善，土木工程向标准化、工业化方向发展，呈现出良好的发展势头。
（二）土木工程存在弊端
当今社会，存在人口剧增、环境破坏严重、交通拥挤等诸多不利因素，土木工程建设资源日益紧张。当下高层、大跨度、复杂结构的土木工程建设趋势需要建设的物资基础，但工程建材方面仍存在缺陷，如建材弹性模量偏低、建材应用成本高、应用范围有待拓宽等。
二、土木工程未来趋势展望
对土木工程领域做深入研究，总体上呈现出如下发展趋势：
（一）理论的日益精密化
土木工程行业理论的完善不是单向的、独立进行的，而是与数学、化学、物理、微机技术等有着紧密的联系，相关人员已然认识到土木工程与上述元素间的紧密联系，促进土木工程行业理论的完善，并呈现日益精密化的发展趋势，如采用信息化技术模拟复杂施工条件，探索土木工程施工中的复杂结构，采用专业化数学知识解决工程数值难题等。
（二）所用材料实现优化
土木工程所用施工材料对安全性能、材料质量、使用寿命等都有严格要求。在当下生态型建筑理念深入人心的大背景下，如何有效解决土木工程施工材料所造成的环境污染、资源浪费、资源配置等问题，是土木工程相关人员所应深入思索的问题[2]。土木工程施工所需要的建筑材料是新型的、高新技术的，并符合生态型建筑理念，由此更适应当下可持续发展的总体要求。土木工程材料的优化主要有如下几层：
1.应用智能化混凝土
近年来，混凝土因为其具有不可取代的优势而被广泛应用于土木工程建设中，这种工程材料不但稳定性好、强度高、耐久性好，且具有高抗冻性、抗腐蚀性和抗渗性优势，正因如此，混凝土有着长远的应用前景。新型的混凝土有100年，甚至是200年的使用寿命，未来的发展趋势是，随着科技水平的不断提升，土木工程领域将应用智能化混凝土。这种智能化混凝土，能够接收到使用环境信息，并自觉做出逻辑判断，做出智能化的反应。如为满足特定土木工程需要，此种混凝土能实现保水性、流动性和粘聚性等性质的调整，从而降低建筑所受侵害，实现对受破坏部位的修补，甚至能在危险状况时发出警报。智能化混凝土是未来土木工程建设领域的关键性技术，但受材料价格昂贵的影响，其研究及使用范围较窄，土木工程市场有待进一步拓宽。
2.应用新型生态建材
随着绿色生态理念的深入，在保障土木工程质量的前提下，应用新型生态建材已是实现生态建筑和绿色建筑的重要途径。新型生态建材的发明与应用，能减少材料浪费现象，减少建筑垃圾，降低环境破坏程度，大大提升人们的居住品质。不但如此，新型生态建材也具有节能减耗的功效，能推动人类和自然间的和谐与可持续发展。土木工程发展趋势表明，可再生材料、环保材料、循环应用型材料、净化材料等将得到更为广泛的应用。
3.应用抗震性好的钢材
因为土木工程的高层、大跨度结构发展趋势，现代化土木工程建设中多采用抗震性能好的钢材，具有极厚化、高强度、低屈服比和低屈服点的优势。通过改善热处理工艺、调整材料化学成分等举措，可以生产出抗震性能良好的钢材。因为这种钢材能节约资源，提供抗震安全保障，在土木工程钢材方面具有应用趋势。
（三）信息化程度的加深
随着现代信息化技术的普及与发展，我国工业逐渐实现信息化，而这也对土木工程领域形成重要影响，随着信息化技术的不断渗透，信息化技术逐渐涵盖土木工程的全过程，既存在于土木工程的设计和施工阶段，也存在于建筑交付使用后的物业管理、安全监控、设备维护等诸多方面。利用形式多样的信息技术，如微机技术、网络技术、自动化控制技术、信息智能化处理技术等，能够实现土木工程的信息化[3]。利用信息化技术，土木工程得以不断完善，如可以实现管道空间布线优化、大型设备整体吊装、高温高压焊接控制等。随着信息化技术实践性研究的深入，展望未来土木工程的发展，信息化技术将被得到更为全面的利用。
（四）实现向多空间发展
人均建筑面积在不断缩小，因此现代化的土木工程更注重对各类资源的有效利用，并呈现出向多空间发展之势，即向高空发展，向地下发展，向沙漠、海洋和太空发展。
1.实现向高空发展
土木工程向高空发展能实现土地资源的最大化利用，世界诸多国家的城市中不断涌现摩天大楼，如迪拜塔、上海环球金融中心、金茂大厦、国家石油公司双塔大楼等。而向高空发展也成为现代化土木工程的发展趋势。
2.实现向地下发展
除却地上高空外，地下空间也可以成为土木工程的可开发建筑资源，如大中城市地铁的建设与开通就是利用地下空间的良好例子，既充分利用了地下的土地资源，又大力缓解了地上交通堵塞现象。除了地铁外，还有地下隧道、地下停车场、地下商街等诸多地下空间利用形式，甚至实现了多种利用形式的综合应用。在地下空间开发与应用过程中，卫星全球定位系统、遥感系统和地理信息系统等先进技术得到广泛应用，这更大地扩大了地下空间利用的幅度。但地下空间应用中所存在的问题也不容小视，如生态环境破坏、地层应力变化、地震荷载变化等。
3.实现向沙漠、海洋和太空发展
现代化土木工程觉不会将建筑空间仅局限于陆地，而是开始向沙漠、海洋和太空拓展。（1）利用沙漠资源
