我与土木工程论文

土木工程——一个平实而又重要的学科 国务院学位委员会在学科简介中为土木工程所下的定义是：“土木工程(civil engineering)是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指工程建设的对象，即建造在地上、地下、水中的各种工程设施，也指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等专业技术。”土木工程是一个专业覆盖面极广的一级学科。 英语中“civil”一词的意义是民间的和民用的。“civil engineering”一词最初是对应于军事工程(military engineering)而诞生的，它是指除了服务于战争设施以外的一切为了生活和生产所需要的民用工程设施的总称，后来这个界定就不那么明确了。按照学科划分，地下防护工程、航天发射塔架等设施也都属于土木工程的范畴。 土木工程的平实性和重要性首先在于它是国家的基础产业和支柱产业，是开发和吸纳我国劳动力资源的一个重要平台，由于它投入大、带动的行业多，对国民经济的消长具有举足轻重的作用。改革开放后我国国民经济的持续高涨，土建行业的贡献率达到l／3，近年来我国固定资产的投入接近甚至超过GDP总量的50％，其中绝大多数都与土建行业有关。随着城市化的发展，这一趋势还将继续呈现增长的势头。 相对于机械工程等传统学科而言，土木工程诞生得更早，其发展及演变历史更为古老。同时，它又是一个生命力极强的学科，它强大的生命力源于人类生活乃至生存对它的依赖，甚至可以毫不夸张地说，只要有人类存在，土木工程就有着强大的社会需求和广阔的发展空间。随着技术的进步和时代的发展，土木工程不断注入新鲜血液，显示出勃勃生机。其中工程材料的变革和力学理论的发展起着最为重要的推动作用。 土木工程的发展史应该首先讨论古代土木工程，上溯可以从公元前50世纪左右的西安半坡村遗址、公元前26世纪的埃及金字塔、公元前3世纪的都江堰一直延伸到中世纪以后意大利文艺复兴时期(15世纪～16世纪)的比萨斜塔、巴黎圣母院、佛罗伦萨教堂等著名的土木建筑工程。这是土木工程发展史上一段悠久而又辉煌的时期. 18世纪下半叶以瓦特发明蒸汽机为标志的产业革命带动了近代土木工程的发展，1824年英国人J．阿斯普汀发明了波特兰水泥，1856年转炉炼钢成功，为土木工程提供了充分而坚实的物质基础。 二战后，随着世界经济的复苏，各国都大量投资于各种基础设施。欧洲、美国和日本的高速公路，德国莱茵河和法国塞纳河上的许多斜拉桥，欧、美、日等许多大城市高层建筑和地铁的发展，大跨飞机库、体育馆、航空港站、核电站，以及由日本和丹麦两个岛国从20世纪60年代起率先启动的跨海工程，如海底隧道和跨海大桥纷纷兴建，构成了现代土木工程的辉煌时期。 现代土木工程早已不是传统意义上的砖瓦灰砂石，而是由新理论、新材料、新技术、新方法武装起来的为众多领域和行业不可缺少的大型综合性学科，是一个古老而又年轻的学科。综上所述：土木工程是一个历史悠久、生命力强、投入巨大，对国民经济具有拉动作用，专业覆盖面和行业涉及面极广的平实而又重要的一级学科和大型综合性产业。 希望对你有帮助~ 知道 举手之劳团队 队长：晓斌

随着现代社会的不断地发展进步，我国土木工程建设的发展步伐也不断加快， 为改善人们生活做出了极大的贡献。下面是由我整理的土木工程最新技术论文，谢谢你的阅读。

土木工程中的虚拟现实技术

摘 要：虚拟现实技术是一项集成性极高的高新信息技术，本文通过对VR技术的讨论 分析 了VR技术土木工程中的 应用 ，指出VR技术必将在土木工程中发挥越来越重要的作用。

关键词：虚拟现实技术 土木工程 可视化 计算

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(Virtual Reality, 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。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.[N]. 科技 日报.1997年6月23日.

[2] 沈金良.虚拟现实技术在工程设计中的应用[J].科技交流，2004，(3).

[3] 谢行浩.建筑工程系统仿真[M].北京：科学出版社，2001. 25- 37.

