土木工程概论读书报告.docx

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土木工程概论读书报告

《土木工程概论》读书报告

一、什么是土木工程？

土木工程是一个覆盖非常广阔的工程，在最新的中国百科全书中，土木工程被定义为：

“土木工程是建造各类工程设施的科学技术的总称，它既指工程建设涉及的工程材料和设备相关的勘测、设计、施工和保养维修技术等技术活动，也指工程建设的对象，如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、机场、海洋平台、给水排水以及防护工程等。

”同样在伦敦英国皇家土木工程师宪章里有记载：

土木工程是“构成土木工程师职业的一门科学，是引导绝大多数种类的自然力量为人类服务的一种艺术”。

可以说：

土木工程是伴随人类追求美好生活、改变自然环境的科学技术活动的一种形式。

二、土木工程有哪些内容？

在如今，土木工程所涉及的技术领域相当的广泛，它包括建筑工程、交通土建工程、井巷工程、水利水运设施工程、城镇及建筑环境设施工程、防灾减灾工程等。

此外土木工程还包括：

减少和控制空气和水的污染、旧城改造、规划和建设新的居住区、城市的供水、供电、高速地面交通系统等，这些基础设施的建设都是土木工程师所涉及的技术领域。

大坝、建筑、桥梁、隧道、发电厂、公路和港口等设施的建设还关系到自然环境与人类需求之间的和谐。

现代土木工程技术不仅包括对工程的理论分析、设计、规划、建造、维护修养、修缮和管理，还涉及应对和处置遍布全球各类基础设施涵盖的工程项目对自然环境可能造成的影响。

三、

（1）桥梁工程

桥梁是随着经济发展带来的交通需要和科学技术的可能而发展的，它是从一个侧面反映一个国家生产、经济与科学的发展程度。

在公路、铁路、城市和农村道路以及水利建设中，为了跨越各种障碍（如江河、沟谷、或其他线路等），必须修建各种类型的桥梁与涵洞，因此桥梁是交通线中的重要组成部分和枢纽，具有重要的地位。

建立四通八达的现代交通网，大力发展交通运输事业，对于发展国民经济，促进文化交流和巩固国防等方面，都具有非常重要的作用。

桥梁的组成部分及其作用

桥梁的组成部分

各组成部分的作用

桥梁

上部结构

桥面

公（铁）路面、人行道

车辆或行人行走部分

桥道结构

纵梁、横梁或其他形式

支承桥面，将荷载传给承重结构

承重结构

主梁（或拱、或索）

架立在支架上，将荷载传给支架

连接系

纵向的及横向的

位于主梁之间，承受水平荷载

下部结构

支座

固定支架、活动支架（或全约束支架，或鞍座）

1支承上部结构，将荷载传给墩台.

2.将上部结构固定在墩台上

3.保证上部结构的伸缩、弯曲等变形

墩台

桥台（位于岸边）、桥墩（位于中间）

支承上部结构，将上部结构荷载传至基础（桥台兼起挡墙作用）

基础

浅基础或深基础（桩、沉井或沉箱）

将桥墩（桥台）传来的荷载分布到地基（土壤或基岩）中去

按照设计内容，建造桥梁的过程。

它包括桥梁下部结构施工，上部结构施工和桥梁附属工程的施工。

　　桥梁下部结构施工指桥梁基础和桥台、桥墩的施工。

桥梁基础按其构造和施工方法分为：

明挖基础、桩基础、管柱基础、沉井基础及沉箱基础。

明挖基础可敞坡开挖基坑或用围堰围护开挖。

桩基一般用锤击打入，或震动下沉，或钻（挖）孔灌注等方法施工。

60年代以来，随着水上自升平台、高效能钻挖机械以及泥浆护壁、泥浆排土等新工艺的发展，钻孔灌注桩在桥梁基础中的应用日益广泛。

管柱施工一般靠震动强迫下沉，并在管内用钻、挖、吸等方法清除土石，以减少下沉摩阻力。

沉井和沉箱施工，在岸滩或浅水中多用筑岛施工，深水中可用浮运施工。

沉井使用抓土机或吸泥机等在沉井内除土，同时排水或不排水下沉。

沉箱一般多用人力在高气压下开挖除土，劳动条件差，目前已很少使用。

圬工桥墩、桥台多采用就地建造,也可预制构件拼装施工,混凝土高桥墩近来多使用滑升模板就地灌筑。

　　桥梁上部结构施工指桥梁上部结构的制造和安装架设，包括钢桥制造和钢桥架设、混凝土桥制造（包括素混凝土桥、钢筋混凝土桥及预应力混凝土桥）和混凝土桥架设，以及石桥、木桥的施工等。