近年来，地球沙漠化趋势明显，对于世界各国而言，开发与利用沙漠资源已经成为一种必然的趋势。通过人工河、植树造林、输水管道等诸多措施，能够实现沙漠工程改造，从而顺应在土木工程中有效利用沙漠资源的有益趋势。
（2）利用海洋空间
土木工程行业领域已经存在很多利用海洋空间的成功例子，如位于阿拉伯联合酋长国首都迪拜的迪拜大厦，这座建筑建造于海上，是一座七星级的大酒店，工程宏伟而奢华，而参观迪拜大厦也成为来迪拜的游客所必做的事情。再如中国上海外滩，拓岸工程也得到了深入运作和实施。
（3）利用太空空间
为了解决人类居住资源日益减少的难题，很多国家致力于向太空发展，发射卫星或宇宙飞船，建立太空试验站，获取外太空的资料，期望未来能开发利用太空空间。
三、结论
分析土木工程发展现状，有显著成果同时也存在不容忽视的弊端，展望土木工程发展趋势，将规避自身及社会环境弊端，实现工程建设的整体优化。土木工程的发展是人类智慧的结晶，我们必须坚信，在科学进步的推动下，在全体同仁的共同努力之下，土木工程建设将实现更新高度，真正步入可持续发展的道路。
参考文献：
[1] 陆晓雷. 如何加强土木工程施工中质量的控制[J];中国科技投资;2012年 第18期
关键词：土木工程；结构；地基；加固
我国经济的快速发展，为我国房地产行业的大规模发展奠定了物质基础，与此相伴的建筑行业也得以快速发展，建筑行业中的土木工程建设项目是建筑行业的一个重要组成部门，其结构的牢固以及建筑地基的加固是土木工程建设质量的重要保证.土木工程的建设和广大人民群众的日常生活和工作有着密切的关系，它不但关系着人们的生命安全、财物安全，还和人们物质生活、精神生活的质量有着巨大的关系，在社会正常发展过程中的意义重大、深远.所以笔者在本文对土木工程建设中的结构和地基加固技术的应用进行简略的分析，为我国建筑行业的稳定发展提供理论上的保障.
1土木建设工程中地基的硬度状况
在土木工程建设中，施工地段的地基硬度的强弱程度决定了土木工程建设的质量好坏.土质不好的软性地基无法满足建筑的需要，特别是在城市超多层楼面的建设中，如果地基过于软弱，则其对房屋的支撑力非常弱小，容易出现下陷或塌方等一些意料之处的事故.当土层中的土质条件不好时，对地基的构成和加固会形成很多不稳定的因素，从而造成更多的安全隐患.软土最大的特性就是粘性非常大，那么压实软土时的可能性非常小，如果加以超强的压力，地面极有可能下陷，对地面上的建筑就会形成很多不必要的伤害，包括人员的伤亡.带有砂性土质的软土，其粘性相对来说较弱些，通过物理作用或者借助化学作用改良土质的特性，可以促进地基的加固性.但是在采取振动压实的方法对土质进行改造时，不能采用“大动作”，否则就会降低土质的强度.软土地的厚度决定了其层次性.对于浅层次性的软土只需要进行表层的处理，把地基中表层的软土全部取出来，填入另一种性质的土质，有利于地基的加固.如果地基中的软土较厚，采用此简单的“换血”方法根本起不着丝毫作用，则要采取其它的方法才能加固地基，在后文会加以详细的阐述.总而言之，对于软土地基进行处理时，要把握好软土地基的层次性，分别对待，设定不同的方案，采取不同的方法加以处理，从而增强软土地基的稳定性，提高软土地基的使用效果.在土木工程建设过程中，有时也会遇到土质较硬的土壤，也就是岩体.岩体通常分为易溶性岩体、膨胀性岩体、崩解性岩体以及盐渍性岩体.对岩体的处理不当，也会形成造成土木工程建设中土体不稳定的问题，所以土木工程施工阶段时，要对岩体的密度、毛体积密度、孔隙率、吸水的状况、抗冻性以及固体性进行分析，了解其性能之后，才能有序地安排土木工程的建设进度，以免延误土木工程的进程.
2地基加固技术在土木工程建设中的作用
因为地基具有不同的强度和硬度，所以对其采取一些人工措施具有必要性，以此来改变地基的物理特性，适应土木工程建设需要，从而保证土木工程建设的质量.在改变地基物理性质的所有人工措施中，地基加固措施是最常用、最有效的措施.只有改变了地基的物理性质，使之越来越牢固，才能确保土木工程建设的基础，土木工程在建设时才可以“高枕无忧”，不会导致一些不可设想的后患；才能确保进展如期进行的同时还能保证土木工程的建设质量.
3土木工程建设时地基加固技术的特点
在使用地基加固技术时，通常存在着下列特点：复杂性、关联性以及困难性.
3.1地基加固的复杂性
我国地域广大，南北地质存在着巨大的差异性.地质以及土壤的差异性给地基的加固增加了复杂性.我国东北地区的土壤以黑土为主、华北地区以黄土为主、华南地区多盐渍地和水洼地、西南地区以冻土为主，这些土质除了有自身的特性之后，还会受到多种外界因素———地震、洪水、泥石流的影响.这些不可预测的外界因素给地基的加固增加了很多难度，所以，在土木工程建设的整个过程中必须严格把好每一道工序的质量关，才能避免天气等复杂外界因素所造成的损失.
