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土木工程的技能范文1
論文關鍵詞：土木工程；畢業設計；創新能力；實踐
高等院校的培養目標要求本科畢業生掌握本專業的基礎理論、專業知識和基本技能，具有分析與解決實際問題的能力，具有從事本專業工作的能力和初步的科學研究能力。近年來，我國建筑經濟發展較快，社會對高等學校土木工程專業的人才需求量增大，對其質量的要求也逐步提高。土木工程專業畢業設計是反映學生綜合運用大學四年所學的基礎理論和專業知識獨立分析和解決問題的能力，及進行工程設計和科學研究的能力。如何抓好畢業設計這一實踐環節，提高畢業設計質量，應引起高校專業課教師的高度重視。為提高學生畢業設計的質量，更好地適應社會，各項教學改革均應考慮畢業設計的教學效果，并采取相應的改革措施，使畢業設計環節充分發揮應有的作用。在畢業設計的教學工作中，還存在一些問題。
一是教師自身創新能力有限，責任心不夠。教師課堂教學任務繁重，投入到畢業設計實踐環節的時間遠遠不夠，更無精力要求學生畢業設計創新。
二是畢業設計過程中忽視對學生進行創新能力的培養。畢業設計選題及內容單一，不靈活。
三是畢業設計模式僵化，學生發揮創新思維的條件受限。僅局限于校內做畢業設計，反對校企結合的模式，不利于學生創新能力的拓展。
四是畢業設計過程檢查和考核評價體系有待創新。畢業設計開題報告、中期檢查等環節只注重形式，沒有起到應有的作用，畢業設計成績給定標準需要細化。
一、實施方案和實施方法
1.提高教師自身的創新能力和責任感
高校教師自身的創新能力對創新教育起著重要作用。在這方面，學校應積極支持并出臺鼓勵教師進行創新的政策，鼓勵專業課教師深入現場，解決社會生產實際中的具體問題，在教學和科研中提高創新能力，養成創新的良好教風，不斷積累開展創新教學工作的經驗。鼓勵教師積極申報國家級、省級教學改革及科學研究項目，充分發揮創新能力，并帶動學生把畢業設計融入到科研項目中。畢業設計不像課堂教學，它可以巧妙加入個人對以前所學知識的充分理解。在這個過程中，教師思路靈活，思維開闊，不斷創新才能帶動學生有更開闊的思路。另外，高校教師應把創新教育當作一種責任教育，充分認識到創新給學生帶來的效益。學校在安排教學任務時，盡量減輕有指導畢業設計教師的課堂工作量；或者課堂教學任務重的教師指導畢業設計學生數盡量控制在可指導的范圍內。保證教師有足夠的時間指導畢業設計并進行創新能力發揮。
2.培養學生的創新意識，抓好畢業設計選題工作，發揮教師和學生的創新能力
畢業設計作為大學教育最后一個實踐教學環節，必須更好地體現創新能力的培養與訓練。在進行專業課教學計劃過程中，結合認識實習、生產實習及課程設計，一方面由各專業教師結合自己參加的科研課題，組織學生參加本專業的科研活動，進行創新能力和實踐能力的鍛煉；另一方面在進行畢業設計之前，利用4周的畢業實習時間，由學生結合畢業實習基地，在專業教師的指導下，結合專業方向對土木工程企業單位和設計院的新材料和新技術進行調研，學生自己選題后，由指導教師根據選題和研究的內容是否具有創新性而確定是否開題。這樣可以有效調動學生發揮創新能力的積極性和主動性。
有計劃的提前進行設計也是培養學生創新能力的一種途徑。為了使學生的專業課學習與畢業設計緊密結合，可以在專業課學習和畢業實習過程中就逐步引入畢業設計。例如，在第八學期讓學生熟悉和掌握畢業設計所涉及的相關專業知識，明確設計任務，查閱相應文獻資料，提前進入畢業設計工作狀態，學期末做出初步設計方案。提前進行畢業設計某種程度上變相延長了畢業設計時間，使學生有足夠的時間進行創新思考，為正式的畢業設計打下良好基礎，也有助于激發學生的學習積極性和主動性，既有利于專業課學習質量的提高，也促進學生增加對畢業設計工作的投入。提前進入畢業設計也可以使學生與專業教師有較多的接觸機會，有更多的時間向教師請教設計方法和設計思路，有利于學生創新精神和創新能力的培養。
畢業設計選題是否合適，對畢業設計的質量、學生能力的發揮以及學生知識水平的提高有很大影響。總結起來，選題應符合以下要求：（1）選題要符合培養目標要求，覆蓋專業主干課程內容；（2）選題要聯系生產實際，或者結合教師的科研項目，提高就業后的科研能力；（3）選題應新穎，不要局限于歷年的單一模式，可以擴展到本專業相近的專業題目，例如施工組織設計、建筑概預算等，如果工作量不夠可以增加部分結構構件的計算作為補充。設計結束后學生創新能力有明顯的提高。
3.改革畢業設計模式，校企結合，設計與就業相結合，營造良好的創新條件
為了適應社會的快速發展，必須改變傳統的畢業設計模式。在教學過程中，教師可以與建筑工程企業或者設計院相結合，采取統一安排、學生根據就業意向自主安排的模式，一方面可以使理論更好地聯系實際，另一方指導教師和學生可以學到一些課本上涉及不到的專業具體細節問題。結合現場做畢業設計的學生可以在建筑公司相關專業技術負責人的指導下進行畢業設計工作，不僅可以拓寬知識面，還可以解決具體的生產實際問題。但需要教師嚴格把關，要求學生定期匯報畢業設計的階段性成果，對這些學生的要求要比在校學生更高，對學生具有一定的挑戰性和創造性。這可以改善學生在畢業設計中被動接受自己不感興趣的課題的現狀，從而最大限度開發了學生潛在創新能力。
同時，學校和學院應加快土木學院產、學、研結合步伐，鼓勵教師通過校友及有渠道的學生與大型建筑企業或者設計院聯系，建立合作關系，學院主動與這些單位磋商，達成聯合辦學，簽訂學生在單位進行畢業實習和畢業設計的有關協議。這樣的改革措施可以為專業課程設置，教學內容改革方向提供依據，也可以縮短學校教學與企業需求之間的差距。
4.加強畢業設計過程檢查和成績考核體系的創新
畢業設計進行過程中，指導教師是主導，學生是主體，組織管理是保障。畢業設計應是嚴格的、規范化的過程。
（1）教師編寫畢業設計指導書和任務書。任務書應明確設計題目范圍、設計內容、設計進度安排及對設計成果的要求等。指導教師應注意培養學生獨立工作能力、查閱和使用工具書的能力，教師按設計進度，有針對性地對學生進行啟發式輔導。
（2）定期檢查。畢業設計開始一周后，要求每位學生寫好開題報告和設計計劃，并向指導教師匯報，教師要對設計方案、工作計劃、進度安排等進行全面指導，提出明確要求。校、院可以對開題的情況進行抽查。在畢業設計全過程中，指導教師要保證有足夠的時間與學生直接見面，應對本組學生每周進行一次工作進程和質量的抽查。每月進行一次階段檢查，提出指導意見。畢業設計的中期檢查對扎實開展畢業設計工作，減少“前松后緊”的現象，起到督促和推動作用。
（3）嚴格答辯程序，客觀評定設計成績。學院要成立答辯工作領導小組和答辯委員會，下設答辯小組，分別由4～5名教師組成。答辯前，學生將獨立完成的畢業設計交給指導教師審閱，指導教師給出評語和成績后由評閱教師評閱，然后決定是否可以進入答辯程序。這些順序決不能任意調整，流于形式，也不能減少任一程序。對不遵守紀律、抄襲他人或者下載網上設計的學生，取消畢業答辯資格，絕不姑息。學生的畢業設計成績由開題報告成績、中期檢查成績、指導教師評定成績、評閱教師評定成績和答辯成績五部分組成，各部分所占比例建議分別為5 %、5 %、50 %、15 %、25 %。對畢業設計成績評定要求科學、嚴格、客觀、公正，標準統一。對畢業設計進行客觀、合理的考核，對促進學生充分發揮積極性和主動性，對做好畢業設計和提高畢業設計質量起到重要激勵的作用。
