目    錄

第1章 緒　　論

 【學習重點】

 土木工程的定義和內(nèi)涵。

 土木工程涵蓋的范圍。

 土木工程專業(yè)的培養(yǎng)要求。

 土木工程概論課程的基本任務(wù)。

【學習目標】

l  掌握土木工程的定義和范圍。

l  熟悉土木工程的內(nèi)涵。

l  熟悉土木工程專業(yè)的培養(yǎng)要求。

l  了解土木工程專業(yè)的發(fā)展歷史。

1.1  土木工程的內(nèi)涵

1.1.1  土木工程的定義

1. 土木工程的定義和理解

土木工程是建造各類工程設(shè)施的科學技術(shù)的統(tǒng)稱。它既指所應(yīng)用的材料、設(shè)備和所進行的勘測、設(shè)計、施工、保養(yǎng)維修等技術(shù)活動；也指工程建設(shè)的對象，即建造在地上或地下、陸上或水中，直接或間接為人類生活、生產(chǎn)、軍事、科學研究服務(wù)的各種工程設(shè)施，例如，房屋、道路、鐵路、運輸管道、隧道、橋梁、運河、堤壩、港口、電站、飛機場、海洋平臺、給水和排水以及防護工程等。

土木工程是一門工程分科，它是指用石材、磚、砂漿、水泥、混凝土、鋼材、木材、建筑塑料、合金等建筑材料修建房屋、鐵路、道路、隧道、運河、堤壩、港口等工程的生產(chǎn)活動和工程技術(shù)。

土木工程也是一門學科，它是指運用數(shù)學、物理、化學等基礎(chǔ)科學知識，力學、材料等技術(shù)科學知識以及土木工程方面的工程技術(shù)知識來研究、設(shè)計、修建各種建筑物和構(gòu)筑物的一門學科。

土木工程是開發(fā)和吸納勞動力資源的重要平臺，對國民經(jīng)濟具有舉足輕重的作用。由于土木工程的投入大，可帶動的行業(yè)多，其對國民經(jīng)濟的拉動作用是顯而易見的。我國改革開放之后，土建行業(yè)對國民經(jīng)濟的貢獻度達到1/3，近年來我國固定資產(chǎn)投入約占國民生產(chǎn)總值的50%，其中絕大多數(shù)都與土建行業(yè)有關(guān)。隨著我國城市化進程的不斷加速，這一趨勢還將呈現(xiàn)增長的勢頭。

土木工程名稱的由來與我國幾千年的發(fā)展歷史有關(guān)，中國古代哲學認為，世界是由“金”“木”“水”“火”“土”五大類物質(zhì)組成的，在幾千年漫長的歷史過程中，主要是五行中的“土”(包括巖石、砂、泥土、石灰，以及由土燒制而成的磚、瓦、陶、瓷等)和“木”(包括木材、茅草、竹子、藤條、蘆葦?shù)戎参锊牧?用于房屋、橋梁、道路、寺廟、宮殿等的建設(shè)，因此，古代常將“大興土木”作為大搞工程項目建設(shè)的代名詞，并由此演化為現(xiàn)在的土木工程一詞。

2. 土木工程的范圍

土木工程在英文中為“Civil Engineering”，其直譯成中文為“民用工程”，原義是想與軍事工程“Military Engineering”相對應(yīng)，即除了服務(wù)于戰(zhàn)爭的工程設(shè)施外，所有用于生活、生產(chǎn)需要的工程設(shè)施均為民用工程，即土木工程，后來這個界限也日益模糊�，F(xiàn)在已經(jīng)把軍用的戰(zhàn)壕、掩體、碉堡、防空洞等工程也歸入土木工程的范疇。

土木工程的范圍十分廣泛，它包括房屋建筑工程(Building Engineering)、道路工程(Road Engineering)、鐵道工程(Railway Engineering)、橋梁工程(Bridge Engineering)、隧道及地下工程(Tunnel and Underground Engineering)、飛機場工程(Airport Engineering)、給水排水工程(Water Supply and Wastewater Engineering)、港口工程(Harbor Engineering)等。國際上，運河、水庫、大壩、水渠等水利工程(HydraulicEngineering)也包含在土木工程之中。