3.2地基加固的关联性
千里之堤，毁于蚁穴.土木工程建设的过程中，必须要注意每一个细小的操作步骤，否则就会影响到其它环节的操作过程，最终导致土木工程不能按时、按量以及高质量地完成.土木工程的建设就像多米骨诺牌一样，具有很大的关联性，只要在其中任何一个环节中出了些许小差错，则就会在整个土木工程建设中引起一系列的连锁反应，牵一发而动全身.这就要求土木工程每个环节的施工人员都必须把自己的事情务必做得完美，不能留下丝毫瑕疵，并且要考虑好如何为下一操作程序的施工人员作好各种铺垫，使每个关联点能够有序地结合和联系起来，形成一个有序的地基加固体系，从而高质量地完成整个地基加固任务.
3.3地基加固的基础性
万层大楼平地起，如果没有牢固的基石，则万层大楼就像“随风飘浮”的云层一样，随时会“云崩瓦解”.这个形象的比喻道出了地基加固的基础性，地基加固是所有土木工程建设中的重要基础，它不像土木工程建设其它环节一样，出了点小错误，可以随时加以改正.可是地基加固工程一旦完工之后，不可能把上面已初具规模的建筑体重来.由此可见，地基加固的基础性决定了地基加固的基本功必须要做扎实，才能减少无用功，才能减少地基加固的复杂性，才能降低地基加固时的难度，从而保证地基的质量和整个土木工程建设的质量.
4土木工程建设时地基加固的原因
在土木工程建设中，牢固的地基可以使土木建筑物的质量更加上乘，经久耐用.在质量差的地基上建筑土木工程，经过一段时间之后，建筑体的墙面因为无法承受上面所施加的压力可能会出现开裂，甚至会出现墙体倾斜或者是建筑物倒塌的情况.土木工程建设时需要加固地基的原因主要有：
4.1地下地表构造的未可知性
在土木工程建设中，难于掌握和控制的不是地面上的建筑体，而是地底下的根基工程.因为在地下地表构造中存在着很多不可预见的突况，在施工过程中存在的问题也难于及时发现，工程完成之后，验收的过程中也不容易检查出来，在使用一段时间之后，其安全隐患性才逐渐暴露在住户的面前，并将产生一系列的事故，造成灾难性的后果.
4.2建筑物材料的老化性
现代化的土木工程建设不像传统的建筑物，采用纯木建筑而成，而是和钢筋混凝土等材料混合使用，多种材料的混合使用，会加剧建筑材料的老化，必然会降低建筑物的使用寿命.所以，在土木工程建设之初，未雨绸缪，把地基进行加固处理，除了提高土木工程建设的质量之外，从另一角度来说，还可以增长这些建筑物的寿命.
4.3建筑物的本身存在着质量的问题
土木工程建设的不同施工单位在建筑时，由于技术力量、建筑材料等各种因素的影响，工程完工之后极有可能会出现或大或小的质量问题.所以为了避免土木工程的建设造成不必要的后果，就有必要在地基加固上下功夫，确保土木工程建设的质量.
5土木工程建设中地基加固技术的使用
土木工程建设中，地基加固工作的内容牵涉面非常广泛，地质地貌的选择、施工环境的创造、地基加固技术的使用以及地基加固材料的使用等都必须根据地基加固的质量要求作出合理的控制.从而有效地控制地基加固的整个进程，保证地基加固建设工程能够符合地基的要求.目前所使用的地基加固技术主要有：换填法、排水固结法、挤压法、化学固法以及加筋法等.
5.1换填法
这种方法在地基加固中使用的频率最多.当建筑地段的自然地质无法满足当前土木工程建设需要时，例如前文所说的粘性太强的地基，无法给它施加压力，使之更加坚实，适用于土木工程建设的需要，为此只有对此采取换填法.换填法包括换土垫层法、振冲置换法、强夯置换法、碎石桩法、石灰桩法以及EPS轻填法.例如使用换土垫层方法时，把所要置换的软土层全部挖出来，向内填充一些质地较硬的土石，与下卧层的土质形成双层地基，确保土木工程建设的质量.
5.2排水固结法
排水固结法通常由加载预压法和超载预压法组成.加载预压法适用于软土、粉土等土质中.超载预压法适用于粘性土和粉土中.这两种方法的原理基本上相同，给地基施加一定的压力，地基承受相应的压力下，密度越来越大，地基固结起来，其强度逐渐提高，为了加快地基固结的速度，满足地基上部建筑的要求，可以设置排水装置.加载预压法和超载预压法的区别在于：加载预压法和上部建筑的压力相当，而超载预压法远远超过上部建筑物的承载量.相比而言，超载预压法的效果更佳，能够有效地降低地基的次固结沉降.
5.3挤压法
该种方法通常也叫做振密挤密法，包括强夯法、振冲密实法、挤密碎石桩法以及土、灰桩法.适用于松散碎石土、砂土，低饱和度的粉土和粘性土以及地下水位以及的湿陷性黄土、杂填土、素填土等地基.强夯法是传统土木工程建设中最常用的方法，对一个重量超大的夯锤施加外力，在重力和外力的双重作用下，从很高的地方落下来，对地基产生强大的冲击力和振动力，增强地基的固结性，其密实度增加了，可以承受上部建筑物更大的压力，有效地降低地基的次固结沉降.振冲密实法是指通过振冲器的强力振动，使灌入地基的饱和材料发生变化，材料中的各个成分重新排列结合，紧密度越来越高，物质成分之间的孔隙率得以降低，地基对上部建筑物的承受能力越来越强，从而达到防止上部建筑物沉降的目的.