钢桥在工厂内制成杆件或梁段、运至工地拼装架设。

混凝土桥可在工厂内预制构件或节段，也可在桥位上灌筑。

石拱桥一般用拱架法在桥位上砌筑。

木桥加工容易,多在工地制造,安装架设。

钢桥架设和混凝土桥架设的施工方法，按桥梁结构在架设施工中受力状态的不同可归纳为：

①支架施工法。

由支架承重，结构在施工中处于不受力状态。

②悬臂施工法。

由结构本身承重，其受力状态为悬臂体系。

③整体架设法。

结构受力状态视架设时采用的支承条件而定。

　　桥梁附属工程的施工指桥头引道及导流建筑物的施工。

桥头引道的河滩路堤部分应使用透水性强的土质填筑，并用砌石护坡以防冲刷。

导流建筑物多在枯水季节，按照设计用柴排、石笼、砌石或混凝土等就地建造。

（2）隧道工程

隧道是修建在地下或水下并铺筑铁（公）路供车辆通行的建筑物。

根据隧道的类型可以分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道，并且随着科技的发展，如今越来越多的国家已经将隧道广泛应用于人类的各种活动，例如居住、贮藏、交通、电力传输等。

隧道施工具有隐蔽性大、作业循环性强、作业空间有限、作业的综合性、施工是动态的、作业是动态的、作业环境恶劣、作业风险性大、气候影响小等特点。

根据隧道穿越地层的不同情况和目前隧道施工方法的发展，隧道施工方法课分为以下几类：

隧道施工方法

山岭隧道施工方法

矿山法

传统矿山法

新奥法

掘进机法

浅埋及软土隧道施工方法

明挖法

地下连续樯法

盖挖法

浅埋暗挖法

盾构法

水底隧道施工方法

沉管法

盾构法

新奥法简介

新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称，原文是NewAustrianTunnellingMethod简称NATM，新奥法概念是奥地利学者拉布西维兹（L.V.RABCEWICZ）教授于50年代提出的，它是以隧道工程经验和岩体力学的理论为基础，将锚杆和喷射混凝土组合在一起，作为主要支护手段的一种施工方法，经过一些国家的许多实践和理论研究，于60年代取得专利权并正式命名。

之后这个方法在西欧、北欧、美国和日本等许多地下工程中获得极为迅速发展，已成为现代隧道工程新技术标志之一。

六十年代NATM被介绍到我国，七十年代末八十年代初得到迅速发展。

至今，可以说在所有重点难点的地下工程中都离不开NATM.新奥法几乎成为在软弱破碎围岩地段修筑隧道的一种基本方法。

新奥法的施工特点

1.及时性

　　新奥法施工采用喷锚支护为主要手段，可以最大限度地紧跟开挖作业面施工，因此可以利用开挖施工面的时空效应，以限制支护前的变形发展，阻止围岩进入松动的状态，在必要的情况下可以进行超前支护，加之喷射混凝土的早强和全面粘结性因而保证了支护的及时性和有效性。

　　在巷道爆破后立即施工以喷射混凝土支护能有效地制止岩层变形的发展，并控制应力降低区的伸展而减轻支护的承载，增强了岩层的稳定性。

　　2.封闭性

　　由于喷锚支护能及时施工，而且是全面密粘的支护，因此能及时有效地防止因水和风化作用造成围岩的破坏和剥落，制止膨胀岩体的潮解和膨胀，保护原有岩体强度。

　　巷道开挖后，围岩由于爆破作用产生新的裂缝，加上原有地质构造上的裂缝，随时都有可能产生变形或塌落。

当喷射混凝土支护以较高的速度射向岩面，很好的充填围岩的裂隙，节理和凹穴，大大提高了围岩的强度。

（提高围岩的粘聚力C和内摩擦角）。

同时喷锚支护起到了封闭围岩的作用，隔绝了水和空气同岩层的接触，使裂隙充填物不致软化、解体而使裂隙张开，导致围岩失去稳定。

　　3.粘结性

　　喷锚支护同围岩能全面粘结，这种粘结作用可以产生三种作用：

　　①联锁作用，即将被裂隙分割的岩块粘结在一起若围岩的某块危岩活石发生滑移坠落，则引起临近岩块的联锁反应，相继丧失稳定，从而造成较大范围的冒顶或片帮。

开巷后如能及时进行喷锚支护，喷锚支护的粘结力和抗剪强度是可以抵抗围岩的局部破坏，防止个别威岩活石滑移和坠落，从而保持围岩的稳定性。

　　②复和作用，即围岩与支护构成一个复合体（受力体系）共同支护围岩。

喷锚支护可以提高围岩的稳定性和自身的支撑能力，同时与围岩形成了一个共同工作的力学系统，具有把岩石荷载转化为岩石承载结构的作用，从根本上改变了支架消极承担的弱点。

　　③增加作用。

开巷后及时继进行喷锚支护，一方面将围岩表面的凹凸不平处填平，消除因岩面不平引起的应力集中现象，避免过大的应力集中所造成的围岩破坏；另一方面，使巷道周边围岩由双方向受力状态，提高了围岩的粘结力C和内摩擦角，也就是提高了围岩的强度。