1.1.2  土木工程的基本屬性

土木工程具有綜合性、社會性、實踐性和技術(shù)、經(jīng)濟、藝術(shù)上的統(tǒng)一性這四個基本屬性。

(1)   綜合性：建造一項工程設(shè)施一般要經(jīng)過勘察、設(shè)計和施工三個階段，需要運用工程地質(zhì)勘查、水文地質(zhì)勘查、工程測量、土力學、工程力學、工程設(shè)計、土木工程材料、設(shè)備和工程機械、建筑經(jīng)濟等學科和施工技術(shù)、施工組織等領(lǐng)域的知識，還要用到電子計算機和結(jié)構(gòu)測試、試驗等技術(shù)，因而土木工程是一門范圍寬廣的綜合性學科。

隨著人們對工程設(shè)施功能要求的不斷提高和科學技術(shù)的進步，土木工程學科也已經(jīng)發(fā)展成為內(nèi)涵廣泛、門類眾多、結(jié)構(gòu)復雜的綜合體系，這就要求土木工程綜合運用各種物質(zhì)條件，以滿足各種各樣的需求。

(2)   社會性：土木工程是伴隨著人類社會的發(fā)展而發(fā)展起來的。土木工程的各種工程設(shè)施反映了不同國家和地區(qū)在各個歷史時期社會、經(jīng)濟、文化、科學、技術(shù)發(fā)展的水平，是人類社會發(fā)展的歷史見證之一。

從原始社會簡陋的房舍到舉世聞名的萬里長城、金字塔、故宮，以至于現(xiàn)代社會的高樓大廈、跨海大橋、海底隧道、地下鐵路，土木工程無不反映了人類文明的發(fā)展程度和生產(chǎn)力水平，許多偉大的工程項目成為某一國家、地區(qū)在特定歷史時期的標志性成果，土木工程已經(jīng)成為人類社會文明的重要組成部分。

(3)   實踐性：土木工程是具有很強的實踐性的學科。在人類社會早期，土木工程是通過在工程實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗、教訓而發(fā)展起來的。從17世紀30年代開始，以伽利略和牛頓為先導的近代力學同土木工程實踐結(jié)合起來，逐漸形成了材料力學、結(jié)構(gòu)力學、流體力學、巖體力學，并成為土木工程的基礎(chǔ)理論，這樣土木工程才從經(jīng)驗發(fā)展成為科學。在土木工程發(fā)展過程中，工程實踐常先行于理論。工程災(zāi)害和事故顯示出未來能預見的新因素，從而觸發(fā)新理論的研究和發(fā)展。至今，不少工程問題的處理仍然在很大程度上依靠實踐經(jīng)驗。

(4)   技術(shù)、經(jīng)濟、藝術(shù)的統(tǒng)一性：人們對工程設(shè)施的需求主要體現(xiàn)在使用功能和審美要求兩個方面，符合功能要求的工程設(shè)施是一種空間藝術(shù)，它通過總體布局、體量、體型、各部分的尺寸比例、線條、色彩、陰影和工程設(shè)施與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)來表現(xiàn)工程的藝術(shù)性，反映出地方風格、民族風格、時代特點和政治、宗教等特點，人們總是期望功能上十分良好、藝術(shù)上十分優(yōu)美的工程。

在實際工程中，人們力求最經(jīng)濟地建造一項工程設(shè)施，用以滿足使用者的特定需要。工程的經(jīng)濟性首先表現(xiàn)在工程選址、總體規(guī)劃上，其次表現(xiàn)在設(shè)計和施工技術(shù)上。工程建設(shè)的總投資、經(jīng)濟效益、維修費用等指標都是衡量工程經(jīng)濟性的重要方面，而一項工程的經(jīng)濟性又和各項技術(shù)活動密切相關(guān)。

1.2  土木工程專業(yè)簡介

1.2.1  土木工程專業(yè)發(fā)展沿革

19世紀下半葉，為了學習和引進西方的科學技術(shù)，我國一些有識之士紛紛創(chuàng)辦培養(yǎng)科學技術(shù)人才的學堂，其中包括培養(yǎng)土木工程人才的學校。1895年創(chuàng)辦的天津北洋學堂是中國最早的一所培養(yǎng)土木工程人才的學校。到1949年，中國已有20多所公立和私立的高等院校設(shè)有土木工程專業(yè)，專業(yè)內(nèi)容設(shè)置主要是學習英國、美國等國家，實行學年學分制，即需讀滿四年修夠?qū)W分方可取得工學學士學位。土木工程沒有明確的專業(yè)，沒有統(tǒng)一的教學計劃，更沒有教學大綱，各學校開課也不一致，開設(shè)的課程很廣泛，所使用的教材基本上是英國、美國的教材，內(nèi)容比較淺。

