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[摘要]本文论述了土木工程的涵义、现状及未来的发展趋势。
[关键词]土木工程现状发展趋势
中图分类号：S8-1 文献标识码：S 文章编号：1009―914X（2013）31―0168―01
引言
纵观人类文明史，土木工程建设在和自然斗争中不断地前进和发展。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。
一、土木工程的涵义
土木工程是指建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。土木工程的含义可从两方面去理解。一层含义是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施，如建筑工程、公路与城市道路工程、局坝水电和水利工程、铁路工程、桥梁工程、隧道工程、地下空间开发利用工程等。另一层含义是指为了建造工程设施应用材料、工程设备在土地上所进行的勘察、设计、施工等工程技术活动。经过多年的发展，目前土木工程的实践和研究己取得显著成就，无论是结构的力学分析，还是结构设计的理论和方法以及结构的施工手段，都有了非常大的突破；特别是近若干年，在高层、大跨结构和钢结构方面成绩尤其惊人。但展望未来，土木工程领域中仍然有许多课题需要我们进一步探讨。
二、土木工程的发展现状
我国的土木工程建设从20世纪50年代起一直没有停过，且发展很快，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。
三、土木工程的发展趋势
（一）高性能材料的发展
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／mm2以上的钢材列人了规范；如何合理利用高强度钢也是一个重要的研究课题。高性能混凝土及其它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。
（二）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实际情况，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。
（三）环境工程
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。
（四）建筑工业化
建筑长期以来停留在以手工操作为主的小生产方式上。解放后大规模的经济建设推动了建筑业机械化的进程，特别是在重点工程建设和大城市中有一定程度的发展，但是总的来说落后于其他工业部门，所以建筑业的工业化是我国建筑业发展的必然趋势。要正确理解建筑产品标准化和多样化的关系，尽量实现标准化生产；要建立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，同时还要不断推进新材料、新工艺的使用。
（五）空间站、海底建筑、地下建筑
早在1984年，美籍华裔林铜柱博士就提出了一个大胆的设想，即在月球上利用它上面的岩石生产水泥并预制混凝土构件来组装太空试验站。这也表明土木工程的活动场所在不久的将来可能超出地球的范围。随着地上空间的减少，人类把注意力也越来越多地转移到地下空间，21世纪的土木工程将包括海底的世界。实际上东京地铁已达地下三层：除在青函海底隧道的中部设置了车站外，还建设了博物馆。
（六）结构形式
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。
（七）新能源和能源多极化
能源问题是当前世界各国极为关注的问题，寻找新的替代能源和能源多极化的要求是21世纪人类必须解决的重大课题。这也对土木工程提出了新的要求，应当予以足够的重视。
此外，由于我国是一个发展中国家，经济还不发达，基础设施还远远不能满足人民生活和国民经济可持续发展的要求，所以在基本建设方面还有许多工作要做。并且在土木工程的各项专业活动中，都应考虑可持续发展。这些专业活动包括：建筑物、公路、铁路、桥梁、机场等工程的建设，海洋、水、能源的利用以及废弃物的处理等。
参考文献
[1] 段树金.土木工程概论[M].北京：中国铁道出版社，2005.
[2] 刘西拉 等.关于我国工程建设技术发展的战略思考[J].土木工程学报版，2005.12，38（12）.
[3] 孙世国. 21世纪土木工程发展趋势刍议[J].北方工业大学学报，2002.9，14（3）.