5.4化学固法
此种方法包括深层搅拌法和灌浆法.深层搅拌法适用于有机物较高的泥炭土或淤泥土，灌浆法适用于类软弱土或岩体土地基.深层搅拌法是一种常用的方法，把水泥、石灰等建筑材料进行搅拌之后，灌入到原地基结构当中去，与其组合成牢固的复合地基，增加地基对上部建筑物的承受力，可以有效地防止上部建筑的墙体开裂、倾斜、断裂等现象的产生.因为有些岩石地基的内部是空洞的，所以必须采用灌浆法填充，灌浆的方法有渗入灌浆法、高压灌浆法等，所用的材料不仅仅是水泥和石灰，通常还会使用其它配料.
5.5加筋法
加筋法由加筋土法、锚固法以及竖向加固体复合地基法组成.加筋土法适用于浅层软弱地基，竖向加固体复合地基法适用于深层的软弱地基，而锚固法主要是对上部建筑的边波进行加固.使用加筋土法时，必须在土体中加入能够起抗位作用的钢筋等材料，减少、抵抗或缓冲上部建筑物所施加的压力.使用锚固法时，必须使用土钉等减压材料，缓冲或减少水平方向的作用力.使用竖向加固体复合地基法时，一定要使用桩柱，在桩柱内添加各种混凝土材料，形成复合地基，提高地基的抗压力，有效地降低地基的次固结沉降.
参考文献：
〔1〕张丽.土木工程设计中结构与地基加固技术的应用研究[J].江西建材，2016（04）：56-57.
〔2〕汪伟明.土木工程中结构与地基加固技术分析[J].黑龙江科技信息，2016（06）：25-27.
1．1粘土浆材。
粘土浆材主要的成分就是黏土和亚粘土，其最大的特点就是吸水性好、粘结力强，所以稳定性较高，因为粘土和亚粘土所含水的比例不同其粘结力和稳定性也存在较大的不同，所以在我们具体的使用之前，我们可以通过不同比例的搭配来进行粘土浆材的拌合，但是这种材料的使用也存在一个明显的不足，那就是其强度在一定程度上可能达不到一些特殊部位灌浆的要求，因此，有时我们通过在粘土浆材内添加一定量的水泥来提高粘土浆材的强度和应用效果。
1．2水泥基浆材。
水泥基浆材顾名思义就是主要采取水泥搭配而成的一种灌浆材料，我们都知道水泥的种类和型号也有很多，因此，采取不同的水泥型号配合而成的水泥基浆材在性能上也存在着明显的不同，一般说来，我们最为常用的主要是硅酸盐水泥，在配置的过程中添加一定量的二水石膏的话能够更进一步的加强其应用效果，但是这种浆材也存在一个明显的不足，那就是在注入的时候容易出现稀释现象，不容易被注入。
1．3化学浆材。
化学浆材是我们常常用到的第三种浆材，相对于前两种无机浆材来说的话，化学浆材一般粘度都很低，沉淀物少，固化时间可以人为地进行调节，主要用于一些裂缝的灌注，尤其是在一些地下灌注工程中使用的最多，并且由于其不溶于水的特性使得其耐久性能极强，但是这种化学浆材价格较高，并且还具有一定的毒性，一般来说不做单独使用。
2．土木工程灌浆技术的施工要求
灌浆技术作为一种新型的施工技术，虽然能够解决很多原有的施工技术所不能够解决的问题，但是其施工要求也更为严格，一旦要求达不到的话就很容易影响施工的质量，导致灌浆技术施工的失败。
2．1灌浆的压力因素。
灌浆施工中浆材流动的主要动力来源就是我们施加的灌浆压力，所以，灌浆的压力对于整个灌浆施工来说格外重要，尤其是对于灌浆的效果影响最为重大，因此，我们需要实现规划好灌浆施工所需要施加的压力大小，在计算的过程中我们还应该充分的考虑到浆材在流动的过程中因为周围的环境因素所造成的阻力对于压力计算的影响，尤其是在不同的地质中浆材的流淌扩散的阻力也是各不相同的，另外，不同材质的浆材所需要的压力也各不相同，一般说来，化学浆材所需要的压力比其他浆材要小得多，这就更需要我们进行事先的调查研究，最终确定一个最为恰当地灌浆压力，以便达到最好的灌浆效果。
2．2扩散半径和有效的扩散距离。
灌浆施工中浆材的扩散半径和扩散距离也是需要我们关注的，这里所说的扩散距离并不是指浆材实际的扩散距离，而是指的浆材的有效扩散距离，而能够影响到浆材的扩散半径和有效扩散距离的因素主要是地层的渗透系数和压力，此外，浆材本身的一些黏性和扩散能力也能够影响到其扩散的具体状况，所以我们可以参考这些因素后采用一些公式来进行计算，最终得出浆材扩散半径和有效扩散距离的约值。
2．3浆材的凝固时间。
最后，浆材的凝固时间也是需要我们注意的，浆材的凝固时间主要是由浆材本身所决定的，但是我们可以通过往这些浆材中添加必要的凝固剂来改变其固有的凝固时间，最终使其能够按照我们实现规划好的时间进行凝固，虽然我们一般对于浆材的凝固时间没有一个苛刻的规定，但是越符合科学凝固时间凝固的浆材越能够确保土木工程灌浆的效果。
3．土木工程的灌浆施工方法
在土木工程中灌浆技术的具体方法有很多，但是总的来看可以分为堵水防渗灌浆和加固灌浆两类，但是具体细分的话就包括很多的不同方法，具体来看的话，当前常用的主要有以下三种灌浆施工方法。
3．1填充灌浆法。
填充灌浆，这种方法主要应用在一些大型的灌浆施工中，尤其是对于一些地下洞穴的灌注最为合适，效果也最好。
3．2渗透灌浆法。
渗透灌浆法主要是运用到土木工程中的一些无法大范围的改变当地的地形和地质条件，进而采取的直接把配置好的浆材灌注到我们需要填入的裂缝当中，尤其是对于深层次的裂缝最为适用，此外，在一些砂砾层中也可以采取这种方法来进行浆材的灌注。
