1 土木工程的历史发展.pdfVIP

1土木工程的历史发展--第1页

1土木工程的历史发展

土木工程的起源几乎是和人类文明的发展同步产生。远古人类利用树枝，岩石，泥土等材料

构筑巢穴或者为掩埋死者而建造墓穴，这些都可以认为是土木工程的雏形。随着社会生产力

的提高和第一次社会分工的完成，在氏族社会中，土木工程已经有了相当的发展水平了。

在以后的奴隶社会和封建社会中，土木工程发展得相当缓慢。工程技术的传承主要是以经验

的形式进行，长期徘徊在一个较低的水平上。没有或者只有很少的专门的机械工具可以使用，

所使用的材料主要是来自天然的木材，石料。（特别的，古代希腊也使用过一种由火山灰构

成的天然混凝土构建圣庙和引水渠。）大型的工程主要依靠的是数目巨大的劳动力投入。代

表工程建设最高水平的一般也是国家组织修筑的公用设施和宫殿等大型建筑。据记载，秦始

皇驱使了数十万的民工修筑长城和陵墓，而参与埃及金字塔修建的民工也多达20万。这些

古代的宏伟土木建筑今天都成了文明的标志。

自然科学的发展大大加速了土木工程发展速度，力学和数学的发展使得土木工程由定性的经

验主义的年代进入了定量的科学分析的年代。成为系统的，正式的科学。在这一时期，土木

工程所采用的材料也由木，石等天然材料过度到混凝土，钢材，玻璃，工程塑料等人工材料。

这些材料相对以往的木石材料，具有更好的物理性能。这同时也推动了新的结构理论的突破。

在古代也有众多的为数不少的著名工匠，但是他们不能称之为工程师，他们只是以一种经验

和直觉知道工程实践的实施，并没有可靠的理论依据，也不曾从实践经验中总结出什么理论

来。现代意义上的工程师直到18世纪才在欧洲出现。更晚一些，由于着重方向的不同，又

分化为土木工程师和建筑工程师。土木工程师在发展过程中进一步的分工。现代意义的工程

师的出现是土木工程发展的一个里程碑。1

2土木工程的现状

土木工程发展到今天已经成为了一门综合集成的学科。具有详细的分工和成熟的制度。和比

较完备的理论体系。自然科学和社会经济的飞速发展为土木工程的发展提供了丰富的理论武

器和专门设备。也拓展了土木工程的范围。社会信息化的进步让工程师们的经验可以更加容

易的保存，交流和传承。经验的大量积累也为理论的突破创造了条件。

2.1理论发展

2.1.1基础理论

现代的土木工程已经是一个多学科交叉的综合，相关的自然科学和社会科学学科的进步都会

对土木工程的发展产生影响。作为土木工程理论的一个支柱，力学在19-20世纪取得了巨大

的发展。由于实际需要的推动，力学发展出许多小的门类，如弹性力学，损伤力学等，都服

务于土木工程。现在的理论力学已经达到了一个相当成熟的境界。数学工具和计算机技术的

发展也使得一些以前无法分析的问题可以为工程师们所掌握。本时间初，随着边界层理论的

发展，流体力学逐渐发展，并在此基础上发展出了湍流理论。固体力学也有很大的发展，对

土木工程有直接作用的断裂力学的发生使得工程师们可以比较可靠的估计建筑物的强度和

可靠性。这一发展改变了设计的观念。大大推动了结构研究的发展。2预应力理论的提出标

志着力学理论进入了一个新时期。另一方面，有限元分析等新的数学分析方法在计算机技术

的支持下迅速发展，拓宽了工程师的研究对象，使得工程师们能够把握更加复杂的系统。数

学工具的发展不但作用在结构分析计算上，也体现在优化设计当中。概率与数例统计的应用

完善了各种结构物的计算。材料科学的发展为土木工程带来了广阔的发展空间，新的工程材

料，如碳纤维，高强度混凝土，高分子复合材料等加入到土木工程的应用中来，为工程师提

1土木工程的历史发展--第1页

1土木工程的历史发展--第2页

供了更多的选择。

2.1.2空间结构

材料和施工技术的进步必然推动结构理论的进步，现实需要也起到了很大的作用，20世纪

大工业的发展对结构提出了很