（上接第211页）
电机的启动电流一般为2倍左右的额定电流，最大时仅可能达到3倍以下的额定电流，电机的电流即为变频器的输出电流。比如说启动频率为5Hz时，此时变频器的输入电流为：
因此，电机侧电流比较小，有效保护电机；同时，变频器网侧电流非常小，对电网冲击非常小。而直接启动不仅启动电流大，对电机有损害，同时对电网冲击也非常大。
（3）对机械系统的冲击。
由于变频系统启动为“S”型曲线，加速度曲线平滑，启动及运行过程平衡，对机械系统冲击非常小。
而直接启动对机械系统冲击非常大，皮带接头、卡子、托辊、架子等容易造成损坏，不但增加维修费用，还因此造成停产而使矿上增大损失。
（4）重载启动。
在系统处于重载时，直接启动可能会无法启动，即使能启动起来电流也非常大，对电网冲击很大。
采用变频驱动的时候，在0.5Hz的时候即可达到2倍的额定转矩，能够实现重载启动，且启动电流比较小，对电网几乎没有冲击。
（5）功率平衡。
对于多机驱动的带式输送机，由于滚筒直径、减速机减速比、电机转速、滚筒围包角等等数据的不同，多台电机出力不可能平衡。直接启动时这种不平衡是通过维护工调节液力耦合器来进行调节的，无法实现真正意义上的自动调节，而变频器调速系统可以实现自动功率平衡，更好地解决功率平衡。
（6）功率因数。
直接启动系统其效率较低，功率因数也很低，功率因数一般为0.8以下，采用变频调速系统功率因数可以达到0.95以上，减少系统的无功。
4、效益分析
（1）解决了胶带输送机运输过程中的负力问题，能量回馈电网，达到很好的节能效果。
（2）解决了胶带输送机运行过程中的速度失控问题，实现了胶带输送机运行全过程的起、制动和速度控制，保证了设备的正常运行。
（3）解决了机械系统及电气系统的冲击问题，延长了设备的使用寿命。
（4）顺滑的无级调速特性使胶带机起动及停止过程非常平稳，减少了皮带窜动、跑偏、洒煤等现象，保障了生产正常进行，减少了工人劳动强度。
5、结语
在南翼采区下运胶带输送机制动系统中成功应用矿用隔爆兼本质安全型四象限变频调整装置实现胶带机的制动，可以提供过流、过压、欠压、过热和缺相等多种保护功能，采用自封闭式强制水循环冷却+风冷的散热方式，解决了大功率元件的散热问题，延长了设备的使用寿命，有效解决了胶带输送机运输过程中的负力问题，能量回馈电网，达到很好的节能效果，值得推广。
参考文献
[1] 白晓满.6 kV 变频调速装置在带式输送机的应用[J ]．煤炭科学技术，2007（10）.
[2] 张更业.变频器调速驱动系统在煤矿胶带机输送系统中的应用[J ].工矿自动化，2007（02）.
[关键词]土木工程现状发展趋势
中图分类号：S8-1 文献标识码：S 文章编号：1009―914X（2013）31―0168―01
引言
纵观人类文明史，土木工程建设在和自然斗争中不断地前进和发展。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。
一、土木工程的涵义
土木工程是指建造各类工程设施的科学、技术和工程的总称。土木工程的含义可从两方面去理解。一层含义是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施，如建筑工程、公路与城市道路工程、局坝水电和水利工程、铁路工程、桥梁工程、隧道工程、地下空间开发利用工程等。另一层含义是指为了建造工程设施应用材料、工程设备在土地上所进行的勘察、设计、施工等工程技术活动。经过多年的发展，目前土木工程的实践和研究己取得显著成就，无论是结构的力学分析，还是结构设计的理论和方法以及结构的施工手段，都有了非常大的突破；特别是近若干年，在高层、大跨结构和钢结构方面成绩尤其惊人。但展望未来，土木工程领域中仍然有许多课题需要我们进一步探讨。
二、土木工程的发展现状
我国的土木工程建设从20世纪50年代起一直没有停过，且发展很快，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。
三、土木工程的发展趋势
（一）高性能材料的发展
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／mm2以上的钢材列人了规范；如何合理利用高强度钢也是一个重要的研究课题。高性能混凝土及其它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。
（二）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实际情况，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。
（三）环境工程
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。
（四）建筑工业化
建筑长期以来停留在以手工操作为主的小生产方式上。解放后大规模的经济建设推动了建筑业机械化的进程，特别是在重点工程建设和大城市中有一定程度的发展，但是总的来说落后于其他工业部门，所以建筑业的工业化是我国建筑业发展的必然趋势。要正确理解建筑产品标准化和多样化的关系，尽量实现标准化生产；要建立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，同时还要不断推进新材料、新工艺的使用。
（五）空间站、海底建筑、地下建筑
早在1984年，美籍华裔林铜柱博士就提出了一个大胆的设想，即在月球上利用它上面的岩石生产水泥并预制混凝土构件来组装太空试验站。这也表明土木工程的活动场所在不久的将来可能超出地球的范围。随着地上空间的减少，人类把注意力也越来越多地转移到地下空间，21世纪的土木工程将包括海底的世界。实际上东京地铁已达地下三层：除在青函海底隧道的中部设置了车站外，还建设了博物馆。
（六）结构形式
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。
（七）新能源和能源多极化
能源问题是当前世界各国极为关注的问题，寻找新的替代能源和能源多极化的要求是21世纪人类必须解决的重大课题。这也对土木工程提出了新的要求，应当予以足够的重视。
此外，由于我国是一个发展中国家，经济还不发达，基础设施还远远不能满足人民生活和国民经济可持续发展的要求，所以在基本建设方面还有许多工作要做。并且在土木工程的各项专业活动中，都应考虑可持续发展。这些专业活动包括：建筑物、公路、铁路、桥梁、机场等工程的建设，海洋、水、能源的利用以及废弃物的处理等。
参考文献
[1] 段树金.土木工程概论[M].北京：中国铁道出版社，2005.