3．3压密灌浆法。
压密灌浆法从名称我们就可以看出，这种方法主要就是通过给浆材施加一定的压力使其浓度变大，进而增大其外侧的压力，最终迫使浆材进行地底层，这种方法对于一些粘质的土层最为适用。除了上述的三种常用的灌浆施工方法之外，还有很多的方法被应用在土木工程中的各种不同的情况下，比如电动化灌浆法和劈裂灌浆法也是我们土木工程施工中常用的两种方法。
4．结束语
关键词：土木工程材料，发展趋势
0引言
随着人类文明及科学技术的发展，土木工程材料的不断进步与改善。现代土木工程中，尽管传统的土、石等材料的主导地位已逐渐被新型材料所取代。目前，水泥混凝土、钢材、钢筋混凝土已是不可替代的结构材料；新型合金、陶瓷、玻璃、有机材料及其他人工合成材料各种复合材料等在土木工程折中占有愈来愈重要的位置。
1 土木工程材料现状及要求
与以往相比，当代土木工程材料的物理力学性能也已获得明显改善，随着现代陶瓷与玻璃的性能改进，其应用范围也有明显的变化。例如水泥和混凝土的强度、耐久性及其他功能均有所改善。随着现代陶瓷与玻璃的性能改进，其应用范围与使用功能已经大大拓宽。此外，随着技术的进步，传统的应用方式也发生了较大变化现代施工技术与设备的应用也使得材料在工程中的性能表现比以往好为现代土木工程的发展奠定了良好的物质基础。尽管目前土木工程材料在品种与性能上已有很大的进步，但与人们对于其性能要求的期望值还有较大差距。首先工程中的性能表现比以往好为现代土木工程的发展奠定了良好的物质基础。尽管目前土木工程材料在品种与性能上已有很大的进步，但与人们对于其性能要求的期望值还有较大差距。
1.1 从土木工程材料的来源来看
鉴于土木工程材料的用量巨大，尤其在应用方面，经过长期使用的不断累积，单一品种或数个品种的原材料来源已不能满足其持续不断的发展的需求。尤其是历史发展到今天，以往大量采用的粘土砖瓦和木材等已经给社会的可持续发展带来了沉重的负担。论文参考网。从另一方面来看，由于人们对于各种建筑物性能的要求不断提高，传统建筑材料的性能也越来越不能满足社会发展的需求。为此，以天然材料为主要材料的时代即将结束，取而代之的将是各种人工材料，这些人工材料将会向着再生化、利废化、节能化和绿色化等方向发展。
1.2 从土木工程对材料技术性能要求的方面来看
技术性能的要求也越来越多，各种物理性能指标的要求也越来越高，从而表现为未来建筑材料的发展具有多功能和高性能的特点。具体来说就是材料向着轻质高强、多功能、良好的工艺性和优良耐久性的方向发展。
1.3 从土木工程材料应用的发展趋势来看
为满足现代土木工程结构性能和施工技术的要求，材料应用也向着工业化的方向发展。例如，水泥混凝土等结构性能向着预制化和商品化的方向发展，材料向着半成品或成品的方向延伸，材料的加工、贮存、使用、运输及其他施工技术的机械化、自动化水平不断提高，劳动强度逐渐下降。这不仅改变着材料在使用过程中的性能表现，也逐渐改变着人们对于土木工程使用的手段和观念。
2新型土木工程材料——绿色建材
土木工程材料行业对资源的利用和对环境的影响都占据着重要的位置，在产值、能耗、环保等方面都是国民经济中的大户，为了保证源源不断地为工程建设提供质量可靠的材料，避免新型材料的生产和发展对环境造成危害，因此“绿色建材”应运而生。目前正在开发的和已经开发的绿色建材和准绿色建材主要以下几种：
第一、利用废渣类物质为原料生产的建材，这类建材以废渣为原料生产砖、砌块、材板及胶凝材料，其优点是节能利废，但仍需依靠科技进步，继续研究和开发更为成熟的生产技术，使这类产品无论是成本上，还是性能方面真正能达到绿色建材标准。
第二、利用化学石膏生产的建材产品，用工业废石膏代替天然石膏，利用先进的生产工艺和技术可生产各种土木建筑材料产品。这些产品具有石膏的许多优良性能，开辟石膏建材的新来源，并且消除了化工废石膏对环境的危害，符合可持续发展战略。
第三、利用废弃的有机物生产的建材产品，以废塑料、废橡胶及废沥青等可生产多种土木工程材料，如防水材料、保温材料、道路工程材料及其他室外工程材料。这些材料消除了有机物对环境的污染，还节约了石油等资源，符合在资源可持续发展方面的基本要求。
第四、利用各种代木材料，用其他废料制造的代木材料在生产使用中不会有害人的身体健康，利用高兴技术使其成本和能耗降低，将是未来绿色建材的主要发展方向。
第五、利用来源广泛的地方材料为原料，利用高科技生产的低成本健康建材，不同的地区都可能有来源丰富、不同种类的地方材料，根据这些地方的性质和特点，利用现代技术，可生产各种性能的健康材料。如某些人造石材、水性涂料、某些复合性材料也是绿色建材的发展方向。
3 土木工程材料的发展趋向
众多现象表明进入21世纪以后，在我国甚至是全世界范围内，土木工程材料的发展应具有以下的一些趋向：
研制高性能材料，例如研制轻质、高强、高耐久性、优异装饰性和多功能的材料，以及充分利用和发挥各种材料的特性，采用复合技术，制造出具有特殊功能的复合材料。
充分利用地方材料，尽量减少天然资源，大量使用尾矿、废渣、垃圾等废弃物作为生产土木工程材料的资源，以及保护自然资源和维护生态环境的平衡。论文参考网。
