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近代土木工程的特点

近代土木工程的特点

近代土木工程的特点范文第1篇

1土木工程发展历史

1.1古代土木工程公元前5000年开始至17世纪中叶时期,称为古代土木工程阶段。土木工程的古代时期是从新石器时代开始的。人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动,后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料,使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至18~19世纪,在长达两千多年时间里,砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料,为人类文明作出了伟大的贡献,甚至在目前还被广泛采用。历经漫长的古代大型土木工程的发展,土木工程建设内容更加丰富,建设工具有了新的发展,同时人们积累了丰富的土木工程建设的经验,为大型土木工程建设的发展打下了坚实的基础。

1.2近代土木工程产业革命的开始是近代土木工程发展的开端。随着近代工业的发展,人类的生活需求也不断增长,这些不仅反映在吃穿行上,还反映在房屋建筑及市政工程方面。而电力的应用,使高层建筑实用化成为可能;电气照明、给水排水、供热通风、道路桥梁等市政设施与房屋建筑结合配套,开始了市政建设和居住条件的近代化;在结构上要求安全和经济,在建筑上要求美观和适用。随着大型土木工程近代工业化的进一步发展,在19世纪中叶为满足科学技术发展和分工的需要,土木和建筑开始分成为各有侧重的两个单独学科分支。工程实践经验的积累促进了理论的发展。材料力学、静力学、运动学、动力学等学科逐步形成,各种静定和超静定桁架内力分析方法和图解法得到很快的发展。这为大型土木工程建设的理论提供了很好的交流平台,有利于促进土木工程建设理论的进一步发展。理论上的突破,反过来极大地促进了工程实践的发展,这样就使近代土木工程这个工程学科日臻成熟。第一次世界大战以后,近代土木工程发展到成熟阶段。这个时期的一个标志是道路、桥梁、房屋等大规模建设的出现。另一个标志是预应力钢筋混凝土的广泛应用。

1.3现代土木工程时期第二次世界大战的结束刚好是现代土木工程发展的开端。第二次世界大战结束后,社会生产力出现了新的飞跃,现代主义运动取得了全面胜利。现代科学技术突飞猛进,土木工程进入一个新时代。在近40年中,前20年土木工程的特点是进一步大规模工业化,而后20年的特点则是现代科学技术对土木工程的进一步渗透。首先,现代主义的高层建筑在理论计算方面有了新的发展,高层建筑结构的分析计算已基本告别传统的手工计算而采用计算机程序计算,基本上都采用三维空间结构分析计算程序。其次,高层建筑由于对抗震、抗风的要求高,且建筑多样化,层数、高度日益提高。再者,现代主义的高层建筑反对外部包装、建筑含义和历史风格,强调形式追随功能和技术,技术上升到艺术层次。

2土木工程理论、材料及技术的发展

通过多年来实践探索,土木工程的发展日臻完善。在科学理论方面,理论研究精密化,计算力学、结构动力学、动态规划法、网络理论、随机过程论、滤波理论的成果,随着计算机的普及而渗进了土木工程领域。结构动力学也已发展完备,荷载不再是静止的和确定性的,而被作为随时间变化的随机过程来处理。静态的、确定的、线性的、单个的分析,逐步被动态的、随机的、非线性的、系统与空间的分析所代替。电子计算机使高次超静定的分析成为可能,进而使得高层建筑中框架-剪刀墙体系、筒中筒体系空间工作和大跨度的桥梁得以实现。大跨度建筑的形式层出不穷,薄壳、悬索、网架和充气结构覆盖大片面积,满足种种大型社会公共活动的需要。从材料特性、结构分析、结构抗力计算到极限状态理论,在土木工程各个分支中都也得到了充分发展。理论研究的日益深入,使现代土木工程取得了许多质的进展。在工程材料方面,标号为500~600号的混凝土已在工程中普遍应用,而轻质、高强化的混凝土成为大跨、高层、结构复杂的工程的新要求。高强钢材与高强混凝土的结合使预应力结构得到较大的发展,先张法和后张法的预应力混凝土屋架、吊车梁和空心板在工业建筑和民用建筑中广泛使用。同时铝合金、镀膜玻璃、石膏板、玻璃钢等工程材料以现代科学技术的进步为背景发展迅速,为大跨、高层、结构复杂的工程建设提供了全新的支持。在施工技术方面,种种现场机械化施工方法发展得特别快。同步液压千斤顶,滑模,直升机安装天线,用一群小提升机同步提升大面积平板的升板结构等一系列施工方法广泛应用。此外,钢制大型吊装设备与混凝土自动化搅拌楼、输送泵等相结合,形成了一套现场机械化施工工艺,使传统的现场灌筑混凝土方法获得了新生命,在高层、多层房屋和桥梁中部分地取代了装配化,成为一种发展很快的方法。精密化的理论研究、全新的工程材料和先进的施工技术,使得大跨、高层、结构复杂的大型土木工程的建设成为可能。