土木工程的技能范文2
關鍵詞：智能材料；土木工程；應用；發展趨勢
中圖分類號：O434 文獻標識碼： A
一、土木工程建設項目智能材料的特征和概念
針對土木工程建設項目當中所應用到的智能材料的種類、特性和基本的概念進行分析，是加強技術操作水準的一個首要步驟。在上個世紀七十年代，美國率先的提出了關于在建筑項目之中使用智能材料的理念和想法，并且通過試驗測試，得出材料的基本特性。而在今后的幾十年發展當中，隨著技術的不斷改進以及各大部門對建筑項目研究的重視程度增加，先后的出現了機敏材料、建筑結構自適應材料以及智能材料等項目。
首先，當前針對建筑項目當中的智能材料并沒有一個統一的、標準的定義?？傮w的來講，在土木工程施工當中應用的智能材料指的是可以對外界的環境和內部環境進行感知的、可以以此來對建筑進行準確的處理分析和判定的、具有適度相應的智能材料。智能材料是高分子材料、人工合成材料、天然材料等之后出現的一種新型建筑施工材料，并且在今后的建筑行業當中將發揮出巨大的效應。另外還需要明確的是土木工程施工建設當中所使用到的智能材料的基本特征，一般的來講，智能材料特性有以下幾點：反饋功能、傳感功能、自診斷功能、相應功能、信息的積累以及識別功能、建筑結構的自我修復功能、自適應功能等。
而當前所使用的智能材料還具有以下幾個方面的特性：第一，在土木工程建設施工項目當中應用的智能材料可以對外界的環境進行準確的感知，可以精準的檢測出環境當中的刺激和刺激所產生的強度，諸如應變量、應力、光、熱能以及核輻射和化學能等；第二，智能建筑材料還具有一定的驅動能力，可以對外界的變化進行適當的相應；第三，智能材料可以按照事前設計好的方式，來對自身的相應進行控制，同時還可以選擇相應的具體方式；第四，智能建筑材料對于外界刺激所產生的反應非常的快捷，并且非常恰當：最后，智能材料受到外界的刺激并且當刺激消除之時，可以迅速的、在短時間之內恢復至最初始的狀態。
二、土木工程中智能材料的應用
1、形狀記憶合金的應用
形狀記憶合金是具有形狀記憶效應的一種智能合金材料，作為新型功能性材料，最主要的優點就是在激發材料的形狀記憶效應過程中，材料可以產生高于700兆帕的回復應力及8%左右的回復應變，同時具有較強的能量傳輸儲存能力。該特性的應用能夠將材料置于各種結構中，實現結構的自我診斷、增韌、增強與適應控制的應用研究，而且還可以將材料研制為智能型驅動器，在結構變形、損傷、裂縫及振動等方面開展應用研究工作。相變偽彈性與相變滯后性能是形狀記憶合金的另一個優點，在加卸載過程中其應力-應變曲線構成環狀，表明材料在此過程中能夠吸收耗散較多的能量。形狀記憶合金具有高達400兆帕的相變回復力，結合該特性能夠研制開展形狀記憶合金被動耗能控制系統，該系統可實現相變偽彈性性能，可在土木工程結構中用于耗能抗震的被動控制。通常在結構層間或底部安置形狀記憶合金被動耗能控制系統，用于實現耗能系統對結構的層間變形的感知，進而起到消耗地震能量的作用。有關研究結果顯示，耗能器安裝形狀記憶合金結構后，耗能器可吸收約為三分之二的地震能量，并顯著抑制結構的位移。
2、壓電材料的應用
傳統結構中集成壓電體，采用壓電傳感元件對結構的振動模態進行感知，利用其輸出結果，采取適宜控制算法對壓電體的輸入進行確定，以主動控制結構振動的實現，是開展壓電類智能結構應用研究的一個較為前沿的領域。很多研究人員在任意復雜激勵下，采用壓電陶瓷作為加速度傳感器與驅動體開展基于壓電層合結構的主被動阻尼及主動振動控制等相關問題的研究工作，隨著近年來不斷發展的壓電材料與堆技術，使研究應用壓電類智能結構的領域更為廣泛。主要應用在土木工程結構的噪聲主動控制、靜變形控制能、安全評定、健康監測等眾多領域都獲得良好的控制效果。
3、光導纖維的應用
光導纖維由外包層與內芯構成，是一種纖維狀光通信介質材料，該材料采用先進的信息傳輸技術起初用于通信傳輸系統，由于作為信息載體的光子在速度與容量上高于電子，因此得到較為迅速的發展。光子所具有的高并行處理能力與高信息率，潛力在信息容量與處理速度得到充分發揮。光纖材料在監測、傳感及信息遠距離傳輸等方面得到應用，將光纖作為傳感元件埋入傳統混凝土結構中針對結構方面各項指標實現自動監測、診斷、控制、預報及評價等功能，而且將形狀記憶合金等驅動元件埋入，有機結合信息處理系統與控制元件，使混凝土結構具有智能功能，進而實現混凝土結構自我診斷與修復。在土木工程結構診斷及主動控制地震響應中，光纖材料一直作為設計傳感器的一種比較理想的材料，我國目前也已將其用于檢測評定三峽大壩。
4、壓磁材料的應用
在外加磁場作用下，磁流變液懸浮體系的各項流變性能會產生明顯的可逆變化。同時在外加場強高于臨界值后，磁流變液將迅速從液態轉變為固態，在顯微鏡下能夠觀察到磁流變液的分散相顆粒在磁場作用下結成沿磁場方向的鏈狀結構。在介于固液體之間可根據磁流變液特點具有的快速、可控及可逆性質，控制流體特性實施時需要較低的能量，因此在智能結構中通常將磁流變液作為動器件的主要材料。在土木工程領域，電視塔、高層建筑、大跨度橋梁等結構中都采用該材料用于實現對地震的半主動控制。此外，磁致伸縮智能材料也在相關研究中日益的得到重要關注。磁致伸縮智能材料具有強烈的磁致伸縮效應，電磁/機械能能夠進行逆轉換。在智能材料領域中應用前景較為廣闊，該材料可用于大功率超聲器件、聲納系統、精密定位控制等多個領域。
三、智能材料的前景
目前在土木工程領域內，智能材料的研究主要在以下三方面的應用研究最受重視：（1）結構健康的實時檢測與監控。這主要是指將先進的傳感元件和驅動元件集成在傳統的土木結構中，利用它們構成的網絡對結構的裂縫、損傷、疲勞、沖擊、缺陷、腐蝕等狀態進行實時監測和控制，以確保重大土木工程結構和基礎設施的安全可靠，降低其維修費用。（2）形狀自適應材料與結構。智能材料的研究與出現不僅可使土木工程設計人員所期盼的自適應結構的誕生成為可能，而且更重要的是它代表著先進的新型材料與傳統的土木工程設計人員所期盼的自適應結構的誕生成為可能，而且更重要的是它代表著先進的新型材料與傳統的土木工程結構相結合這一重大的學科研究發展方向。自適應結構既具有承受荷載和傳遞運動的能力，同時還兼有檢測（應力、應變、裂縫、損傷、溫度等）、動作（改變結構內部應力應變分布和結構外形及位置等）和改變結構特性（結構阻尼、固有頻率、光學特性、周圍電磁場分布）諸多智能功能，因此其應用前景非常廣闊。（3）結構減振抗震抗風降噪的自適應控制。結構的動力響應一直是土木工程設計中的一個非常重要的問題，特別是對于高層建筑和橋梁等大型土木工程結構的抗震抗風問題更是如此，而智能材料的開發與應用就可為之提供一個更為有效的新途徑，從而使結構的自適應控制成為可能。目前，雖然智能材料還有這樣或那樣的不足，但是，隨著研究的深入，智能材料的性能將得到進一步的改善。智能材料在許多領域都具有巨大的潛在應用前景，其研究涉及材料科學、化學、力學、生物、微電子技術、分子電子學、計算機控制、人工智能等學科與技術。
結束語
綜上所述，隨著智能材料的廣泛應用，同時元件逐漸向小型化、多功能化及高功率化方向發展，在建筑結構中復合控制、傳感、驅動系統及耦合/連接元件，建筑結構將發展成為主動式智能建筑結構，對于有效利用太陽能、抵御地震、風振等嚴重自然災害影響具有重要作用，為人們工作生活提供更為舒適安全的環境，對于提高土木工程結構建設質量具有十分重要的意義。
參考文獻
[1]閻平，智能材料在土木工程中的應用[J].現代物業.2013.