节约能源，采用低能耗、无环境污染的生产技术，优先开发、生产低能耗的材料以及能降低建筑物使用能耗的节能型材料。论文参考网。
材料生产中不得使用有损人体健康的添加剂和颜料，如甲醛、铅、镉、铬及其化合物等，同时要开发对人体有益的材料，如抗菌、灭菌、除臭、除霉、防火、调温、消磁、防辐射、抗静电等。
产品可循环在再生和回收利用，无污染废弃物，以防止二次污染。
总结：总而言之，土木工程材料往往标志一个时代的特点。土木工程材料的发展的过程是随着社会生产力一起进行的，它和工程技术的进步有着不可分割的联系。工程中选材料时通过对环境的影响对后来人的影响来决定土木工程材料的好换，在未来，基于材料原有的性质的基础上，“可持续发展”将是衡量建筑工程的一把尺子。
参考文献：
[1]《土木工程材料》中国建材工业出版社 王福川著
[2]《土木工程材料》重庆大学出版社 彭小芹主编
[3]《土木工程材料》武汉理工大学出版社 陈志源、李启令主编
[4]《土木工程概论》武汉理工大学出版社 罗福午著
[5]《土木工程材料》天津大学出版社 阎西康、赵方冉、伉景富、韩龙军
【关键词】土木工程；建筑；现状；发展
当前，中国正在从事世界上最大规模的基础设施建设，在宏大的基础建设过程中，如何调整土木工程建设的脚步，使得土木工程建设出现可持续性发展的可能成为了建筑行业发展的重点内容。本文分析了我国土木工程发展现状，对土木工程可持续发展前景进行了展望，力求通过理论研究实现土木工程建设的长远发展。
1 土木工程发展现状
1.1 环境保护问题
土木工程建设的发展需要有环境工作做为支持，只有在可持续性发展的环境支持下，土木工程建设才是成功的。目前，土木工程发展过程中出现的环境问题主要是由于资源开发严重而导致的对自然资源的破坏，基础设施建设导致的绿地减少、水污染严重、工程噪音严重等。这些问题都属于工程建设过程中必须面对的问题。如何一方面加大土木工程建设的力度，另一方又保持自然环境的稳定是当前土木工程发展的关键问题。1
1.2 土木工程材料的发展
土木工程材料主要包括金属材料和非金属材料，功能分类以建筑功能材料、墙体材料、建筑结构材料三类为主。在土木工程建设过程中，这些建筑工程材料的作用十分重要，为了适应建筑需要，工程材料也在不断的变革发展。例如：采用高强度钢材的钢柱，在整体稳定方面，极限应力δu与屈服强度fy的比值δu／fy（即整体稳定系数φ），要比普通强度钢材钢柱高很多。同时能够减小构件尺寸和结构重量，相应地减少焊接工作量和焊接材料用量，减少各种涂层（防锈、防火等）的用量及其施工工作量，使得运输安装更加容易。
1.3 新资源利用
土木工程建设过程中会产生大量的建筑垃圾，这种垃圾的再次利用率较低，往往只能进行掩埋、取暖和铺路，而且利用率有限，使得土木工程建设成为当前最大资源利用的消耗项目。受世界范围内的能源危机影响，土木工程建设过程中的能源问题属于新的发展研究方向，对于土木工程建设来讲为了利用新资源必须要对建设用料进行可重复利用的开拓，保证对建筑垃圾的控制和再利用就是对资源的节约。
2 土木工程可持续发展前景
2.1 高新技术下的可持续性发展
土木工程为了进入可持续性发展的空间必须要依靠高新技术，进行土木建筑结构的健康监测，实现其可持续发展。这里所指的健康检测主要是指利用现场的无损传感技术和结构系统的特性分析包括结构的响应,以达到检测结构损伤或退化的一些变化。理想的健康监测与损伤检测方法应能在结构损伤出现的较早时期发现损伤,在传感器精度允许的情况下确定损伤的位置,估计损伤的程度,并预测出结构的未来稳定性。这种高新技术为土木工程的发展提供了良好的远景，例如：红外热像技术作为一门新兴的无损检测技术,具有非接触、大面积、响应快、测试精度高等优点,目前在土木工程领域的应用越来越广泛,从最初的建筑物外墙的检测,到建筑节能,从路面混凝土工程、受损混凝土检测到加固工程中,都有应用。红外成像无损检测技术目前可以认为是在土木工程领域最有前景的无损检测技术。
2.2 资源再利用下的可持续性发展
土木工程活动是人类作用于自然生态环境最重要的生产活动之一，工程材料的生产与使用、工程设计、工程施工、工程建成后的使用及报废后的拆除等过程均要消耗大量的能源，并不断产生废弃物，这些问题都将对生态环境产生极大影响。为了实现土木工程建设的可持续性发展就必须要实现资源的再利用，一方面减少垃圾维护，另一方面节约资源降低消耗，建设更为理想的低碳土木建设。各种工业废渣与副产物、建筑垃圾等在水泥、混凝土、墙体材料、陶瓷、砖瓦等产业中的无害化、资源化再利用技术的发展,显着提升建材行业在建设资源节约型、环境友好型社会中的地位和作用。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。在这方面我国的建筑研究已经取得了一定的成果，例如：南方科技大学在建设中将建筑废弃物综合利用,转化为多种绿色再生建材产品取得成功,这也是国内首例建筑垃圾处理制造绿色建材再利用项目。经测算,南方科大建筑废弃物采用现场处理的方法,可节约土地资源约6公顷,按建筑废弃物资源化综合利用转化率90%计算,减少天然砂石原料消耗60万立方米。从这些方面研究来看，土木工程的可持续性发展已经指日可待。2