[4] 张金序.施工技术[J].多媒体技术在建筑工程投标中的应用.Vol. 31 No. 12. 24

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哥们，我也要啊

一、我对土木工程的认识过程 说实在的，在高考成绩出来之前，我从来没想过也没想到土木竞会成为我未来的职业。我厌恶官场的肮脏污秽勾心斗角卑劣无耻，也惧怕商海的惊涛骇浪与危机四伏。因此我不会去从政，也无能去经商。因为学习好，成绩 几高，老师夸，同学捧，所以总是感觉飘飘的，自以为聪明得很。自然而然地喜欢把自己的未来规划到天上，想当科学家，想入中科院，想拿中国首届诺贝尔奖，……总之一切好事都被我想遍了，就是没想到土木上来，--也许潜意识里已经想过了，土：土气的土；木：木讷的木，因此立马就否定了它。 高考成绩替我选择了土木。因为成绩不低，进了西安科技大学；因为成绩也不高，进不了生物、计算机、建筑等"红炽状态"的专业，但进得了土木，--于是，我来到了西安科技大学土木工程系。 然后是开课、选课、上课，上微积分、上线代、上制图、上英语、上体育、上这些和土木实联性几乎为零的基础平台课，但我对土木的认识并非没有进展。一次一位计算机系的师兄对我说，你选土木真是选对了，就应该做宏大的事情，不像我们研究些小里小气的玩意。又一次与一游客闲扯，说到我是土木的，他居然叹道：哇噻，那可是西科最好的系。我不知道土木系是不是西科最好的系，但自己的系受到了赞美，我心中总是高兴的。我又开始认真地接受了土木工程专业。 但我对土木的理解依旧是依稀而朦胧的，这种依稀而朦胧的状态一直持续到第九周。也就是说，直到土木工程概论开课了，我才第一次理性地认识了土木，尽管是粗浅的，却是真切的。 我知道了这是一项伟大的事业，它和人民的衣食住行息息相关，它和国家的开发建设息息相关，它和民族的兴起强盛息息相关。"安得广厦千万间，大庇天下塞士俱欢颜"是土木的呼唤，"危楼高百尺，手可摘星辰"是对土木的惊叹，"长桥卧波，未云何龙？复道行空，不济何虹？"更是对宏大的土木工程阿房宫的真心感慨。有人说，房子盖得好，建筑工程师名声远扬；房子盖得糟，土木工程师臭名昭著。是啊，我们是幕后英雄，可这又有什么关系呢？没有土木工程师的付出，再华美的外观设计也只是绣花枕头，花拳绣腿，住不得，用不得。所以做幕后英雄，我愿意。 于是我爱上了土木工程。 二、我认识的土木工程 它是一项传统的工程。古老得不知该从何处去找寻它的渊源，大概从人类诞生的那一天起，它就开始陪伴人类走过蒙昧，走向文明，而它也就是在人类的进货中被完善，被发展。从最初的洞穴到秦砖汉瓦，到气派的皇宫，再到现代的高楼大厦，……历史记载着它的成长，而历史也正因为记载了它的成长而更加精彩。国外神秘的埃及金字塔，古老的帕特农神庙，雄伟的古罗巴斗兽场，庄严的圣索菲亚大教堂，奇怪的比萨斜塔……国内千年赵州桥，京杭大运河，四川都江堰，咸阳交通网，应县古木塔，还有旷古绝今的万里长城。古老的土木工程，是劳动人民智慧的结晶，是极其宝贵的文化遗产，更是难得一见的艺术珍品，它造福前人，泽被后世，对推动历史的发展与人类的进步，立下了赫赫大功。 它是一个年轻的事业。它的体内蕴藏着青春的活力，它的体外散发着蓬勃的朝气。它古老但并不衰老，新兴的科技给它注入了新鲜的血液，使它有了更迅猛的发展速度，更广阔的发展空间，更巨大的发展潜力。艾菲尔铁塔，帝国大厦，世贸双塔，上海环球金融中心……世界第一高频频易位；多伦多天穹，格林威治千禧顶，浦东国际机场，大分体育场……世界第一跨不断刷新；金门大桥，江阳长江大桥，青马大桥，明石海峡大枯……世界第一桥桂冠更替；挪威山岭隧道，瑞士圣哥隧道，德意开尔其隧道，中国大瑶山隧道……世界第一长风水轮转。如果说这仅仅是工程设施的大型化和施工空间的拓展，那么信息化的施工，智能化的建筑和交通，分析的防真系统总归算得上是土木发展史上绝无仅有的革新。总之，科学技术作为土木工程的强大后盾，推动了土木的发展；而土木工程作为科学技术的广阔战场，又促进了科技的进步。新材料、新结构、新施工方法和管理理念无一不给土木的腾飞插上理想的翅膀，而计算机的参与设计、分析、施工更使腾飞的土木如虎添翼。