土木工程的技能范文3
關鍵詞：結構安全監測光纖傳感器混凝土應變壓電傳感器；
中圖分類號：TN818文獻標識碼： A 文章編號：引言
通常情況下，土木工程作為基礎設施對任何國家來說是都是一筆不小的開支，屬于國家資產的一部分。并且，與其他商品相比，土木工程建筑壽命較長，一旦竣工，維修和重建代價甚高。另外，土木工程包括不同的建筑，建筑結構不同，建筑材料、設計方案和施工方式都會迥然不同。最重要的建筑結構包括橋梁、高層建筑、電力、核能和大壩。所有民用建筑都會隨著時間老化和損壞，主要原因是材料的老化、持續使用、過載、過多暴露在有害環境、保護力度不夠以及沒有使用正確的檢測方式。一旦受到內或外部侵害或二者同時作用，所有這些因素都會導致建筑材料和結構的老損并加重受損程度。
為保證建筑物的完整性和安全性，必須對建筑進行結構安全監測（SHM），通過自動化體系，對建筑物結構進行可持續的監和受損部位的檢測。行之有效的結構安全監測系統可及時檢測到各種受損部位并監測其壓力和溫度，從而優化建筑物維護效果，確保建筑物的安全，延長使用壽命。通常情況下典型的建筑安全監測系統包括三個主要組成成分：傳感系統、數據處理系統（包括數據采集、傳輸和儲存）和安全評估系統（包括診斷演算和信息管理）。要建立該系統，首先應使該系統具有一個穩定且可靠的結構傳感系統。因此，本文主要討論結構安全監視系統的第一個組成部分：由智能裝置/傳感器組成的傳感系統。智能裝置/傳感器：如光纖傳感器(FOS)、壓電傳感器、磁致伸縮傳感器和自診纖維增強結構復合材料，都具有非常重要的功能，可感應各種建筑結構安全方面的物理和化學參數。
光纖傳感器（FOS），由于體積小，不會影響土木工程結構物本身的特點。通過使用多路復用或分布式傳感技術，僅需一個光纖便可以對不同地區建筑的結構性能進行有效監測。并可避開電磁干擾的影響。光波適合在信號較弱的情況下進行長距離傳輸。壓電和磁致傳感器既可以作傳感器，又可以作致動器，使結構安全監視成為一個積極的監測系統。此外，他們大小各異，便于存放，就算是放在較遠的地方，也可對各種類型的結構進行積極監督。
過去幾年人們對結構安全監測日益關注和重視，文本將重點評析智能裝置/傳感器在土木工程上的不同運用。本文涵蓋光纖傳感器，壓電傳感器、自我診斷纖維增強復合材料和磁致伸縮傳感器的主要方面。
2.光纖傳感器（FOS）
光纖傳感器有諸多分類方式。第一種是按照待測參數經調制后得到的光特性（強度、波長、相位或極化等）進行的分類。第二種則是根據光發生調制的位置位于光纖內部還是外部（內部或外部）進行分類。光纖傳感器還可根據傳感范圍分為點式（法布里-珀羅光纖傳感器或長標距光纖傳感器等），積分式（光纖布喇格光柵傳感器）和分布式傳感器（布里淵分布式光纖傳感器）。本文主要討論這種分類方法。光纖傳感器一般都安裝在現成結構表面，或嵌入新建土木結構中，包括橋梁、建筑物和大壩，顯示應力（靜態和動態）、溫度、損害（分層、裂紋和腐蝕）和氯離子濃度等信息。獲得的數據可被用來評估新建和修復結構，診斷損害部位和損害程度。本節主要探討光纖傳感器在監測土木工程結構的應力、位移和損害方面的應用。
2.1.監測應變和位移
實驗研究已闡明光纖傳感器被應用于土木工程結構后所表現的基本傳感特性。在對混凝土橫梁樣本進行測試的實驗中，與應力計輸出信號相比，法布里-珀羅光纖傳感器輸出信號更加良好。與應力計相比，光纖傳感器有更好的信噪比。對嵌入混凝土中的法布里-珀羅光纖傳感器的性能進行評估。
圖1：混凝土應變與各種傳感器的對比
圖1是壓力高于混凝土抗壓強度40%時，光纖傳感器與絲式應變儀、電測應變儀和線性差動變壓器測量結果對比圖。由圖可見，光纖傳感器的測量壓力、電測應變儀、線性差動變壓器的測量壓力具有高度一致性。在嵌入光纖傳感器的混凝土平板上進行重復加載試驗。頻率為2 Hz-3 Hz，加載周期達四百萬次。傳感器在振幅為兩千、加載周期為四百萬的情況下仍可使用，且對動態加載反應良好。復合型波形傳感器可以使光纖和混凝土的強度相互融合。如此一來，不僅應力大為減少，而且不用考慮理論校準因素。這個傳感器還實現了對混凝土的持久粘連，并可在任何接觸環境對伸縮裝載給予相應的響應。
使用一種單模式光纖，又叫布里淵分布式光纖，對1.65m強化混凝橫梁的壓力進行測試。布里淵分布式光纖可同時測量溫度和壓力。結果顯示，在5cm的可分解距離內，壓力精確度達到± 5 με ?；陔娎|中電磁波的電動時域反射計對兩種分布傳感器進行比較。將他們置于80%的橫梁鋼筋混凝土表面。試驗結果表明，電纜傳感器可以測量壓力的局部巨大變化，而分布式光纖傳感器可測量出長距離情況下壓力的緩慢變化。電纜傳感器在幾秒甚至更短時間內就可測得應變分布，因而適用于動態信號監測。相比之下，光纖傳感器完成測量任務需要數分鐘的時間。安裝了布里淵分布式光纖傳感器以評估完全預應力下混凝土橫梁的性能。同應變計的測量結果相比，光纖傳感器更能很好地顯示拉伸應變的測量結果。然而，光纖傳感器對壓縮應變的測量誤差很大，這點在壓縮應力很小的時候尤為明顯。加拿大的卡爾加里貝丁頓的索道橋是世界上第一個引用光纖光柵傳感系統，也是第一個在部分橋梁處使用碳纖維增強聚合物復合材料的構筑物。這座橋的部分鋼筋在1993年經過預應力后，配上了光纖布拉格光柵傳感器，總計18個。經過對預應力處理后的鋼筋在混凝土收縮徐變、橋面恒載和橋梁后張等各種破壞力共同作用下的松弛狀態進行評估，結果發現，鋼筋預應力后的混凝土梁松弛度高于碳纖維復合材料的松弛度，并且在開放通行8個月后，這座橋的所有梁都存在著持續松弛的現象。另一動態測試表明，雖然這些傳感器在6年后仍在工作，卻沒有監測到任何結構問題。首先，研究的重要價值在于該項目表明結合光傳感技術、創新性電纜強化材料和結構工程所能帶來的優勢和益處。對纖維增強材料組成成分進行實時監測能夠增強將這些材料用于混凝結構中的信心，因為目前就纖維增強材料來說，還沒有設計標準出臺。另一方面，光傳感器可以嵌入纖維鋼筋的表面，既保護了傳感器及其線纜，又便于對這一類的土木工程結構進行控制和監測。
當前，世界上的很多橋梁都裝有光纖傳感器。法布里-珀羅光纖傳感器用于加拿大魁北克若夫爾橋梁的修復工程。將這些傳感器綁在由碳纖維復合材料制成的欄桿和鋼梁上，以監測纖維復合塑料結構的性能、橋板和橋梁的應變。結果表明，大橋通行情況下，溫度是影響應變的最重要因素。橋通行一年后，又進行了現場觀測。使用3輛25噸校準卡車對纖維增強塑料加固處進行應力評估，結果發現纖維增強塑料加固處的應力小于20με,，鋼梁應力小于120με。這就解釋了加拿大聯邦大橋嵌入光纖光柵傳感器，但是并沒有收到來自傳感器的任何數據的原因。在泰勒大橋上，將63個光纖增強傳感器、26個電測計加載在預應力處理后的碳纖維復合欄桿上，監測加固處在承受負荷時的最大應力。但是即使應變計密封良好，60%的電測計仍不能正常工作，原因是蒸汽養護后的混凝土梁橋濕度過大。當36噸重的卡車通過橋面時，纖維增強傳感器記錄的應力小于15με。
光纖光柵傳感器被應用在瑞士兩個橋梁上的實驗情況：在溫特圖爾，將光纖光柵傳感器捆置于碳纖維增強聚合物復合材料電線上來測量吊索的應變情況。截止1999年3月，光纖光柵傳感器已經在2000με的應力下穩定工作了三年。另一個實驗則是對一座行人天橋展開的。天橋的鋼索是由碳纖維復合材料構成的預應力鋼索，具體過程就是在碳纖維復合材料擠壓過程中將光纖維嵌入到碳纖維混合材料中。大多數的光纖光柵傳感器都可以承受170–190◦C的高溫樹脂固化處理和8000 με,的預應力處理，只有兩個由于脫落失敗。錨圈和索具在預應力處理過程中和其后的一年時間，都有令人滿意的應力監測結果。
使用長標距電纜傳感器得到橋梁整體變形和曲率的方法：將96根4m的長標距傳感電纜嵌入維何斯瓦大橋的兩端。根據提出的物理模式，當在橋面進行靜態載重實驗時，可測量總長度為一百米以上的橋的整體橫向和縱向變形情況。并且測量結果非常吻合。
跨越佛蒙特州的沃特伯里的威努斯基河67米長的鋼桁梁安裝光纖光柵傳感器，46個光纖光柵傳感器被嵌入橋板，只有一個傳感器損壞。并研制出了一種基于頻域的多路復用傳感器同時進行應力和振動的測量的工作。美國佛蒙特州威努斯基河的水力發電廠就是應用的這種光纖光柵傳感器。對發電設備進行首次低功耗測試監測時，監測到了一個異常頻率，這表明，傳動系中的某個主要齒輪失圓了。
