新型材料在土木工程中的实际应用

土木工程技术在我国的应用可以追溯到很久以前,现代土木工程技术是伴随现代化建设而发展的.土木工程功能化,交通高速化,城市建设立体化,综合改善人居环境已成为现代土木工程的特征.改革开放以后,我国土木工程建设得到飞速发展.尤其在近年来,发展极为迅猛,几乎整个中国成了一个大的建设工地.新的高楼大厦、展览中心、铁路、公路、桥梁、港口航道及大型水利工程在祖国各地如雨后春笋般地涌现,新结构、新材料、新技术大力研究、开发和应用.发展之快,数量之巨,令世界各国惊叹不已：但是,自改革开放以来,我国城市发展进入了一个崭新的阶段,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,单是不难看出,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.

在我国的现代化建设中,土木工程业越来越成为国民经济发展的支柱产业.同时,随着社会和科技的发展,建筑物的规模、功能、造型和相应的建筑技术越来越大型化、复杂化和多样化.所采用的新材料、新设备、新的结构技术和施工技术日新月异,节能技术、信息控制技术、生态技术等日益与建筑相结合.建筑业和建筑物本身正在成为许多新技术的复合载体.而超高层和超大跨度建筑、特大跨度桥梁及作为大型复杂结构核心的现代结构技术则成为代表一个国家建筑科学技术发展水平的重要标志.所有这一切都说明在土木工程中越来越体现了技术与创新的作用,谁能在世纪之交把握住土木工程学科的发展趋势,谁就能在知识经济时创土木工程学科的新纪元.不难看出,我国科技和经济快速发展的形势,为我国土木工程建设的发展.创造了良好的环境和机遇.为了更好的解决.我国木土工程建设过程中的问题和抓住良好的发展机遇.我国木土工程建设,在不断,采用新技术,开发新材料并积极开拓新的开发空间.在这种情形下,我国的木土工程建设也呈现出新的发展趋势.

首先,就是在空间上的开发.伴随着我国城市化进程的加快.城市建设快速发展,城市规模不断扩大.城市人口急剧膨胀,许多城市不同程度上出现了用地紧张、生存空间拥挤、交通堵塞、基础设施落后、生态失衡和环境恶化等问题,被称之为“城市病”,给人类居住带来了很大的影响,也制约了经济和社会的进一步发展,成为现代城市可持续发展的障碍..为解决这些为题,我国的木土工程建设逐渐向高空和地下发展,以开拓更大的生存和生活空间.作为城市发展的产物之一,高层建筑物不仅在数量上越来越多,而且在高度上也越来越高,与地面高空发展相对应.地面下基坑开挖的深度越来越大.据初步统计,我国已建成2O层以上高层建筑物100oo多栋,超过lOOm的高楼有500多栋,20Om以上的高层建筑5O多栋,有2O多栋超过300m.地下空间的开发也有着巨大的吸引力.原因在于目前我国城市地下空间开发不需要支付或支付很少土地费用.城市地下空间是一个十分巨大而丰富的空间资源,如果得到合理开发,其节省土地资源的效果是十分明显的,另外工程实践也表明.地下空间开发在我国一些大城市特别是沿海城市条件已基本成熟,而且是现代城市开发的必然趋势.目前,在一些城市,如西安,郑州.正在进行“地铁”建设.这不仅可以解决交通堵塞问题也有利于构建节约型社会.

其次,就是新材料的使用.钢材将朝着高强、具有良好的塑性,韧性和可焊性方向发展.日本、美国、俄罗斯等国家已经把屈服点为700N/mm：以上的钢材列入了规范；如何合理利用高强度钢也是一个重要的研究课题.高性能混凝土及其他复合材料也将向着轻质、高强、良好的韧性和工作性方面发展.高轻质材料的出现,比如比钢质量更轻但是性能却更好的铝合金的使用以及镁合金和玻璃纤维增强塑料的使用等,为现代土木工程建设的新趋势提供了材料基础.具体体现,就是超高建筑和超大型工程的修建.如对马海峡的地下隧道工程、白令海峡的填筑等也是世界上酝酿中的超大型工程.2008年的北京奥运会,所需要修建大量的体育场馆,也为北京及周边地区的城市建设就是以新材料的使用为基础的大型土木工程建设.

再次,就是新技术的应用.首先是计算机应用.随着计算机的应用普及和结构计算理论日益完善,计算结果将更能反映世纪情况.从而更能充分发挥材料的性能并保证结构的安全.人们将会设计出更为优化的方案进行土木工程建设,以缩短工期、提高经济效益.其次,由计算机技术和力学的结合产生的新的计算理论和计算手段和新材料的结合.计算理论和计算手段的进步以及新材料新工艺的出现,为结构形式的革新提供了有利条件.空间结构将得到更广泛的应用；不同受力形式的结构融为一体.结构形式将更趋于合理和安全.再次,就是新管理技术和运营方式的采用.我国土木工程建设行业.一改以往的的以手工操作为主的小生产方式.开始采用股份公司制甚至形成了大规模的集团公司.建立了适应社会化大生产方式的科学管理体制.采用专业化、联合化、区域化的施工组织形式.从而可以集中更大力量进行土木工程建设,并在市场运营中取得了良好的效果.但是不难看出.在管理和运营方式上,还有不太合理的成分.所以新管理技术和运营方式的采用仍将是我国土木工程建设发展的一个重要方面.最后是新理念在我国土木工程建设过程中发挥了越来越重要的作用.目前又因资源开发、民用建筑、市政工程建设、风沙侵蚀等人为或自然界的影响,大量耕地被破坏,人均占有土地逐年减少.因此,环境问题特别是气候变异的影响将越来越受到重视,土木工程与环境工程融为一体.城市综合症、海水上升、水污染、沙漠化等问题与人类的生存发展密切相关.又无一不与土木工程有关.较大工程建成后对环境的影响乃至建设过程中的振动、噪声等都将成为土木工程师必须考虑的问题.所以,集约化发展和和谐发展将是我国土木工程建设发展的一个重要的趋势.

“科学技术是第一生产力”,土木工程新技术的开发与应用在我们切身经历的施工过程中感受到了其带来的合理、高效.促进了现代土木工程技术的发展.作为工程技术人员和工程硕士,我们有理由和义务在今后的施工过程中开发和应用各种土木工程新技.