1952年我國對院系設(shè)置進行了大規(guī)模的調(diào)整，并學習了蘇聯(lián)的模式，土木工程系科的設(shè)置發(fā)生了較大的變化，所設(shè)立的工業(yè)與民用建筑專業(yè)專攻房屋建筑，道路工程專業(yè)專攻道路，并采用學年學時制，即學習四年(1955年后普遍改為五年制)并滿足一定學時后方可畢業(yè)。當時的課程科目多、學時多，很少開設(shè)選修課程。“文化大革命”后國家恢復高考，學制改為四年制。由于學科的發(fā)展，各學科的內(nèi)容不斷更新、深化和擴大，課程內(nèi)容也隨著不斷充實、更新。

由于歷史和現(xiàn)實等各方面原因，導致專業(yè)劃分過細、專業(yè)范圍過窄，門類之間專業(yè)重復設(shè)置等問題十分突出。為此，我國在1982年、1993年、1997年進行了三次專業(yè)目錄調(diào)整，堅持拓寬專業(yè)口徑、增強適應(yīng)性原則，專業(yè)主要按學科劃分，使培養(yǎng)的人才具有較寬廣的適應(yīng)性。工業(yè)與民用建筑專業(yè)自1993年起改為建筑工程專業(yè)，緊接著自1997年起將建筑工程、交通土建、地下工程等近十個專業(yè)合并成為目前的土木工程專業(yè)。現(xiàn)在的土木工程專業(yè)體現(xiàn)了國家對高校人才培養(yǎng)提出了更高的要求。

1.2.2  土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案

2001年11月，國家高等學校土木工程專業(yè)指導委員會提出了土木工程專業(yè)本科(四年制)培養(yǎng)方案。該培養(yǎng)方案提出了土木工程專業(yè)教育的基本模式和課程框架，反映了現(xiàn)階段寬口徑土木工程專業(yè)本科教學的基本要求，是土木工程專業(yè)教育的指導性文件。

1. 培養(yǎng)目標

培養(yǎng)適應(yīng)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要，德智體全面發(fā)展，掌握土木工程學科的基本理論和基本知識，獲得工程師基本訓練并具有創(chuàng)新精神的高級專業(yè)人才。

畢業(yè)生能從事土木工程的設(shè)計、施工與管理工作，具有初步的項目規(guī)劃和研究開發(fā)能力。

2. 業(yè)務(wù)范圍

能在房屋建筑、隧道與地下建筑、公路與城市道路、鐵道工程、橋梁、礦山建筑等的設(shè)計、施工、管理、咨詢、監(jiān)理、研究、教育、投資和開發(fā)部門從事技術(shù)或管理工作。

3. 畢業(yè)生基本要求

1)    思想道德、文化和心理素質(zhì)

熱愛社會主義祖國，擁護中國共產(chǎn)黨的領(lǐng)導，理解馬列主義、毛澤東思想和鄧小平理論的基本原理。

愿為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)，為人民服務(wù)，有為國家富強、民族昌盛而奮斗的志向和責任感。

具有敬業(yè)愛崗、艱苦奮斗、熱愛勞動、遵紀守法、團結(jié)合作的品質(zhì)。

具有良好的思想品德、社會公德和職業(yè)道德。

具有基本的和高尚的科學人文素養(yǎng)和精神，能體現(xiàn)哲理、情趣、品位、人格方面的較高修養(yǎng)。

保持心理健康，努力做到心態(tài)平和、情緒穩(wěn)定、樂觀、積極、向上。

2)    知識結(jié)構(gòu)

(1)   人文、社會科學基礎(chǔ)知識。

理解馬列主義、毛澤東思想、鄧小平理論的基本原理，在哲學及方法論、經(jīng)濟學、法律等方面具有必要的知識。

了解社會發(fā)展規(guī)律和21世紀發(fā)展趨勢，對文學、藝術(shù)、倫理、歷史、社會學及公共關(guān)系學等進行一定的修習。

掌握一門外語。

(2)   自然科學基礎(chǔ)知識。

掌握高等數(shù)學和本專業(yè)所必需的工程數(shù)學，掌握普通物理的基本理論，掌握與本專業(yè)有關(guān)的化學原理和分析方法。

了解現(xiàn)代物理、化學的基本知識。

了解信息科學、環(huán)境科學的基本知識。

了解當代科學技術(shù)發(fā)展的其他主要方面和應(yīng)用前景。

掌握一種計算機程序語言。

(3)   學科和專業(yè)基礎(chǔ)知識。

掌握理論力學、材料力學、結(jié)構(gòu)力學的基本原理和分析方法，掌握工程地質(zhì)與土力學的基本原理和實驗方法，掌握流體力學(主要為水力學)的基本原理和分析方法。