光纖光柵應用于中國，哈爾濱理工大學的橋梁監測工作的情況報告表明，光纖光柵傳感器被裝在10座以上的橋梁上以監測應變、應力和溫度。例如，中國天津的永和大橋上就安裝了40個光纖光柵應變傳感器、10個光纖光柵溫度傳感器，以及96個光纖光柵電纜傳感器用于對主梁的應變、預應力鋼筋和鋼索的應力的監測。同時一種結構安全檢測系統用于監測第一座橫跨中國長江的斜拉橋，并成功運行光柵光纖超載車輛識別系統和遠程實時鋼索應力監測系統。
準分布式光柵光纖傳感器嵌入巖石錨栓以監控固定錨固長度內巖石的應變。為了提高德國埃德爾大壩的穩定性，對大壩進行了垂直錨固。這種準分布光柵光纖傳感器的制作過程是沿著光纖每隔一段距離就插入纖維拼接，使每一段都可充當應變計。配有光纖光柵傳感器的桿被放置在錨的中心。光纖光柵傳感器的數據表明，10m固定錨索長度中只有2-2.5m可以起作用并且這個值隨水位變化而變化。傳感系統在錨力為4500 kN的環境中仍然有效。
光纖監測系統也可用于極端暴露條件下的土木結構。例如，碼頭大廳的光纖光柵安全監控系統。該系統位于浪花區和潮汐區，并受從冬天-35◦C到夏天+ 35◦C溫度的影響。令人遺憾的是，光纖光柵傳感器的實用性并不高。傳感器嵌入后的一年，17個傳感器中的10個已經無法運作。傳感器失效的主要原因是連接器失效。制造缺陷、鹽晶體或其他污物導致了粘接劑連接器無法繼續粘合連接器外皮和光纖電纜。
一般土木建筑的應用：將光纖光柵傳感器安裝在一個五層65000平方英尺的混凝土結構上，主要用于施工階段應力監測、混凝土養護以及內部裂縫傳感。使用布里淵分布式光纖光柵傳感器對一幢建筑進行溫度分布監測。將1400米的光導纖維安裝在建筑物的表面。其表面的溫度變化一天之內通常維持在4◦C。
圖2：試件底部光纖的“交錯”布置
2.2 缺陷檢測
光纖傳感器用于土木工程的結構安全監測涉及對諸如裂縫、腐蝕和剝離等缺陷的檢測。裂縫檢測的依據是光傳輸的損失和以光纖傳感器為基礎的超聲波。腐蝕、酸堿值和氯化物含量的檢測則主要借助調色法實現。
使用光纖監控混凝土的裂紋尖端的形狀。其操作方法依據的原理是當纖維發生斷裂，混凝土中會出現裂縫并且裂縫程度會擴大，最終會影響光學纖維。然而,這個方法的適用范圍是有限的,因為裂縫區域纖維的聚合物涂層必須在混入混凝土中之前被移去，如果不能提前獲悉裂紋的位置則很難做到。
監測混凝土梁彎曲裂縫的方法：將光學纖維“交錯”置于混凝土梁底部(參見圖2)。當建筑結構中出現裂縫，除了90度以外，其他角度的交叉光學纖維都出現了彎曲。對混凝土標本的初步實驗結果顯示，該方法能檢測到裂縫寬度小于0.1mm的裂縫。最近,此方法被用來監視靜態加載下的多重彎曲裂縫、循環荷載下的裂縫和混凝土梁中應力作用下的收縮裂縫。然而,這種方法并不適用于檢測平行于建筑物表面的裂縫。還有一種基于光纖傳感器的技術，可以用來監測平行于建筑物表面的剝離情況。這個方法將單頻激光干涉儀置于物體表面，對被測試梁進行移動負載實驗。干涉儀的輸出代表了光學相移，且沿嵌入纖維和綜合應力成正比，當加載位置移動時，便可測得位移的曲線與負載的位置。實驗發現，位移與剝離位置和剝離程度密切相關。
光纖傳感器也可以被當作超聲波/聲學傳感器來檢測裂縫。利用分布式光纖傳感定位系統監測混凝土梁中的缺陷的方法，通過壓電陶瓷傳感器生成壓力波。光纖傳感器被置于梁的表面以監測超聲信號回聲。初步實驗研究表明，基于共振法，發現梁中有兩處模擬缺陷。
光纖傳感聲學傳感器可以監聽到混凝土結構裂縫中發射出的聲音信號。實驗表明，光纖光柵傳感器已經能夠接收到超聲波。
總的來說，這一領域的主要研究成果都是源于初步實驗。提出的方法要求預先了解裂紋的位置。超聲波方法不受裂紋方向的影響。以往的研究表明了超聲波能夠檢測混凝土結構中的剝離、空隙及裂紋現象。
關于腐蝕檢測，報告表明使用光纖傳感器的鋼筋腐蝕檢測技術是以顏色調制為基礎。當纖維極度接近（
光纖氯化物感應器用鉻酸銀粉末固定在光纖末端。在氯化物把紅褐色的鉻酸銀轉變成白色的氯化物的情況下適合使用這種感應器。顏色的變化增強了擴散在纖維中的光的強度。試驗結果顯示了氯化物濃度與光輸出斜率及時間曲線圖成比例。然而這種傳感器的缺點在于其并不是一種雙向傳感器，因此很難檢測不斷增加或減少的氯化物濃度。
分布式濕度和酸堿度檢測方法使用了表面貼裝了凝膠聚合物涂層和光纖的電纜。由于凝膠吸附水在水介質中膨脹，所以需要調制光纖維的損失。系統是在模擬實驗中測試的，目的是為了檢驗灌入后張混凝土結構鋼管道中的水泥漿的范圍。試驗可以確定出無水的空心區域。這種類型的傳感器通過選擇恰當的凝膠系統作為響應酸堿度變化的指示劑，能檢測出水泥漿酸堿度降低的區域。酸堿度的降低可能會造成鋼的腐蝕。光線傳感器系統用于測量混凝土中的酸堿度，這里的混凝土是指含有固定在高親水聚合物基質上的酸堿指示劑染料。酸堿度的變化由染料/聚合物系統的顏色變化來表示。即使在酸堿度12-13的腐蝕介質中，這種傳感器系統也表現出了穩定性。
2.3 光纖傳感器總結
與局部的準分布式（或多路復接）及分布式傳感器一樣，光纖傳感器在實驗室及實地測試中都有傳感能力。光纖傳感器在土木工程結構中的各種應用，如檢測應力、位移、震動、裂縫、腐蝕和氯離子濃度等都已得到開發。尤其是對橋梁、水電站項目及一些民用建筑的實地測試都證明了它的有效性。光纖傳感器可以在惡劣的自然環境中使用，有著較大的傳感范圍及較低的傳感損耗，并且具備抗電磁干擾功能，所以在土木工程結構的結構安全監測方面很有優勢。但是，因為土木工程結構中所用的光纖傳感器的研究都是比較近期的，最早的報告始于1989年，所以在現場實驗條件下是否會因老化影響長期感應能力有待進一步研究。光纖傳感器在一些結構中比較脆弱，而且一旦嵌入到混凝土中，若有損壞就會難以修復。使用光纖傳感器檢測缺陷及損壞的現場試驗還未經過充分的研究和記錄。
3. 壓電傳感器
根據電氣到機械的改革，壓電材料展示了其同步傳動裝置/傳感器的性能。壓電材料有很多不同種類，包括壓電陶瓷、壓電聚合物和壓電復合材料。最近，作為一個基于測量電抗阻和彈性波的主動傳感技術，壓電傳感器被引入到土木工程結構的結構安全監測中。
3.1電抗阻的結構安全監測方法
當工程結構上的壓電陶瓷片由一個固定不變的交變電場驅動時，壓電陶瓷片與其連接的結構中會產生微小的變形。由于激振頻率很高，所以只在非常接近傳感器的局部區域出現結構的動態響應。局部區域對機械振動的響應以電氣響應的形式轉回壓電陶瓷片。因此，可以通過測量壓電陶瓷感應器的電抗阻來直接檢測結構損傷。
通過使用壓電陶瓷片在鋼筋混凝土（RC）橋樣品上進行以抗阻為基礎的安全監測及損傷檢測。在橋的關鍵位置上裝有11個壓電陶瓷片。在裝入過程中掃描陶瓷片，以獲得不同階段的阻抗數據。結果顯示表面貼裝的壓電陶瓷片對其附近混凝土中裂紋的形成很敏感，但對那些離遠一點的混凝土中裂紋的形成則不敏感。對裝有壓電陶瓷片傳感器的混凝土梁（1000mm×100mm×500mm）執行兩套實驗測試。電導納抗實數部分的均方根差（RMSD）隨著樣件表面或內部損傷面積的增加而增加。一項新方法用于識別測定的導納特征中的等效結構參數（硬度、質量和阻尼器），經識別的參數用于描述損傷特性。這個方法被用于檢測桁架、橫梁和混凝土塊中的損傷。傳統的均方根差相只暗示了很少一部分損傷基質的性質情況，這個方法可更深入地了解損傷機制。測量壓電陶瓷片的等效電路參數，如靜態柔量、靜態電阻、動態電感、動態電阻與動態柔量等，以監測混凝土結構的應力和溫度。
3.2彈性波的結構安全監測方法
初步研究，在鋼筋上粘有壓電陶瓷片的情況下，監測加強筋與混凝土之間的脫粘現象。在執行器上使用了峰值為200V的5峰脈沖超聲波，并記錄分析了振幅和第一峰值的到達時間。發現接收信號的振幅以線性比例的方式增長至使鋼筋從混凝土上脫粘為止。當鋼筋是彈性的時，到達時間保持不變，而當鋼筋斷裂時，到達時間增長。同時使用了壓電及超聲波分析（PZFlex）軟件模擬傳感器的反應，以此作為鋼筋混凝土結構中的參數，如裂紋寬度、脫粘尺寸及不同鋼筋的位置。數值模擬表現出鋼筋混凝土結構中的裂紋不會影響傳感器的輸出。當結構中同時存在脫粘損傷和裂紋時，脫粘損傷控制著輸出信號。
通過將壓電傳感器粘到混凝土砌塊表面的方法，可以研究無損檢測的可行性。通過在檢測樣品表面放置不同質量的物品來模擬結構損傷。實驗結果表明模擬損傷的尺寸和位置與其轉移函數的振幅變化及自然頻率的變化密切相關。這些信號中的異常現象是可重復的，而且損傷導致的異象會有明顯的性質差異。