近代土木工程的特点范文第2篇

[关键词]土木工程 教学内容 教学模式

[中图分类号] TU7-4 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2014)14-0079-03

我国土木工程建设有着飞快的进步,房地产产业和住宅的大发展、高速公路和高速铁路网的迅猛兴起,增强了我国的综合实力。城市建设中的基坑开挖不仅越来越深,而且开挖对周围环境的影响越发敏感;全国30多座城市已建或在建地铁,大冶露天铁矿开采的边坡高度达到800多米,海底隧道、煤矿开采的深度最深达到1000多米。同时,近些年我国工程建设中事故频发,如杭州风情大道地铁基坑倒塌事故、上海莲花河畔景苑7#楼倾倒事故、青岛输油管道爆炸事件。因此,我国对工程建设场地选址及场地内地质条件要求越来越高,水文与工程地质工作是土木工程建设重要的、不可缺少的基础工作。

1998年教育部颁布《普通高等学校本科专业目录》,将原来的结构、桥梁、道路、岩土、矿井建设、城镇建设等8个专业合并为土木工程专业,成为一个宽口径的大专业土木工程,具有内涵广泛、支系众多、科目复杂的特点,涵盖领域极为广泛,对学科全貌充分认识与把握,以期培养出的学生“理论基础扎实,专业知识面广,实践能力强,综合素质高,并有较强的科技运用、推广、转换能力”。[1] [2]土木工程概论课程涵盖工业与民用建筑、交通土建、地下工程、岩土工程、市政工程、水利水电工程及国防工程等广泛领域。[3] [4] [5]通过对土木工程概论课程的学习,对刚进入大学的水文与工程地质专业学生以后从事土木工程相关的勘察、设计、施工、监理、管理等领域从事技术或管理工作有个较为全面的认识。

一、水文与地质专业对土木工程的重要性

资源开发和基础建设在国民经济中有着十分重要的意义。道路桥梁建设、煤矿资源调查等项目开展初期和建设过程中都必须对工程地质自然灾害、水文与工程地质条件、不良地质现象及工程对周围环境的影响进行评价和调查。资源开发利用、基础设施建设造成的水文与工程地质条件的恶化,对人类的生产和生活造成极大的影响,如采矿导致的地面沉降、人工开挖对边坡稳定性的影响、尾矿库对地下水的污染、水库蓄水诱发区域性地震,特别是近年来由于经济发展导致的全国大范围的雾霾天气。故此在各类地质环境评价、资源开发利用以及地基基础工程建设等过程中,不仅需要从业人员懂得水文与工程地质专业知识,而且会科学管理各种工程。但从现实情况来看,高级应用型技术人才普遍不足。

水文与工程地质的毕业生,既有厚实的专业理论基础、宽广的专业知识,又有较强的实践技能,可在大型工矿企业、城市、城镇从事给排水、地下水及区域环境评价等方面从事水文地质调查工作,也可在有关部门从事飞机场、港口、海岸带海洋环境、铁路、公路、隧道、水库等土木工程方面的工程地质勘查工作。

二、土木工程概论课程的特点

(一)涵盖内容全面

本课程包括材料力学和结构概念、建筑工程类型及施工工艺、飞机场工程的选址及建设、地下工程类型及施工工艺、桥梁工程的类型及施工工艺、道路工程的选线及种类、铁路工程、海口工程、给排水工程、海洋工程、土木工程中的灾害等内容,其中不仅涉及材料力学、结构力学、土力学、钢筋混凝土结构等力学内容,还涉及规划、施工及监理方面的内容,因此学好这门课程,对于刚跨进高等学校大门的水文与工程地质专业的学生而言,理解本专业的培养目标意义重大。