世人不禁惊叹：土木前途无限！ 它是一门丰富的专业。土木花园百花齐淀，土木星空群星灿烂，它涉及到人们衣食住行的方方面面，包罗范围之广，分支之多是其它专业无法涉及的，试问，没有土木，在哪儿加工你的衣服？在哪儿烹饪你的美餐？美国总统露天办公？胡主席走到欧洲去访问？建筑、道路、铁路、桥梁、机场、港口、隧道、水利、给排水……土木工程家庭的成员真的是太多了，土木工程扮演的角色真的是太重要了。土木，犹如国家的经脉，广范地分布在社会的每个角落，延伸到社会的每个细胞；土木，犹如民族的骨架，支撑着社会的整体形态，保持着社会的生产活力。工厂生产要盖厂房，离不开土木；农民种田要灌溉，离不开土木，人民生活要吃水，离不开土木；世界人民要交流，自然得要道路、机场、港口，更是离不开土木；甚至连小村落里养鸡垒鸡窝，养狗搭狗棚，养猪盖猪圈都不能不和土木扯上关系。土木，泱泱大专业，萃萃小分支，真是酷毙了啊！ 三、任重而道远，吾将上下而求索 我们的祖国还不是很发达，但正在飞速发展，我们的人民生活水平还不是很高，但正在迅猛提高，我们同发达国家尚存在着不小的差距，但正在急剧缩小。这样的历史关头，这样的社会背景，意味着什么？土木工程师大有用武之地！土木工程将大展宏图！ 发达国家的建设已接近尾声，中国的建设正在轰轰烈烈地进行。看大江南北，长城内外，一片热火朝天的建设场景。三月不回乡，认不出家乡模样，一点也不夸张。中国分明就是一个大工地，建设着现在，规划着未来。而土木工程师作为这片工地上的重要成员，甚至是骨干力量，任重而道远。 我感受到了两个字：责任。 是啊，责任重于泰山。我理解了土木系为什么要设这么多这么重的课程，也理解了为什么大家都说土木系又土又木--或许这是一种褒扬而非贬抑--因为土木系的学生将要承担历史的责任。 土就土吧，木就木吧！土一点，木一点又怎么样？学习累一点，重一点，本领才会硬一点，强一点，贡献才会大一点，多一点。在这门课的学习中，我知道了土木的知识有多丰富，多广博。各种各样的材料，砖瓦、沙石、钢材、木料、混凝土；各种各样的结构，框架，剪力墙，框支剪力墙，筒体；各种各样的基础，刚性基础，扩展基础，桩基础，沉井基础。好多名词见所未见，好多术语闻所未闻，我越来越觉得自己的水平太有限，自己的知识太浅薄，自己要学的东西实在太多。土木的世界如此广袤，要想开辟一片自己的沃土，着实需要一番努力。 我又感受到了两个字：压力。 是啊，半国英才聚西科，牛人何其多？竞争何其激烈？谁没有压力，那才叫BT。然而压力也是动力，它将推动着我阔步走在土木的大道上，任重，道也远，但我将永往直前。 四、我将成为这样的一个土木人 我将成为这样的一个土木人，把国家放在心中，把人民放在首位，把造福当代，泽被后世作为一生的责任。 既然西科给她的儿女每人一个"爱国"的胎识，我就打算带着它一直走下去。不管将来来到哪个岗位，挑起哪副担子，以"爱国"作为罗盘，我就不会迷失方向。"一座大楼竖起来，一批干部倒下去"的覆辙，不会在我身上重蹈，"工程师丢一线，建筑工出一身汗，国家财产全完蛋"的悲剧不会因我而重现。我作出的图纸一定要是准确的，我设计的作品一定要是科学的，我盖出的东西一定要是牢固的。我不会为污染环境的小工厂选什么狗屁厂址，也不会为一点回扣而出卖灵魂。桥倒楼塌车毁家破人亡……看看这些豆腐渣工程的恶果，看看这些土木败类的"杰作"！悲剧已经太多了，实在不应该更多了。善良醇朴的人民培育了我们，我们岂可拿他们的生命财产当儿戏？我们岂可用这堆破烂儿来回报他们的恩情？如果要我在高权与良知之间作个选择，如果让我在厚禄与良知之间作个选择，如果让我在名誉地位与良知之间作个选择，甚至让我在生命与良知间作个选择，我的答案都是后者--义无反顾地，因为我爱我的祖国和人民。 五、最后，感谢祖国，感谢西科，感谢老师。精彩的课堂，生动的讲授，使我在快乐中得到了丰富的知识，于无形中受到人格的熏陶，潜移默化，实在受益不菲。既然我选择了土木，既然土木选择了我，我会在这条距上坚定地走下去，在这行里踏实地干下去。愿土木这条祖国的擎天柱更硬硬抗压，更韧更耐拉；也愿老师在今后的工作和生活中，更顺更幸福，更牛更Happy。