損傷主動質詢（ADI）技術：以監測修復混凝土與碳纖維復合材料（CFRP）之間的分層現象。如圖3所示，將壓電陶瓷傳感器連在碳纖維復合材料薄片上。橫梁尺寸為100×150×900mm,上面設10×25×100mm的凹口用于開始及加快分層過程。這個損傷主動質詢系統通過傳感器的寬帶激發主動質詢結構。傳感器信號可轉化成數字資料，則轉移函數、累加平均δ和執行器/傳感器的損傷指數就可以計算出來了。圖4顯示了損傷指數與負載的關系。當負載增加時，區域1中的損傷指數明顯增加了，而區域2和區域3中的損傷指數開始分別增至160kN和200kN。從而檢測了分層過程。且損傷的定位誤差只有0.67%。
圖3：粘在混凝土梁上的碳纖維材料上壓電陶瓷片的位置
圖4：隨外加負載的增加，區域1、2、3損傷指數的變化
可根據連續波分析基礎上不同的中心頻率彈性波能量來計算損傷指數，損傷指數可以準確表示出鋼筋混凝土梁中裂紋的產生和擴展。相比基于阻抗的方法，基于彈性波的方法可以檢測更大面積的區域。此外，基于彈性波的方法還可利用波傳播的更多信息來確定損傷，如轉移函數的振幅和相位、頻率的變化、振幅和到達時間。這種方法和基于電阻抗的方法都是主動傳感方法，但大部分結構安全監測技術都是以依賴被動傳感器測量值的被動傳感診斷法為基礎，從而確定結構條件或環境中的變化。然而，還需要進一步研究以驗證其可行性，從而通過結合其他技術，如無線通信、檢測損傷位置與嚴重性算法等來檢測混凝土構件和結構中的不同缺陷。
4. 自診纖維增強復合物
水泥或復合物基質中的自診（或自監測）纖維增強復合材料包含導電相，如碳纖維和導電粉等。這些復合材料能夠監測其自身的張力、損傷及溫度。研究表示碳纖維增強水泥可通過其電阻的變化來傳感張力和損傷。電阻在從高應力幅直至失效的過程中大大增加了。碳纖維復合材料與碳纖維增強水泥有類似的特性。將具有張力的碳纖維增強水泥的電阻變化分成三個階段：可逆傳感階段、平衡階段（電阻在這個階段幾乎不發生變化）及快速增長階段，這三個階段與加載過程中碳纖維增強水泥中裂紋擴展的不同階段相對應。
迄今為止，只有一些小規模的實驗室研究了碳纖維增強水泥和碳纖維復合材料。將碳纖維增強水泥涂層應用到受彎水泥漿梁的受拉和受壓側面上。在循環加載和卸載條件下，每個循環的受壓面上的涂層電阻出現可逆性降低，而在除第一循環的其他循環的受拉面上的電阻出現可逆性增長。由此可以看出，碳纖維增強水泥張力傳感涂層可用于水泥結構的安全監測中。碳纖維增強水泥-加強鋼筋混凝土梁的極限載荷與硬度略大于原始狀態鋼筋水混凝土梁的極限載荷與硬度。通過對電阻變化的測量，有較厚碳纖維增強水泥層的鋼筋混凝土梁對應力損傷和疲勞損傷的敏感度更高。還將含有短碳纖維的碳纖維復合材料涂層應用到砂漿試塊上，以此測量出張力。研究發現，超過了這些極限值，就會導致涂層內損傷。因此，可以很明顯看出，碳纖維復合材料涂層不能滿足實際應用的需要，不能夠在現實生活中監測水泥結構的性能。
碳纖維玻璃纖維增強型復合材料（CFGFRP）被設計用作一種極限伸長值較小的導電碳纖維與極限伸長值較大的中空玻璃纖維的混合物。在拉伸加載過程中，電阻會出現顯著的變化，這表明碳絲束失效。于是，因載荷受剩余的高伸長率玻璃纖維的維持， CFGFRP不會突然斷裂。因此CFGFRP有可能具有自診功能，而不會出現突發的失效?？深A先報警構件的災難性故障，并通過使用具有不同極限伸長值的碳纖維來監測高張力值。CFGFRP已被用于安全系統，放置在具有發現和阻止盜竊功能的安全墻上。
使用自診纖維增強復合物為傳感器的結構安全監測技術是一項簡單的技術。這類智能材料的最明顯的優勢之一是它們既可以作為結構材料又可作為傳感材料。碳纖維復合材料與玻璃纖維增強塑料可被用作水泥的加固元素。與素混凝土相比，含有少量短纖維的碳纖維增強水泥具有較高的硬度和抗張強度以及較少的干燥收縮。實驗研究表明了這些纖維能夠監測自身的張力、損傷及溫度。與碳纖維玻璃纖維增強型復合材料（CFGFRP）相比，散布在玻璃纖維增強型塑料中的碳粉（CPGFRP）和混合碳纖維復合材料（HCFRP）有更好的敏感度。但是，迄今為止還未開發出這種材料在土木工程結構的結構安全監測方面的現場應用。此外，還需要提高自診纖維增強復合物的傳感重復性。有很多因素影響著自診纖維增強復合物的重復性，包括：（1）導電材料在矩陣中的分布狀態；（2）因溫度、濕度和橫向效應造成的電阻變化；（3）因循環加載過程中傳感材料與界面損傷造成的電阻不可逆增長；（4）電阻測量方法與材料的準備。
5. 磁致伸縮傳感器
鐵磁材料的特性為，當將其放在磁場中時，它們就會出現機械變形，這個現象稱為磁致伸縮效應。當材料出現機械變形時，材料的磁感應強度發生變化，這種倒轉現象稱為倒轉的磁致伸縮效應。根據這些現象，發明了一種磁致伸縮傳感器（MsS）,這種傳感器可不直接接觸材料表面就能產生及檢測受驗鐵磁材料的導波。
用磁致伸縮傳感器（MsS）可檢測鋼管混凝土結構的內部空隙與夾雜物。這表明極致伸縮傳感器可以產生傳播于鋼管內的不同導波模式，并且這些導波對管內的缺陷很敏感。接收波振幅隨著缺陷與夾雜物的增多而降低。為克服磁致伸縮傳感器（MsS）的主要缺點，即只傳送相對較低的超聲波能量，研發了一個結合了壓電陶瓷和磁致伸縮傳感器的混合方法。這種方法對鋼筋水泥界面的檢測很有效。根據逆向磁致伸縮效應測量了鋼絲繩的應力。磁致伸縮傳感器（MsS）的精度小于3%，但溫度的干擾會影響精確度。溫度的兩個極端值即10℃和50℃之間的差為6%。使用離散小波變換從磁致伸縮傳感器檢測出的信號中提取了對損傷敏感的特征，從而構成一個多維的損傷指數向量。然后將損傷指數向量提供給人工神經網絡，以便對多股線的缺口尺寸及缺口位置進行自動分類。
6. 結束語
智能材料/傳感器在土木工程結構的結構安全監測方面蘊藏著巨大潛力。其中一些當前已經實際應用，而其他的還在實驗室中進行評估。光纖傳感器是土木工程的結構安全監測應用的多功能傳感器。光纖傳感器在土木工程結構中的不同應用，如應力、位移、震動、裂紋、腐蝕和氯離子濃度的檢測作用都已被開發出來。光纖傳感器可以在惡劣的自然條件下正常工作，具有較大的傳感范圍，較低的傳輸損耗，抗電磁干擾和分布式傳感的功能。但是，在現場實驗條件下的光纖傳感器是否會因老化影響長期傳感能力還未完全確定，需進一步研究。而且光纖傳感器在一些結構中比較脆弱，一旦嵌入到混凝土中，若有損壞就會難以修復。
基于電阻抗和彈性波方法，壓電傳感器可被用作土木工程結構的結構安全監測中一項主動傳感技術。抗阻方法取決于自感知執行器概念，也是一種定性方法。以彈性波為基礎的方法可以檢測出更大面積的損傷，而且這種方法還可以利用波傳播引起的附加信息來確定損傷。
自診纖維加強復合物也可作為傳感器，并且為土木工程結構的結構安全監測提供了一種非常簡單的技術。這類智能材料的最明顯的優勢之一是它們既可以作為結構材料又可以作為傳感材料。
磁致伸縮傳感器（MsS）僅僅通過改變線圈或磁鐵形狀就可以產生不同的導波模式。這種傳感器可以不使用任何的耦合劑就能工作。導波因其能夠進行遠距離檢測，所以有著很大的監測潛力。但是，磁致伸縮傳感器只適用于鐵磁材料，只能傳送低信噪比的較低超聲波能量。
結構安全監測系統必須具有監測損傷的位置及嚴重程度的綜合能力。但是，迄今為止許多在土木工程的結構安全監測中使用的智能傳感器/智能材料的應用研究都涉及智能傳感器的傳感能力。換言之，用傳感器的數據就可以直接監測出結構中的一些損傷。而另一些損傷只能通過特殊的診斷方法間接檢測出來。重要的土木工程結構通常是比較大型的建筑。所以，要裝備很多傳感器來檢測結構的安全狀況。實際土木工程的結構安全監測很大程度上取決于診斷算法。因此，土木工程的真正的結構安全監測系統是集智能傳感器/智能材料、數據傳輸和高級診斷方法為一體的。
參考文獻
[1] K. P. Chong, 《土木結構的安全監測》，智能材料和結構雜志，第9卷，編號11，頁碼892–898， 1999。.
[2] F. K. Chang, 《結構安全監測：第一次結構安全監測國際研討會總結報告》，第二次結構安全監測研討會會議紀要， F. K. Chang編制，頁碼3–11，達亞顧問出版公司，蘭開斯特，英國，1997.7.
