第二节 土木工程的性质和特点

人们的日常生活和各种工业建设都与土木工程息息相关。土木工程为人类活动提供了功能良好、舒适美观的空间和通道，可以抵御自然或人为的各种作用力。土木工程建设是社会化大生产，其产品体积庞大，建设场所固定，建设周期长，投资数额大，占据资源多。土木工程有下面四个基本性质。

1．综合性

土木工程是一门涵盖范围广泛的综合性学科，一般要经过勘测、设计和施工阶段，需要运用工程地质勘测、水文地质勘测、工程测量、土力学、工程力学、工程设备、建筑设备、建筑材料、工程机械和建筑经济等学科和施工技术、施工组织等领域的知识以及电子计算机和力学测试等技术。

随着科学技术的进步和工程实践的发展，土木工程已经发展为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。人类活动有生息居住、生产活动、陆海空交通运输、信息传输和能源传输等需求，这就要求土木工程综合运用各种物质条件，以满足各种各样的要求。土木工程已发展出许多分支，如建筑工程、铁路工程、道路工程、飞机场工程、桥梁工程、隧道及地下工程、特种工程结构、给水排水工程、城市供热供燃气工程、港口工程和水利工程等学科。

2．社会性

土木工程伴随着人类社会进步而发展，工程设施可以反映出各个历史时期的社会、经济、文化、科学和技术发展的面貌，成为社会历史发展的见证之一。远古时代，人们就开始修建简陋的房舍、道路、桥梁和水渠，以满足简单的生活和生产需要。后来，人们为了适应战争、生产和生活及宗教传播的需要，兴建了城池、运河、宫殿、寺庙及其他建筑物。许多闻名的工程设施，如我国的万里长城、都江堰、京杭大运河、赵州桥、应县木塔，埃及的金字塔，希腊的巴台农神庙，罗马的给水工程等，显示出人类在那个历史时期的创造力。

进入20世纪后，钢筋和水泥实现了工业化生产，机械制造、能源技术和设计理论实现了突破，使土木工程得到了突飞猛进的发展，在世界各地出现了现代化规模宏大的工业厂房、核电站、高速公路、摩天大厦、铁路、大跨度桥梁、大直径运输管道、长大隧道、大运河、大堤坝、大型飞机场等工程。现在土木工程不断为人类社会创造崭新的物质环境，成为人类社会现代文明的重要组成部分。

3．实践性

土木工程具有很强的实践性，在土木工程发展过程中，工程实践经验常先于理论，工程事故常显示出未能预见的新因素，从而引发新理论的研究和发展。自17世纪开始，近代力学同土木工程实践结合起来，逐渐形成材料力学、结构力学、流体力学、土力学和岩体力学，作为土木工程的基础理论学科，这样土木工程才逐渐从经验发展为科学。

然而，目前不少工程问题依然靠实践经验进行处理。其原因在于客观情况过于复杂，难以如实进行室内试验、现场测试和理论分析。例如，由于岩土体材料的复杂性，地基基础、隧道及地下工程的受力和变形状态及随时间的变化特征，仍需要参考工程经验进行分析判断。另外，只有进行新的工程实践，才能揭示新的问题。例如，建造高层建筑、高耸塔桅和大跨度桥梁等，工程的抗风和抗震问题突出了，才能发展这方面的新理论和新技术。

4．技术、经济和艺术上的统一性

人们力求经济地建造一项工程设施，用以满足使用者的预定需要。而工程经济性则与各项技术活动密切相关。工程经济性首先表现在工程选址和总体规划上，其次表现在设计和施工技术上。工程建设总投资、工程建设后的经济效益和使用期间维修费用等，都是衡量工程经济性的重要方面。这些技术问题联系密切，需要综合考虑。

符合功能要求的土木工程设施作为一种空间艺术，首先是通过总体布局、本身体形、各部分尺寸比例、色彩、线条、明暗阴影与周围环境，同自然事物的协调和谐表现出来。其次通过附加于工程设施的局部装饰反映出来。工程设施造型和装饰还能够反映出民族风格、时代风格以及地方风格。一个成功的工程设施可使周围景物和城镇容貌增色，给人以美的感受；反之，则会破坏周围环境。

在土木工程长期实践中，人们注重房屋建筑艺术，选用不同建筑材料配合自然景观，建造了诸多艺术优美、功能良好的工程，如我国古代万里长城、现代的杭州湾跨海大桥、中央电视台（总部大楼）和国家体育馆（鸟巢）等，都是个性鲜明的工程实例。