掌握工程材料的基本性能和適用條件，掌握工程測量的基本原理和基本方法，掌握畫法幾何的基本原理。

掌握工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件的力學性能和計算原理，掌握一般基礎(chǔ)的設(shè)計原理。

掌握土木工程施工與組織的一般過程，了解項目策劃、管理及技術(shù)經(jīng)濟分析的基本方法。

(4)   專業(yè)知識。

掌握土木工程項目的勘測、規(guī)劃、選線或選型、構(gòu)造的基本知識。

掌握土木工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法、CAD和其他軟件應(yīng)用技術(shù)。

掌握土木工程基礎(chǔ)的設(shè)計方法，了解地基處理的基本方法。

掌握土木工程現(xiàn)代施工技術(shù)、工程檢測與試驗的基本方法。

了解土木工程防災(zāi)與減災(zāi)的基本原理及一般設(shè)計方法。

了解本專業(yè)的有關(guān)法規(guī)、規(guī)范與規(guī)程。

了解本專業(yè)的發(fā)展動態(tài)。

(5)   相鄰學科知識。

了解土木工程與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系。

了解建筑與交通的基本知識。

了解給水排水的一般知識，了解供熱通風與空調(diào)、電氣等建筑設(shè)備、土木工程機械等的一般知識。

了解土木工程智能化的一般知識。

3)    能力結(jié)構(gòu)

(1)   獲取知識的能力。

具有查閱文獻或其他資料、獲得信息、拓展知識領(lǐng)域、繼續(xù)學習并提高業(yè)務(wù)水平的能力。

(2)   運用知識的能力。

具有根據(jù)使用要求、地質(zhì)地形條件、材料與施工的實際情況，經(jīng)濟合理、安全可靠地進行土木工程勘測和設(shè)計的能力。

具有解決施工技術(shù)問題和編制施工組織設(shè)計、組織施工及進行工程項目管理的初步能力。

具有工程經(jīng)濟分析的初步能力。

具有進行工程監(jiān)測、檢測、工程質(zhì)量可靠性評價的初步能力。

具有一般土木工程項目規(guī)劃或策劃的初步能力。

具有應(yīng)用計算機進行輔助設(shè)計、輔助管理的初步能力。

具有閱讀本專業(yè)外文書刊、技術(shù)資料和聽說寫譯的初步能力。

(3)   創(chuàng)新能力。

具有科學研究的初步能力。

具有科技開發(fā)、技術(shù)革新的初步能力。

(4)   表達能力和管理、公關(guān)能力。

具有文字、圖紙、口頭表達的能力。

具有與工程項目設(shè)計、施工、日常使用等工作相關(guān)的組織管理的初步能力。

具有社會活動、人際交往和公關(guān)的能力。

4)    身體素質(zhì)

具有一定的體育和軍事基本知識。

掌握科學鍛煉身體的基本技能，養(yǎng)成良好的體育鍛煉和衛(wèi)生習慣，受到必要的軍事訓練，達到國家規(guī)定的大學生體育和軍事訓練合格標準。

形成健全的心理和健康的體魄，能夠履行建設(shè)祖國和保衛(wèi)祖國的神圣義務(wù)。

1.2.3  專業(yè)課程設(shè)置與實踐教學環(huán)節(jié)

1. 課程設(shè)置

土木工程專業(yè)的主干學科為力學和土木工程。

課程結(jié)構(gòu)分為公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課，三者所占的比例一般為公共基礎(chǔ)課占50%、專業(yè)基礎(chǔ)課占30%、專業(yè)課占10%，另有10%的課程各院校可自行安排在上述三部分課程中。

公共基礎(chǔ)課包括人文社會科學類課程、自然科學類課程和其他公共課程，如馬克思主義哲學原理、毛澤東思想概論、鄧小平理論概論、高等數(shù)學、物理、物理實驗、體育等。

專業(yè)基礎(chǔ)課構(gòu)成了土木工程專業(yè)共同的專業(yè)平臺，為學生在校學習專業(yè)課程和畢業(yè)后在專業(yè)的各個領(lǐng)域繼續(xù)學習提供了堅實的基礎(chǔ)。這部分課程包括了工程數(shù)學、工程力學、流體力學、結(jié)構(gòu)工程學、巖土工程學的基礎(chǔ)理論以及從事土木工程設(shè)計、施工、管理所必需的專業(yè)基礎(chǔ)理論。