[3] B. Culshaw an和 J. Dakin, Eds.，《光纖傳感器的應用、分析與未來趨勢》，第4卷，阿泰奇出版社，倫敦，英國，1996。
土木工程的技能范文4
關鍵詞:土木工程施工質量控制探討
在我國城市化進程不斷加快的環境中，工程建筑得到有效的發展，其中土木工程中的工程建筑項目至關重要。隨著對土木工程施工質量要求越來越高，需要對土木工程施工質量的影響因素進行有效的分析，從而采取積極有效的措施提高質量水平。并結合土木工程的實際情況，加強理論與實踐合作結合，以便對土木工程施工質量進行有效的控制，以便提高整體質量水平，促進土木工程整體水平的發展。
1土木工程施工質量控制的重要性
土木工程施工環節是緊密聯系的，需要對其施工質量進行較好的控制與提高，需要對其施工工藝、工序等進行嚴格控制，為土木工程施工計劃提供前提依據，以便促進施工質量水平的提高。在施工的時候，通過對施工工序與條件等進行有效的控制，可以為施工質量的提高發揮一定作用。由于土木工程具有復雜性與一次小等特點，需要對施工過程中突發事件進行有效的分析。并且，需要對土木工程施工質量的影響因素進行分析，包括天氣、工序、工藝、工作人員綜合素質、材料質量等方面，需要加強管理。并且在較差作業的時候，需要其中不穩定因素進行細致的分析，以便有效的提高整體施工質量。其施工質量嚴重影響到整個土木工程的效果。通過對土木工程中的施工質量進行有效的控制，可以土木工程的整體質量與經濟水平進行有效的提高。因此，提高土木工程施工質量是十分有必要的，也是十分重要的［1］。
2土木工程施工質量控制的影響因素
2．1施工人員綜合素質較低
施工人員的綜合素質會對施工質量造成較大的影響，并且該因素會貫穿整個土木工程中。其中施工人員的專業技能、責任感、工作態度等均對施工質量具有較大的影響。同時，施工人員人力資源緊缺，導致大多數農民工的加入，沒有經過專業的技能培訓，嚴重影響到整體綜合素質，繼而對土木工程施工質量造成較大的影響。
2．2建筑材料質量的影響
土木工程的施工材料性能與質量是影響施工質量的重要因素之一，大多數建筑工程企業為了獲取短期的利益，會采用質量較低，價格低的建筑材料，從而導致其施工材料質量取法得到保障，繼而會嚴重影響到整體的施工質量。比如，防水、防火材料不合格，會導致建筑工程出現漏水問題，并且容易引發火災，嚴重影響到施工質量［2］。
2．3環境影響
在土木工程施工的時候，其是露天施工為主，會受到不同的天氣與地質等因素影響，從而會影響到土木工程的施工質量。由于其地質環境、溫度、施工單位等的差異性，會導致質量存在較大的差異。因此，需要對周圍環境進行實際考察與研究，從而制定科學合理的施工方案，以便對施工質量進行有效的控制。
3土木工程施工質量控制的策略
3．1完善工程施工管理制度
在土木工程施工中，完善的施工管理制度會起到至關重要的作用。在建立完善的管理制度中，需要對意外事故與安全隱患等進行有效的避免與預防，加強對每個環節與部位的檢測，確保施工進度正常進行。針對施工環節中的重點與難點，需要加強管理，有專業人員進行監控，以便確保施工質量。同時，需要引進先進的施工技術與工藝，提高施工的安全性與質量水平。
3．2提高施工人員綜合素質
針對施工人員的綜合素質現狀進行分析，并加強專業技能的培訓，讓施工人員熟練掌握專業技能。并提高施工人員的責任感與工作態度，積極應對工作，培養良好的職業道德素養。認真、踏實的對待工作，避免施工出現意外與損失。同時，需要加強安全意識培養，在施工的過程中，需要加強安全防范，確保自身的生命健康安全，嚴格落實到安全制度，加強施工安全管理，避免安全事故的發生［3］。
3．3加強質量監督與管理
在土木工程施工的時候，需要對施工全過程進行有效的監督，根據監督情況，制定質量控制負責人，以便對監督機制進行有效的完善。在施工前的準備階段、施工過程以及施工完工等環節中加強監督與管理，制定出控制標準以及質量控制方案等，確保每個環節的施工質量，從而不斷提高土木工程施工的整體質量。
4總結
土木工程施工是一項復雜、龐大的工程，在施工質量中受到各種因素的影響，需要對其進行有效的分析，避免影響因素的出現。并且需要在施工各個環節中，加強管理，提高施工人員的綜合素質與安全意識，以便嚴格按照相關標準要求來執行，從而有效的提高土木工程施工質量與水平。
參考文獻
［1］曹瑞．對如何加強土木工程施工中質量的控制探討［J］．門窗，2012(12x):215－215．
［2］陸煒華．淺析土木工程項目施工過程中的質量和安全管理［J］．建材與裝飾:上旬市場營銷，2014，28(14):178－179．
土木工程的技能范文5
關鍵詞：職業高中 土木工程課程 多元化教學
土木工程課程具有較強的實踐性，教師不僅要教學基礎理論知識，也要安排合適的實踐活動，讓學生通過實踐掌握知識與技巧。職業高中傳統的土木工程教學模式，已不能培養滿足現階段社會及市場要求的合格人才，所以職業高中教師要積極探索多元化的教學模式，不斷提高土木工程課程教學效率。
一、職業高中土木工程課程教學存在的問題
1.理論與實踐聯系不緊
土木工程課程具有較強的實踐性，在課堂教學過程中，教師應把理論知識與實際問題結合，這樣才能取得理想的教學效果。然而，職業高中教師還沒有轉變傳統的教學理念，在教學過程中，只是一味地講解理論知識，而忽視生活實踐的重要性；在考評時，教師也主要以考試的形式來衡量學生的學習成果，沒有制訂相應的多元化考評體系，極大地限制了學生的個性化發展。
2.沒有緊隨時代變化
土木工程是一門動態的、發展的學科，其理論知識往往跟不上最新的實踐成果，導致土木工程課程的教學出現了時滯性。隨著我國社會經濟快速發展，市場環境日新月異，但職業高中教師很少把新理論和新事物及時融入土木工程教學中。
二、職業高中土木工程課程采取多元化教學模式應遵循的原則
1.科學全面地認識土木工程課
程多元化教學的內涵及外延在運用多元化教學方法時，職業高中教師要充分把握其內涵及外延，深刻了解學生的能力培養所涵蓋的內容，同時也不要局限于固有的教學模式。只要有利于學生認知土木工程學科，有利于提高學生實踐能力，有利于學生理解土木工程知識的方法，教師都可以采用。這樣，教師才能更好地將多元化教學方法運用到土木工程課程的教學中。
2.構建相應的實習平臺
職業高中應構建相應的實習平臺，讓學生參加實踐。這樣，不僅有助于學生及時發現問題并解決問題，還有助于學生快速提升綜合能力。在構建平臺的過程中，職業高中會面臨很多問題及阻礙，但職業高中教師必須積極、主動地面對困難，解決問題，并建立一個長期、穩定的校外實習平臺，使學生在實習崗位上提升自身的能力，掌握相關的技能。
三、職業高中土木工程課程多元化教學模式探究
1.模擬演練教學法
在土木工程課程教學中，教師應創設、模擬特定的事件，安排學生扮演不同的角色，讓學生通過親身感受和體驗，學習相關的理論知識及實踐技巧。如在教學土建、工程造價、施工管理等知識時，筆者借助教室或者實訓基地等設施，模擬相關事件與情境，并給學生安排相應的角色，讓學生在情境中掌握相關的知識與技能。
2.多媒體教學法
教師可利用多媒體技術，在課堂上放映一些與土木工程課程教學相關的圖片或視頻，以便學生更加直觀地了解土木工程課程知識，有助于學生學習相關理論知識，同時也降低了教育資源的消耗。此外，教師還可以利用多媒體進行課堂教學，活躍課堂教學氛圍，提高課堂教學的趣味性，進而提高學生的學習效率及教師的教學效率。
3.實踐教學法
教師利用學校構建的實踐平臺，讓學生去相關的企業實習。在有豐富經驗的師傅的指點下，學生能獲取更多相關知識與實踐技能，加深學生對理論知識的理解，并能夠將理論知識更熟練、更恰當地運用于實踐活動中。四、結語對于職業高中土木工程課程的教學來說，教師應結合該專業的特征，采取科學、合理的方法來設置相關課程，運用多元化的教學模式。這樣，有助于激發學生的學習熱情，調動學生的學習能動性；有助于學生更好地掌握土木工程相關理論知識和實踐技能，從而讓學生將所學知識更好地運用到實際工作中。
參考文獻：
土木工程的技能范文6
土木工程也是建造各類工程設施的科學技術的統稱，它既指工程建設的對象，即建在地上、地下、水中的各種工程設施，也指所應用的材料、設備和所進行的勘測設計、施工、保養、維修等技術。
作為一個重要的基礎學科，土木工程有其重要的屬性：綜合性，社會性，實踐性，技術經濟與藝術統一性。隨著人類社會的進步而發展，土木工程至今已經演變成為大型綜合性的學科，并已經出許多分支，如：建筑工程，鐵路工程，道路工程，橋梁工程，特種工程結構，給水排水工程，港口工程，水利工程，環境工程等學科。土木工程共有六個專業：建筑學，城市規劃，土木工程，建筑環境與設備工程，給水排水工程和道路橋梁工程。
通過一個學期土木工程概論課的學習，我已經深深地感受到土木工程涵蓋的廣泛，體味了前人取得的成就，也領悟了作為一名土木工程師的重大責任。當然，我們不能沉浸于現已取得的輝煌成就，止步不前。我們還應當與時俱進，去挖掘，去發現，去思考，去想象，去創新。在此，作為一名中國未來的土木工程師，我想結合土木工程的歷史，結合我國的國情和世界形勢，談一談土木工程的可持續發展之路。
(EnglishSummary)
MyknowledgeaboutcivilengineeringhasbeenbroadenedsinceIbecameastudentofTongjiUniversity.