[2] 刘西拉 等.关于我国工程建设技术发展的战略思考[J].土木工程学报版，2005.12，38（12）.
[3] 孙世国. 21世纪土木工程发展趋势刍议[J].北方工业大学学报，2002.9，14（3）.
（上接第211页）
电机的启动电流一般为2倍左右的额定电流，最大时仅可能达到3倍以下的额定电流，电机的电流即为变频器的输出电流。比如说启动频率为5Hz时，此时变频器的输入电流为：
因此，电机侧电流比较小，有效保护电机；同时，变频器网侧电流非常小，对电网冲击非常小。而直接启动不仅启动电流大，对电机有损害，同时对电网冲击也非常大。
（3）对机械系统的冲击。
由于变频系统启动为“S”型曲线，加速度曲线平滑，启动及运行过程平衡，对机械系统冲击非常小。
而直接启动对机械系统冲击非常大，皮带接头、卡子、托辊、架子等容易造成损坏，不但增加维修费用，还因此造成停产而使矿上增大损失。
（4）重载启动。
在系统处于重载时，直接启动可能会无法启动，即使能启动起来电流也非常大，对电网冲击很大。
采用变频驱动的时候，在0.5Hz的时候即可达到2倍的额定转矩，能够实现重载启动，且启动电流比较小，对电网几乎没有冲击。
（5）功率平衡。
对于多机驱动的带式输送机，由于滚筒直径、减速机减速比、电机转速、滚筒围包角等等数据的不同，多台电机出力不可能平衡。直接启动时这种不平衡是通过维护工调节液力耦合器来进行调节的，无法实现真正意义上的自动调节，而变频器调速系统可以实现自动功率平衡，更好地解决功率平衡。
（6）功率因数。
直接启动系统其效率较低，功率因数也很低，功率因数一般为0.8以下，采用变频调速系统功率因数可以达到0.95以上，减少系统的无功。
4、效益分析
（1）解决了胶带输送机运输过程中的负力问题，能量回馈电网，达到很好的节能效果。
（2）解决了胶带输送机运行过程中的速度失控问题，实现了胶带输送机运行全过程的起、制动和速度控制，保证了设备的正常运行。
（3）解决了机械系统及电气系统的冲击问题，延长了设备的使用寿命。
（4）顺滑的无级调速特性使胶带机起动及停止过程非常平稳，减少了皮带窜动、跑偏、洒煤等现象，保障了生产正常进行，减少了工人劳动强度。
5、结语
在南翼采区下运胶带输送机制动系统中成功应用矿用隔爆兼本质安全型四象限变频调整装置实现胶带机的制动，可以提供过流、过压、欠压、过热和缺相等多种保护功能，采用自封闭式强制水循环冷却+风冷的散热方式，解决了大功率元件的散热问题，延长了设备的使用寿命，有效解决了胶带输送机运输过程中的负力问题，能量回馈电网，达到很好的节能效果，值得推广。
参考文献
[1] 白晓满.6 kV 变频调速装置在带式输送机的应用[J ]．煤炭科学技术，2007（10）.
[2] 张更业.变频器调速驱动系统在煤矿胶带机输送系统中的应用[J ].工矿自动化，2007（02）.