專業(yè)課的教學目的在于通過具體工程對象的分析，使學生了解一般土木工程項目的設(shè)計、施工等基本過程，學會應(yīng)用由專業(yè)基礎(chǔ)課程學得的基本理論，較深入地掌握專業(yè)技能，建立初步的工程經(jīng)驗，以適應(yīng)當前國內(nèi)用人單位對土木工程專業(yè)本科人才基本能力的一般要求。

上述各部分課程又可以按課程性質(zhì)分為必修課、選修課(含限定選修課和任意選修課)。課程總量中，至少應(yīng)有10%的課程為選修課程。

2. 實踐教學環(huán)節(jié)

實踐教學環(huán)節(jié)是土木工程教學中非常重要的環(huán)節(jié)，在現(xiàn)代工程教育中占有十分重要的位置，是培養(yǎng)學生綜合運用知識、動手能力和創(chuàng)新精神的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它的作用和功能是理論教學所不能替代的。

實踐教學環(huán)節(jié)包括計算機應(yīng)用、實驗、實習、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計(論文)等類別�？倢W時一般安排在40周左右。

實驗類包括大學物理實驗、力學實驗、材料實驗、土工實驗、結(jié)構(gòu)實驗等。

實習類包括認識實習、測量實習、地質(zhì)實習、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習等。

課程設(shè)計類包括勘測或房屋建筑類課程設(shè)計、結(jié)構(gòu)類課程設(shè)計、工程基礎(chǔ)類課程設(shè)計、施工類課程設(shè)計等。

畢業(yè)設(shè)計(論文)是最重要的實踐教學環(huán)節(jié)之一，它對學生的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在知識、能力和素質(zhì)三個方面。

(1)   知識方面：要求能綜合應(yīng)用各學科的理論、知識與技能，分析和解決工程實際問題，并通過學習、研究與實踐，使理論深化、知識拓寬、專業(yè)技能延伸。

(2)   能力方面：要求能進行資料的調(diào)研和加工，能正確運用工具書，掌握有關(guān)工程設(shè)計程序、方法和技術(shù)規(guī)范，提高工程設(shè)計計算、理論分析、圖表繪制、技術(shù)文件編寫的能力；或具有實驗、測試、數(shù)據(jù)分析等研究技能，有分析與解決問題的能力；有外文翻譯和計算機應(yīng)用的能力。

(3)   素質(zhì)方面：要求樹立正確的設(shè)計思想、嚴肅認真的科學態(tài)度和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L，能遵守紀律，善于與他人合作。畢業(yè)設(shè)計一般不少于14周。

1.3  土木工程概論課程的任務(wù)

按照高等學校土木工程專業(yè)指導委員會提出的土木工程專業(yè)培養(yǎng)方案的要求，土木工程概論課程是一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課。

作為為新入學的學生開設(shè)的一門課程，土木工程概論主要闡述土木工程的重要性和土木工程學科所含的大致內(nèi)容，介紹國內(nèi)外最新技術(shù)成就和信息，展望未來。其特點是知識面較寬、啟發(fā)性較強。

通過土木工程概論課程的學習，學生應(yīng)當了解土木工程的廣闊領(lǐng)域，獲得大量的信息及研究動向，從而產(chǎn)生強烈的求知欲，樹立起獻身土木工程事業(yè)的信念。

值得注意的是，作為面向21世紀的未來工程技術(shù)人員，同學們應(yīng)當了解現(xiàn)代工程師應(yīng)當具備的基本素質(zhì)，知道如何學好土木工程專業(yè)。在華沙世界工程教育會議上，各國學者對“新一代土木工程師的要求是什么”這一問題進行了熱烈的討論，最后排序是第一要有“技術(shù)熱情”，然后是能力和素質(zhì)要求排在第二、第三位，而對專業(yè)技術(shù)的要求僅排在第四位。

思  考  題

1. 你為什么報考土木工程專業(yè)？你對土木工程專業(yè)是怎么認識的？

2. 作為未來的土木工程技術(shù)人員，你應(yīng)該具備哪些基本素質(zhì)、能力和知識？

3. 土木工程的內(nèi)涵應(yīng)如何理解？

4. 你畢業(yè)后最想從事的工作是什么？對未來還有哪些設(shè)想？

5. 如何理解土木工程“實踐性很強”這一特點？