2.3 人力资源下的可持续性发展
人才是创新发展的第一资源，没有一流的人才不可能取得一流的成果。建材行业的可持续性发展需要高层次专业人才。重视人才才能开阔视野形成全面的土木建筑工程开发和可持续性发展探索。对于土木工程建筑的人才来讲除了要具备专业建筑知识之外，还必须是综合性的建筑设计施工人才。具体来讲，土木建筑人才应该包括这样几方面的综合才能：（1）专业知识、包括自然科学基础知识、工程学的相关知识、建筑工具表达知识、社会科学类经济和自然界可持续发展管理的相关知识。（2）管理交流能力。对土木建筑而言必须要考虑到其与土木建设有关系的相关知识内容，例如：对建筑行业内的法律有一定了解，对环境、交通等知识有所涉猎，同时要有合作交流的能力，能够对本专业的管理知识与一定的掌握。（3）科学技术的研究能力。科学技术的研究能力主要包括本专业的研究能力和非专业的研究能力。首先要对本专业的工程前沿科学有探索精神，能够利用多种方法进行前沿知识的探索，形成自主学习能力，调整土木工程建设发展的技术规划和发展要求。（4）工程实践能力。土木工程建设属于实践工作内容，综合性人才必须要对土木工程项目的设计、施工等问题有一定的实践操作能力，能够在国内外的竞争过程中依靠技术力量获得成功。（5）人文素质。综合能力需要有人文素养做指导，要认清土木工程建设的未来发展趋势，有科学的认识，善用调整发展眼光，具备科学探索和开拓精神，并具有集体合作能力。
2.4 生态建材下的可持续性发展
建筑材料作为能耗高，资源消耗大，污染严重的工业产业，在改善人居住环境的同时，对人类的环境污染负有不可推卸的责任。因此，如何减轻建筑材料的环境负荷，实现建筑材料的生态化，是建筑材料可持续发展的中长期目标。生态建材的引入使得建筑材料生态化发展成为可能，同时又满足了基础建设发展的需要，满足了建筑市场对资源消耗的需求。生态建筑材料的主要功能就是能够节约资源和能源；其次是减少环境污染，避免温室效应与臭氧层的破坏；第三是容易回收和循环利用。例如：抗菌建材、空气净化建材等都在一定程度上减少了粉尘污染，矿渣岩石的放射性污染、化学建材的化学污染。水泥和墙体材料等土木建筑材料工业向生态环保型产业转型发展将重塑建材产业的社会形象，提升土木工程建设在国家经济社会可持续发展中的重要定位。
综上所述，要实现我国土木工程的可持续性发展就必须要重视高新技术、生态建材的应用，实现资源的再利用和人力资源的能动性，全面实现举世瞩目的中国土木工程可持续性发展。
参考文献
关键词：产学研；土木工程专业；应用型；创新人才；毕业设计
随着经济全球化的发展及知识经济时代的到来，创新成为推动社会科技进步与经济不断发展的决定性力量[1]。城市经济的发展、建筑工程的规模逐渐扩大及其形式功能的日新月异则要求土木工程技术也不断地发展与创新，同时也要求高校土木工程专业[2]培养大量应用型创新高等工程技术人才。毕业设计论文作为土木工程本科专业中最后的一个理论性与实践性综合的教学环节，其目的是培养学生独立分析与解决工程技术问题，最终使学生符合应用型创新工程人才的基本要求。因此，毕业设计[3,4]论文必须具有综合知识、能力与创新相结合的特点。企业、高校与科研院所[5]之间通过生产、教学和科研紧密结合，在课程教学与实践过程中有机结合企业生产实践与科研创新，可以较好地培养学生综合素质、能力以及创新能力。同时，使学生在实际毕业设计论文过程中，提升科学研究能力与团队合作精神，增强设计与参与生产实践的事业心和责任感[6]，在更好地运用综合专业知识提升毕业设计质量的同时，达到应用型创新人才的培养目标。
1创新土木工程毕业设计模式
产学研有机结合土木工程毕业设计论文的创新，就是在毕业设计与研究论文中，实现毕业设计[7]、教学与土木工程实践相结合的创新模式，提升土木工程专业学生的实践能力。土木工程产学研项目中，结合科研创新与生产实践来优化课程教学，培养土木工程学生的实习实践能力，有助于全面培养有能力的土木工程专业学生。在具体的土木工程毕业设计创新模式之中，可以优化开展实施产学研合作，有效建立健全当前土木工程教育中产学研结合教育课程评价[8]及调控机制，改变传统的土木工程教育模式。同时，也有助于实现企业、高校以及研究机构间的优势资源互补，优化培养应用型土木工程专业创新人才。
2基于产学研土木工程毕业设计的意义
利用产学研机制与应用型创新人才培养目标进行创新性土木本科毕业设计论文的选题，从工程实际与学术问题的联合创新出发，丰富与扩展课题的研究目标，将产学研科研或工程项目转化为创新型的实验项目、依据工程实际与实验模型培养学生的动手能力、扩展创新能力。同时，创新性土木本科毕业设计过程中，也可以提升学生的论文写作能力，优化学生力学模型计算能力，培养技术学术交流，扩展学生思维，具有重要创新意义。基于产学研的课程实践与毕业设计工作，能够优化提高土木工程产学研合作水平和效率，实现共赢，共同发展。创新模式，搭建土木工程产学研平台，优化服务，能够优化推进企业与高校、科研院合作，提高合作层次，有效实践产学研合作，提升土木工程毕业设计质量，发挥积极影响。而且，在土木工程专业中，其毕业设计与实际工程密切相关，使其与产学研相结合，有助于培养学生的实践能力与创新能力，也可以提升毕业设计质量，具有重要意义。