(二)发展变化快

土木工程虽然是一门古老的学科,但其领域随相关学科的发展、经济建设和社会进步的需要而不断深化、不断拓展。

(三)应用性广

随着城市化的发展,我国对能源需求越来越大,高层及超高层建筑越来越多,建筑基础形式多以桩基础等深基础为主,这不仅要求水文与工程地质专业毕业生掌握扎实的专业基础知识,同时又为毕业生就业提供了更多的机会。

三、土木工程概论课程存在的不足

(一)教材内容的滞后

土木工程建设种类、规模发展日新月异,由于时效性,教材不可能及时反映土木工程的变化,已淘汰的施工工艺技术甚至还有可能在现有的教材中出现。

(二)课堂教学方式不丰富

土木工程概论课程涉及的工程种类多、工程性很强。现代多媒体的运用相较于传统的黑板教学而言,能够大大提高教学效率,在很短的时间内扩大了学生的知识面。涉及高层建筑、桥梁、隧道等工程的施工工艺的流程、各种施工机械的操作过程,学生如不到工地现场则不能很好地掌握关键施工技术,这就导致教学效果不理想,学生对知识的掌握不牢靠。

(三)教学素材收集难

由于土木工程涉及交通、土建、港口、海洋等方面,其覆盖面相当广泛,要收集各种工程的典型性素材有相当的难度。

四、土木工程概论课程教学改革

(一)精选教学内容

土木工程概论课程的教学目标是开拓学生土木工程的视野、培养学生土木工程的意识、激发学生持久的学习动力。因此在讲课时可选择生动宏伟的建设场景和案例,如上海中心基坑施工、广州东塔基坑施工、三峡大坝工程、港珠澳大桥建设及世界各地的海底隧道工程等,以此来让学生建立土木工程的整体和发展思维,从而提高他们学习后续课程的兴趣和质量。同时,在教学中将学生带到实际工程现场,进行现场教学,让学生提前接触生产实际,掌握一些现场施工的知识,为他们走向工作岗位奠定坚实基础。

(二)采用形式多样的教学方法

为激发学生学习兴趣、提高课堂效率,各种如桥梁类型、隧道类型、飞机场形式等可以用静态多媒体直观、形象地展现出来,以此提高学生对工程的直观认识,加深学生的理论知识,以较少的教学时间收到很好的教学效果。土木工程概论内容丰富多彩,为避免课程内容变得枯燥无味,教师在课堂教学中不应仅仅以静态图片的形式向学生讲解土木工程的有关概念、理论,这样易让学生产生厌学情绪。课间播放一些隧道施工、深基坑维护施工的教学短片,如人工挖孔桩、港珠澳大桥施工录像、广州东塔的施工动画、管桩打入施工过程、双排桩施工过程、锚杆支护施工过程、越江隧道施工动画、边坡加固施工过程。通过教学录像的播放,让学生掌握各种土木工程的施工方法。

(三)穿插专题讲座

为了让学生了解土木工程的最新发展状况,针对新近的一些深大基坑工程、桥梁工程及土木工程方面的试验平台做专题讲座,如上海莲花河畔景苑7#楼倾倒事故分析、上海中心深基坑支护工程、港珠澳大桥施工、国内外离心机试验、动态空心圆柱剪切试验等。随着城镇化的进展,近年来淮南新建了一批深基坑工程、桥梁工程、隧道工程。在教学过程中,邀请现场技术人员到课堂上来给学生做讲座,如进行过“搅拌桩维护施工”、“地下连续墙施工”、“拉森板桩维护施工”、“地下空间施工”、“打入桩施工”等专题讲座。专题讲座不仅充实了教学内容、开拓了学生的知识面,而且能引导学生从事土木工程的就业方向。

(四)知名人物及实验平台介绍

为增加水文与工程地质专业学生对国内外高校土木工程专业的认识及针对部分学生今后考研的情况,教师在讲解到各种土木工程时,可穿插些相关的历史人物、当代知名学者及国内的一些重点实验室的介绍。如讲到桥梁工程时,可讲一讲茅以升事迹、卢沟桥事件、国内外知名高校桥梁工程专业的知名学者及同济大学的桥梁结构抗风技术交通行业重点实验室;讲到地下工程时,可介绍同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室的离心机试验机、动态空心圆柱剪切仪;讲到铁路工程时,可介绍一下中国首位铁路工程师詹天佑、同济大学的道路与交通工程教育部重点实验室;讲建筑工程时,可说一说建筑大师贝聿铭的杰出成就等;讲到土木工程灾害时,可介绍同济大学的土木工程防灾国家重点实验室。