Civilengineeringisaformofhumanactivity.Humanbeingspursuedittochangethenaturalenvironmentfortheirownbenefit.Buildings,transportations,facilities,infrastructuresareallincludedincivilengineering.
Thedevelopmentofcivilengineeringhasalonghistory.Ourseniorshadleftalotofgreatconstructionstous.Forexample,ZhaoZhouBridgeistherepresentativeofourChinesecivilengineeringmasterpieces.Ithasahistoryofmorethan1300yearsandisstillserviceatpresent.
Civilengineeringhasbeensorapiddevelopmentoftheperiod.Alotofnewbridgeshavebeenconstructed,andmanygreaterplansareunderdiscussion.Chinaisalargecounty.Andsheisstillwelldeveloping.SothiserawillbebothexcitingandrewardingfortheChineseCivilEngineers.Andofcourse,civilengineering’sfutureispromising.
However,civilengineerswillbefacingmorecomplexproblems.Weshouldpayattentiontothegrowingpopulationandalotofdeterioratinginfrastructures.Weshouldprepareforthepossibilityofnaturaldisasters.Tomeetgrowneedsinthefuture;weshouldalsotrytoupdateallthetransportationsystems.
Todealwiththeseproblems,wewillhavetodevelopinnovativeandenterprisingskills.Andweshouldchooseawaythatwecangocontinuously.HazardMitigationmaybeagreatchoice.Notonlycanitsavemoneyinthelongrun,butalsoavoidgettingintoanembarrassingsituationinwhichwehavetorebuildallthebrokenbuildings.Andweshouldalsousemoreenvironmentallyfriendlymaterialswhendesigningorconstructingnewbuildings.
Well,tobeabrilliantcivilengineerisnoteasy.Today,engineeringisasyntheticsystem.Itnotonlydependsontraditionalmechanics,butalsocloselyrelatedtoadvancedscience.SoPhysics,Chemistry,MaterialScience,ComputerScienceandperhapsmoreareallinourcivilengineeringprogram.
Tobeagoodcivilengineer,weshouldhavetheabilitytoapplytheknowledge,todesignasystem,acomponent,oraprocedureofconstruction.Weshouldalsobeabletoconductexperimentsandexplaintheresults.Furthermore,anengineerneverworksalone,soweshallcooperatewithworkingteam,andtryourbesttocommunicateeffectively.
I’mverygladtobeastudentinthiswonderfulfield.AndIwilltrymybesttobeasuccessfulcivilengineer,tomakecontributionstoourmotherland.
1．對土木工程的歷史、現狀和未來發展的認識
1．1．1古代土木工程
古代土木工程具有很長的時間跨度，它大致從公元前5000年的新石器時代到17世紀中葉，前后約7000年。在房屋建筑、橋梁工程、水利工程、高塔工程等方面都取得了輝煌的成就。一些文明古國的不少傳世杰作，至今巍然屹立。譬如我國的長城，埃及的金字塔等。公元6世紀建成的趙州橋，是世界上最早的敞肩式拱橋，于1991年被美國土木工程學會選為世界上地12個土木工程里程碑。
1．1．2近代土木工程
近代土木工程的時間跨度從17世紀中葉到20世紀中葉，前后約300年時間。在此期間，建筑材料從以天然材料為主轉向以人造材料為主，建造理論也從主要以總結長期建造經驗向重視科學兼顧經驗轉變。建造技術方面，一些性能優異的大型機械伴隨著各種極為有效的施工方法的出現，使得人們開始能建造結構復雜或所處環境惡劣的土木工程。期間建成的埃菲爾鐵塔、帝國大廈和金門懸索橋，至今仍不失為偉大的土木工程。
1．1．3現代土木工程
現代土木工程起始于20世紀中葉。發展至今，土木工程在建筑材料、結構理論和建造技術方面都取得了極其巨大的進步。
建筑材料方面，高強度混凝土、高強低合金鋼、高分子材料、鋼化玻璃越來越多地出現在建筑上。結構理論方面，利用電子計算機強大的運算和繪圖能力，力學分析和計算的結果更加符合結果的實際情況，使得在結構設計上更為可靠。對于建筑技術，已經發展到機—電—計算機的一體化，施工過程中，不論是上天、入地還是翻山、下海，都已不是施工的障礙了；而焊接技術的普遍使用，也使得鋼結構的發展進入了一個新的階段。
現代土木工程造就的舉世矚目的建筑有：我國臺北的國際金融中心，上海金茂大廈，馬來西亞吉隆坡的石油大廈雙塔樓，法國的諾曼底斜拉橋等。
1．2對土木工程的現狀的認識
現今的土木工程，正日益同它的使用功能或生產工藝緊密結合。
公共和住宅建筑物要求的建筑、結構、給水排水、采暖、通風、供燃氣、供電等現代技術設備日益結合成為整體。
工業建筑物則要求恒溫、恒濕、防微振、防腐蝕、防輻射、防火、防爆、防磁、防塵、防高（低）溫、耐高（低）濕，并向大跨度、超重型、靈活空間方向發展。
另外，高層建筑大量興起，地下工程高速發展，城市高架公路、立交橋大量出現，并逐步實現交通運輸高速化、水利工程大型化。
值得一提的是我國實行改革開放以后，綜合國力有了很大提高，已具備更大規模開發和利用水資源的條件，如三峽水利樞紐，南水北調工程等都是世界一流的大型水利工程。
1．3對土木工程未來發展的認識
隨著我國改革開放的不斷深入和經濟的迅速發展，中國將面臨一個更大規模的建設?？梢哉f，我們正面臨著一個伴隨著國民經濟飛躍的土木工程大發展的大好時期。而且這樣一個優良的發展環境已經受到并將繼續受到西方國家的急切關注。
作為跨世紀的一代，這一大好形勢為我們提供了空前難得的施展才干、向國際水平沖擊的良好機遇。同時，我們也深深感到，這是一個“機遇”與“挑戰”并存、“合作”與“競爭”交織、“創新”與“循舊”相爭的時代，如何把握世紀之交時土木工程學科的發展趨勢，開創具有中國特色、具有國際一流水平的土木工程學科的新紀元，是對我們跨世紀一代人的嚴峻挑戰。
2．我的感受和認識：中國的土木工程要走可持續發展之路
我國的土木工程有自己的特殊性。
“中國是世界上人口最多的國家，一項大資源被13億一除即變得微不足道，而一個小問題乘以13億就成了大問題?！眲⑽骼淌诖苏Z切實道出了我國的困難之所在。我國的煤、石油、天然氣、水、森林總量均居于世界前列，而人均占有量卻全部低于世界平均水平。人口、能源、教育、污染問題已經成為我國所面臨的四大嚴酷問題。走可持續發展迫在眉睫。而土木工程，也必當立足長遠，走出一條可持續發展之路。
放眼世界，美國的現代化進程可謂先進，而現今資料表明：未來美國要投入16000億美元來解決已建工程的不安全狀態，譬如，氯離子所引發的建筑銹蝕等等。作為當代土木工程師，在傳承前人輝煌成就的同時，也必須多多吸取已出事故的教訓，在今后的工作中進行創新改良，實現可持續發展。
2．1發展高新技術，應用結構健康監測，實現可持續發展
土木工程在實際使用過程中，會出現不同程度的損傷或性能退化，這將影響起承載能力和耐久性，甚至引發嚴重的工程事故，帶來重大的人員傷亡和經濟損失，產生嚴重的社會影響。因此，從建筑建成的一刻起，就要做好健康監測、修復和加固的準備。
隨著現代傳感技術、計算機與通訊技術、信號分析與處理技術及結構動力分析理論的迅速發展，人們提出了結構健康監測的概念，給土木工程的發展帶來革命性的變化。
結構健康監測系統通過在結構上安裝各種傳感器，自動、實時地測量結構的環境、荷載、響應等，對結構的健康狀況進行評估，科學有效地提供結構養護管理的決策依據，確保結構安全運營，延長結構使用壽命。