3基于产学研土木工程毕业设计创新的实现措施
3.1完善产学研结合体系
密切协调土木工程教学与后期毕业设计间的联系，基于产学研创新模式，设置课程教学与生产实践，最终为毕业设计的选题、实习与设施打下基础，增强课程试验与毕业设计等与外部生产与科研创创新等因素之间的关系，提升毕业设计质量。考察学生的知识综合应用能力，解决工程中与企业科技生产中的实际问题，从而使学生能够更好的理解工程毕业设计题目，使其能够聚精会神地投入到毕业设计中，提升学生参加土木工程毕业设计的热情。
3.2提升土木工程专业产学研基地实力
高校院系加强与地方科研生产合作，建立完善土木工程专业的产学研基地，鼓励教师参与生产实践，提升其实践指导实力，为毕业设计与论文提升工程实际的支撑，激发土木工程学生在毕业设计中的潜在能力。通过土木工程专业产学研联合的课程教学实践与毕业设计，更深层次地让学生通过融入到土木工程设计实践中。
3.3提升选题水平
创新性毕业设计论文选题工作，必须要确保选题符合土木工程专业的实际特点，切合应用型创新人才的培养目标要求，保障土木工程毕业设计的选题深度可为学生所接受，一方面避免选题简单重复的陈旧题目，适应经济与社会发展的需要；另一方面避免在毕业设计中选题过深、题目过大而脱离生产实际的情况，确保学生切实完成毕业设计工作。
3.4提高毕业设计指导质量
院系在毕业设计指导中，应细化到具体教学指导单位，根据各专业学生毕业设计的专业特点，制定适合创新模式的毕业设计论文指导细则。指导教师在学生毕业设计中，能够积极引导学生去创新思维，建立学生对毕业设计的多元文化意识，培养土木学生的工作、人际交流能力。
3.5协调毕业设计考核环节
建立基于产学研的毕业设计分阶段考核方法，首先对指导教师要求其书面陈述毕业设计课题来源、选题依据、设计论文内容、难以程度及工作量等情况，由院系讨论与考核设计选题。在此基础上，增加创新学分与创新能力的评价标准，使学生更加有积极性地投入创新能力的培养，同时，激励教师培育基于产学研等的创新课程与毕业设计的实践，给予相应的政策支持。基于产学研的毕业设计论文实施过程，可以根据实际情况，适当的调节增加实践环节的考核，以保证毕业设计的质量提升。
4产学研创新毕业设计论文案例探索
盐城工学院土木工程学院依据江苏省特色专业和国家特色专业建设点，逐步推行创新教学与科技管理体制改革，努力提高科技水平，走产学研相结合的道路，积极为地方社会经济服务，承担了大量的企业科技开发项目。土木工程学院在基于产学研的教学与毕业设计改革上，利用校企协同育人平台，引入企业深度参与教学实践，开发了“企业文化、建筑工业化技术、施工安全管理、现代施工关键技术、建筑信息化技术、绿色建筑技术、建筑设备工程”等校企网络课程。进一步，加强教学方法改革，利用校企网络共享络课程，鼓励开展学生主动学习、研究性学习与合作性学习；对“土木工程测量、土木工程材料与工程结构测试技术训练”等课程实施以能力考核为主的考核方式改革，为切实完成实践课程培养目标与创新性毕业设计论文工作提供有力保障。学院教师团队目前承担的产学研项目，紧密结合土木工程教学与企业生产实践科技问题，为培养应用型创新人才进行卓有成效的探索。笔者所在的课题组，目前承担“深大基坑开挖施工对工程桩的影响及其检测关键技术研究”产学研项目，旨在结合教学与工程实践科技创新的同时，进行土木工程创新毕业设计与应用型创新人才的培养等探索工作。在教学中，针对盐城多河地区特点，分析深大基坑开挖的设计、施工与环境影响特点，将工程难点问题引入课堂与试验及实习实践。对深大基坑开挖回弹引起的桩基承载形状变化等问题，在“桩基工程”课程的设计与施工检测等课程中，进行针对性的分析，充分调动学生的学习兴趣，利用课程试验与产学研课题研究试验有机的结合，引导学生参与科研试验研究，为创新性毕业设计提供知识能力的积累。在此基础上，进行基于产学研的毕业设计论文工作，根据学生情况并结合项目特点，毕业设计选题有“先锋岛三期多面临河深大基坑的设计与施工”“盐城多河地区的基坑支护形式与插入深度研究”“深大基坑开挖条件下的工程桩承载力计算”“深大基坑开挖坑底回弹与桩基承载计算与检测”“临河高层建筑深大地下室基础设计与施工方案”等，创新了土木工程毕业设计论文的形式，并推动了工程生产实践与企业的技术创新等工作。
5结语
在土木工程教学、试验实践及毕业设计的各阶段，基于产学研联合研究项目改革教学方法与毕业设计选题及实施，促进土木工程本科毕业设计论文的创新与实践，使学生在毕业设计阶段直接接触到工程实例与企业技术创新实践，可有效保证学生完成土木工程专业的教育培养计划，培养学生的专业创新能力，为完成土木工程应用型创新人才的培养目标发挥重大作用。
参考文献
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