　　4.柔性

　　喷锚支护属于柔性薄性支护，能够和围岩紧粘在一起共同作用，由于喷锚支护具有一定柔性，可以和围岩共同产生变形，在围岩中形成一定范围的非弹性变形区，并能有效控制允许围岩塑性区有适度的发展，使围岩的自承能力得以充分发挥。

另一方面，喷锚支护在与围岩共同变形中受到压缩，对围岩产生越来越大的支护反力，能够抑制围岩产生过大变形，防止围岩发生松动破坏。

新奥法的基本要点可归纳如下：

1．岩体是隧道结构体系中的主要承载单元，在施工中必须充分保护岩体，尽量减少对它的扰动，避免过度破坏岩体的强度。

为此，施工中断面分块不宜过多，开挖应当采用光面爆破、预裂爆破或机械掘进。

2．为了充分发挥岩体的承载能力，应允许并控制岩体的变形。

一方面允许变形，使围岩中能形成承载环；另一方面又必须限制它，使岩体不致过度松弛而丧失或大大降低承载能力。

在施工中应采用能与围岩密贴、及时筑砌又能随时加强的柔性支护结构，例如，锚喷支护等。

这样，就能通过调整支护结构的强度、刚度和它参加工作的时间（包括闭合时间）来控制岩体的变形。

3．为了改善支护结构的受力性能，施工中应尽快闭合，而成为封闭的筒形结构。

另外，隧道断面形状应尽可能圆顺，以避免拐角处的应力集中。

4．通过施工中对围岩和支护的动态观察、量测，合理安排施工程序、进行设计变更及日常的施工管理。

5．为了敷设防水层，或为了承受由于锚杆锈蚀，围岩性质恶化、流变、膨胀所引起的后续荷载，可采用复合式衬砌。

6．二次衬砌原则上是在围岩与初期支护变形基本稳定的条件下修筑的，围岩和支护结构形成一个整体，因而提高了支护体系的安全度。

上述新奥法的基本要点可扼要的概括为：

“少扰动、早喷锚，勤量测、紧封闭”。

新奥法的施工步骤

四、土木工程的发展前景展望

我觉得土木工程无论是在人类生活中还是科技发展中，永远都是一个不可或缺的重要角色。

土木工程从古至今已经有了很悠久的历史,大致可以从公元前500年前新石器时代最原始的土木工程活动记载,到16世纪末意大利的文艺复兴时期,前后经历了2000多年的历史。

在那2000多年间，土木工程创造了一次又一次让人叹为观止的建筑物。

例如秦始皇建的阿房宫、兵马俑，明朝的故宫，清代的圆明园，更有埃及的金字塔，至今也是一个让人无法解释的神话……

不管世界如何变化，但它永远离不开土木工程。

对于未来土木工程的发展，我认为它更多倾向在生态环境方面。

一方面水资源分配不均，南水北调工程的彻底完善，解决北方水资源问题，另一方面，随着社会的发展，对自然生态的破坏非常严重，在今后可持续发展观的落实下，将越来越注重生态环境工程。

五、在今后的发展中，如何应用土木工程这门技术？

对于一门技术的应用，我们必须要了解社会对他的需求，这样才能更加体现这门技术的价值所在。

仅代表个人意见观点：

随着社会人口的增加，对于大城市而言，人口压力不言而喻，土木工程可以应用于更多的地下建设，例如地下商场，地铁建设，这样可以增加大城市的扩容量，可以使土地资源的利用最大化。

还有中国一直说的西部大开发，如何真正，彻底开发西部，如何让西部那片荒凉之地繁华起来，这对于土木工程来讲，是一个严峻的考验与挑战。

因为交通是一个城市发展的血脉。

最后一个方面，处理生态环境方面，也是土木工程的本职所在。

通过这个学期对土木工程的学习，让我更加了解土木工程这门课程，更让我了解到土木工程在我们生活与社会发展中的重要性。

通过这门课程我也掌握了一些土木工程方面的技术性知识与技巧，能够在今后土木工程方面有一些属于自己的建树。