(五)新近知名土木工程建筑介绍

国内外的知名建筑发展日新月异,现有的教材很难跟上其发展变化。因此,在讲授土木工程概论时,应介绍国内外最新的土木工程建设进展,以增加本课程的时效性,从而激发学生的学习热情。讲土木工程材料时,可穿插装修材料的最新发展状况;讲高层建筑时,可介绍国内正在建设的摩天大厦,如上海中心大厦;讲桥梁工程时,可穿插东海大桥、杭州湾大桥的建设情况;讲高铁建设工程时,可结合京福高铁来讲;讲水利工程时,可以介绍一下我国西南地区正在建设的水电站,如向家坝水电站、白鹤滩水电站以及金沙江、雅砻江、大渡河等“三江”水电基地。通过讲解一些知名重大工程建设的情况,可以拉近水文与工程地质专业学生与土木工程之间的距离,以此激发学生学习本门课程的兴趣。

(六)授课教师的优选与培养

土木工程概论涉及现有的各种工程,要求授课教师不仅要具有宽广的知识面,而且要有丰富的实践经验,为此要选具有丰富科研经历的教师授课本门课程。近年来,由于高等学校招生规模的扩大和高校教师数量的不足,尤其是有一批青年教师缺乏实践经验,致使土木工程概论的教学存在一些问题。因此,不仅要求有经验的教师对年轻教师进行传、帮、带,鼓励年轻教师参与相关研究课题中,而且为了掌握土木工程的最新进展,年轻教师要经常参加国内外的相关学术会议,在寒暑假期间,尽量去工地实习、锻炼,掌握现场施工的细节,不断更新土木工程概论的教学内容。

五、结论

土木工程概论课程教学改革可起到几点作用:1.提高学生学习土木工程概论课程的兴趣、效率,激发了水文与工程地质专业学生将来从事土木工程建设的热情。2.使学生更深刻地认识到土木工程概论课程的重要性,加深理解水文工程地质对各类工程的影响,以及各类工程与水文工程地质间的相互作用与关系。3.提高了学生在土木工程建设中,保护水文与工程地质环境的自觉性,能够让学生认识并分析不良水文与工程地质条件,并能针对具体问题提出处理措施。

[ 注 释 ]

[1] 傅光耀.关于土木工程专业建筑工程方向教学改革的探讨[J].高等建筑教育,2001(1):25-26.

[2] 王清标,初明祥,胡永强.大土木背景下《土木工程概论》教学模式创新研究[J].当代教育理论与实践,2012(4):75-77.

[3] 王琰,周戒.对现代土木工程专业教育的几点探讨[J].高等建筑教育,2003(3):12-14.

近代土木工程的特点范文第3篇

【关键词】土木工程 现状 发展趋势

引言

土木工程的发展现状中国的土木工程建设在近年来,发展极为迅猛,发展之快,数量之巨,令世界各国惊叹不已,几乎整个中国成了一个大的建设工地。现代建筑技术不断朝着规模化、自动化、复杂化与多样化的方向发展,各种新的设备、新的技术以及施工工艺不断涌现,土木工程在改革开放的刺激下迅猛发展,取得了不少成就,下面将介绍一下土木工程的现状并对未来的发展前景进行展望。

1、土木工程的发展现状

1.1土木工程建设取得巨大发展成就

我国的土木工程建设从2O世纪5O年代起一直没有停过,且发展很快,尤其在近年来,发展极为迅猛,几乎整个中国成了一个大的建设工地。直到17世纪70年代生铁应用、以及随后熟铁应用于建造桥梁和房屋,形成了土木工程发展的第二次飞跃。19世纪中叶以后,出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料,其中钢筋承担拉力,混凝土承担压力,发挥了各自的优点。20世纪初以来,钢筋混凝土广泛应用于土木工程的各个领域。同时,发展高新技术对土木工程提出了更高的要求与标准,比如:海洋采、炼及贮油事业的发展需要建造多功能的海洋工程,核工业的发展需要建造安全度极高的核反应堆与核电站,微观世界的研究需要建造技术要求极高的加速度工程。在土木工程的长期实践中,人们不仅在房屋建筑艺术取得了卓越的成就;而且对其他工程设施,也通过选用不同的建筑材料,配合自然环境建造了许多在艺术上十分优美、功能上又良好的工程。预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力,大大高于钢筋混凝土结构,因而用途更为广阔。