近年來，大型土木工程特別是大跨度橋梁結構的健康監測技術成為國內外工程界和學術界關注的熱點，通過科研和工程技術人員的努力取得了卓有成效的研究成果。國內外近年新建的許多大型橋梁都安裝了結構健康監測系統，如我國的上海徐浦大橋、江陰長江公路大橋、東海大橋、香港地區的青馬大橋，韓國Seohae橋和Youngjong橋、美國CommodoreBarry橋和加拿大Confedration橋等。
像這樣，通過發展結構健康監測與安全預警，在第一時間發現建筑可能出現的問題，及時進行修復與加固，既避免了可能出現的建筑事故，也基本解決了建筑過快老化損壞，不得不拆去重修的尷尬局面，及由此造成的大量經濟、資源、時間上的浪費，實現建筑使用的可持續發展。
2．2合理利用自然資源，注重既有土木工程設施的再利用，實現可持續發展
“可持續發展是在不犧牲后代并滿足其需要能力的條件下，滿足當前的需要”。
合理利用自然資源，則要在土木工程的建設、使用和維護過程中，土木工程師主動做到節能節地，并最大限度地發揮既有土木工程設施的作用。
比如，我們可以充分利用建筑綠化，在夏季有效降低灰磚墻表面溫度，從而減少空調的使用量；可以使用節能保溫型的多孔磚或復合墻體作為墻體材料，達到冬季保溫隔熱的作用；還可以太陽能、地下熱能等新能源，減少不可再生資源用量的減少。
另外，對既有建筑的再利用也是可持續發展的重要手段之一。這方面，上海已經取得不少成功的經驗：大量不用的廠房，很多已經轉變為展覽廳、辦公樓、藝術家工作室等。這樣的改造再利用，既符合現代使用的要求，又節約了能源，避免了浪費，不失為一種有效的辦法。
2．3開發利用再生資源和綠色資源，實現可持續發展
世界上每年拆除的廢舊混凝土，工程建設產生的廢舊混凝土等均會產生巨量的建筑垃圾。我國每年的施工建設產生的建筑垃圾達4000萬噸，產生的廢混凝土就有1360萬噸，清運處理工作量大，環境污染嚴重。此外，我國是20年來世界水泥生產的第一大國，而這本身是一項高耗資源、高耗能、污染環境的行業。
與其他材料相比，鋼材和再生混凝土較為符合綠色建材的標準，應當大力發展這樣的綠色建材。
對此，日本的愛知世博會，給我們上了生動的一課：材料方面，世博會的各種建筑材料表面上看很高檔，但是很多都是廢物利用。許多木版都是由建筑用木材廢料加工而成，到處擺放的坐椅，是電視機殼粉碎后制成。豐田展館內壁由回收的廢紙加工而成，長久會場日本館，既追求了人與自然和諧，也節約了經濟開支，所使用的大部分鋼材和木料，都可以回收利用。同時，竹壁的優越性在3到9月愛知的酷暑也顯現無遺。竹子本身的性能大大降低了室內溫度，空調的使用也明顯減少。這一點給了我眾多的思考：在建筑選材方面，在合適之處應用自然的可再生資源，節約開支的同時，也實現了生態與建筑的和諧可持續發展，何樂而不為呢？
另外，在日本愛知世博會長久手會場，繭狀日本館為減少熱負荷，利用墻面綠化、生物降解塑料材料和間伐木材(森林中被砍掉的細木材)實現了環保功能。以“自然的智慧”為主題的愛知世博會，展館建設大量應用現代科技成果，突出環保性和功能性，反映出人類對自然美的孜孜追求。而這，也應當是未來土木工程師要學習和發展的方向。
我國建筑中，李國豪教授設計的揚浦大橋也堪稱經典。引橋部分的螺旋式上升結構，節約人民幣數億元，是土木工程實現經濟性可持續發展的典范。
當然，可持續發展，絕不是一味地追求節省，而是要尋求一種最合理的中間狀態，既要保證建筑有足夠的創意，也要追求完美的技術經濟指標，以最少的投入獲得最大的效益。我們依舊還是要創造經典，但是絕不能建立在揮霍金錢，建立在耗費更多的資源、能源的基礎之上。現今，建筑世界已經進入到生態美學的時代，注重文化、生態、工程與環境之間的關系，注重人性化、節能與可持續發展，才是當代工程師的著眼方向。
3．身邊的土木工程實例
我已經在上文中提及了許多土木工程實例，也述說了我對它們的一些認識。下面，我想注重談一下對蘇通大橋的了解。
蘇通大橋連接蘇州與南通兩座古城，如今正在顯露雄姿。這座全長32.4公里的大橋，是在建中的世界第一大橋。
據蘇通大橋建設副總指揮何平介紹，蘇通大橋由跨江大橋工程和南、北岸接線工程三部分組成。全線采用雙向六車道高速公路標準。大橋總投資約64．5億元，預計2008年底建成。蘇通大橋的建設過程將攻克一系列世界性難題，并創造四個世界之最。
最大主跨。蘇通大橋為斜拉橋。斜拉橋自上世紀50年代開始修建，世界上已建成的各類斜拉橋有200余座。目前世界上已建成的最大跨徑斜拉橋為主跨890米的日本多多羅大橋，在建的香港昂船洲大橋主跨1018米，蘇通大橋跨徑1088米，建成后將成為世界最大的跨徑斜拉橋。
最深基礎。蘇通大橋主墩基礎由131根長約120米、直徑2.5米至2.8米的鉆孔灌注樁組成，承臺長114米、寬48米，面積有一個足球場大，是世界規模最大、入土最深的橋梁樁基礎。
最高塔橋。目前已建最高橋塔為多多羅大橋224米鋼塔，蘇通大橋塔為高300.4米的混凝土塔，比在建的香港昂船洲大橋橋塔高6米，為世界最高的橋塔。
最長拉索。蘇通大橋最長拉索為577米，最大重量為59噸，比多多羅大橋斜拉索長100米，為世界上最長的斜拉索。
交通部總工程師鳳懋潤說，蘇通大橋是世界第一跨度斜拉橋，將成為中國由橋梁大國向橋梁強國轉變的第一個標志性建筑。
4．土木工程專門人才應具有的素質
成為優秀的土木工程師，必須具備“四要素”，即知識結構、實踐技能、能力結構以及綜合素質與創新意識。
知識結構包括：公共基礎知識，專業基礎知識和專業知識。
首先，優秀的土木工程師必定有扎實的公共基礎知識，并且，在熟悉了解自然科學的基礎之上，良好的思想道德心理素質和人文、社會科學基礎知識也必不可少。
其次，優秀工程師還必須有過硬的專業基礎知識。對工程數學、流體力學、巖土工程、結構工程等都要有扎實的理解和較強的應用能力。
第三，還要有深入的專業知識。不論是從事鐵道工程、隧道工程、地下工程還是建筑工程，每一個工程師都要對所偏重行業有著先進的專業知識。只有這樣，才能使我國的土木工程事業，走在世界的前列。
土木工程離不開實踐。因此，工程師要具備高超的實踐技能。譬如：制圖技能、計算機應用技能、工程測量技能和結構檢測技能等。
作為土木工程學院的本科學生，我會在大學四年的學習過程中，努力掌握好計算機語言與程序設計技能，珍惜每一個上機實習的機會，并在大學物理實驗、材料實驗和結構實驗中掌握一般結構實驗的基本方法，初步具備結構檢驗的技能，做好技術實習、課程設計，爭取在結構設計大賽中獲獎。
此外，工程師與科學家的不同在于不僅受到自然規律的制約，還會受到社會規律的約束。工程技術人員的的每個工程方案的完成都是某種“社會活動”，絕不可能靠一個人在房間里單獨完成。因此要有足夠的能力與社會打交道，遵循好社會規律。
在學習生活中，我將不斷提高自己的自學能力，從學習中提升工程能力，在學生工作中提升管理能力，逐步完善自己的知識結構，從中培養出科技開發能力并在表達能力和公關能力上多下工夫。
不過，這些技能還構不成一個真正有助于我國可持續發展的土木工程師。因為工程師最重要的是具備高尚的道德文化修養和思想品質。為了國家和民族的利益，獻身祖國的事業。為了國家的榮譽，能有強烈的競爭意識。具備唯物辨證的思想方法，有蹋實、嚴謹、苦干的工作作風。只有這樣，才能做一名合格的中國土木工程師。
我們還應看到，我國的土木工程事業與世界一流水平還有一定的差距。譬如國內的不少高層建筑（包括上海的環球金融中心），其工程設計幾乎全部由國外承擔，鋼材幾乎全部從國外進口，工程總承包也大多由國外承擔，只有鋼結構制作與安裝等工作由國內單位承擔。獲得完全自主的知識產權，實現工程建筑的國產化，趕超國際水平，需要我們青年一代去完成！
作為祖國未來的土木工作者，我將努力做到：
1．達好基礎，學好外語，承認不足，不甘落后，不斷在創新、質量和美學上下工夫。
2．提升自己的競爭意識，敢于參與國際大賽并獲得獎項；
3．工作結合我國國情，特別是考慮由于人口負擔過重造成的能源不足、水資源和耕地缺乏。特別注意不使西方發達國家在他們發展過程中由于當時對可持續發展認識不足造成的錯誤與嚴重后果在中國的大地上出現！
我將不斷提升能力，鼓足干勁，與其他同學一道，走出一條自主創新、可持續發展的有中國特色的土木工程發展之路，共同將我國的土木工程事業推向新的！
附錄：
參考資料：
《土木工程》(英)斯科特(Scott,J.S.)撰中國建筑工業出版社
《土木建筑文獻檢索與利用》肖友瑟主編大連理工大學出版社
《土木工程總論》丁大鈞，蔣永生編中國建筑工業出版社
《土木建筑工程概論》王繼明主編高等教育出版社
《土木工程學報》中國土木工程學會土木工程學報編輯部
《土木工程》中國土木工程學會科學出版社
《土木工程概論》上海交通出版社
《土木系統工程》機械工業出版社
《INTRODUCTIONOFCIVILENGINEERING》中國建筑工業出版社
聽課紀錄：
2007.09.19朱合華土木工程與土木工程師
2007.09.26劉西拉21世紀土木工程師的知識素質和能力
2007.10.10周順華鐵路的現狀與發展
2007.10.17陳以一建筑與結構
2007.10.24呂西林土木建筑工程中的高新技術
2007.11.07盧耀如地球、科學、人生
2007.11.14樓夢麟水利工程與水工結構
2007.11.21孫立軍交通運輸工程概況
2007.11.28范慶國現代施工技術
2007.12.05孫柏濤地震的研究與預防
2007.12.12項海帆國際橋梁與結構工程新進展