1.2新型建筑材料的开发与应用

随着高标号的水泥大量生产,各种高强度、快硬、复合以及节能轻质的混凝土不断的进行开发研制,钢化玻璃、涂层玻璃等都在土木工程领域得到长足发展,建筑业和建筑物本身正在成为许多新技术的复合载体。而超高层和超大跨度建筑、特大跨度桥梁及作为大型复杂结构核心的现代结构技术则成为代表一个国家建筑科学技术发展水平的重要标志。所有这一切都说明在土木工程中越来越体现了技术与创新的作用,谁能在世纪之交把握住土木工程学科的发展趋势,作为土木工程领域的一个重要突破,目前已经在钢筋混凝土中的加固起到很大的作用,并且取得了非凡的成果,我国在这一领域取得了非常瞩目的成就。

1.3预应力技术的应用

我国的预应力技术经过三十几年的发展已经达到了一个新的高度,在跨度大、柱网大以及开间大的多层和高层建筑中,预应力技术得到广泛的应用。在建筑大跨度公共建筑、会议展览中心等结构中都需要预应力技术,对于各种新的建筑工程来说,预应力技术有其特有的优势。对于解决路面混凝土开裂、缩缝减少等方面,都有着非常良好的应用前景。作为海洋工程建造的重要材料,预应力混凝土具有较高的抗裂性以及较好的耐久性,在各项海洋工程中可以发挥其重要的效能。对于旧建筑的加固改造、拆除以及加层中都有着非常广泛的应用。

1.4结构设计更加完善

当前土木工程设计中风荷载以及地震荷载正在成为主要的控制因素,更高、更长和更柔韧成为结构设计的发展趋势,许多大型复杂结构体系的抗风抗震设计理念正在发生很大的转变,对于特大跨度桥梁的结构体系设计逐渐成为热点研究话题。城市地下空间是一个十分巨大而丰富的空间资源,如果得到合理开发,其节省土地资源的效果是十分明显的,另外工程实践也表明.地下空间开发在我国一些大城市特别是沿海城市条件已基本成熟,而且是现代城市开发的必然趋势。人们将会设计出更为优化的方案进行土木工程建设, 以缩短工期、提高经济效益。环境工程。其次, 由计算机技术和力学的结合产生的新的计算理论和计算手段和新材料的结合。计算理论和计算手段的进步以及新材料新工艺的出现,为结构形式的革新提供了有利条件。

2、土木工程未来发展趋势

2.1空间上全方位开花

目前城市化进程不断加快,人口急剧膨胀,城市规模不断扩大,用地紧张、空间拥挤、交通堵塞等问题急剧恶化,城市病越演越烈,人们的居住环境产生了许多影响,对于社会经济的进一步发展有着严重制约。因此土木工程未来的发展趋势将逐渐向高空与地下发展,生存与生活的空间亟需拓展,作为城市发展的必然产物,高层建筑在数量上与高度上也逐渐加大,特别是地下空间近年来对于城市发展的作用越来越大,相比高层空间发展,对于地下基坑的开挖深度越来越大,而其发展也有着非常大的吸引力,由于城市地下空间的开发无需支付土地费用,并且作为资源非常丰富的空间,地下空间如果能够合理的进行开发,将会对土地资源起到非常显著的节约作用。根据实践证明,地下空间开发在沿海城市的技术发展已经非常成熟,并且现代城市的发展已经越来越重视地下空间的发展。

目前我国正开始向海洋拓展土木工程建造,如在黄埔江外滩的拓岸工程,人工岛建造、围垦以及拓岸工程都是有共通之处的,未来将会有许多像上海这样的近海城市人工岛出现。

2.2高性能材料的广泛应用

高强性能、良好的塑性都是钢材发展的方向,目前许多先进国家都已经提高其屈服点,并且将其作为钢材的规范,对于高强度钢材的合理利用是未来土木工程发展的一个重要趋势。高性能材料的开发利用以及各种材料的特性如何充分发挥,都需要采用复合技术以及多种特殊功能的复合材料。地方材料的充分利用、天然资源的合理保护,大量使用工业废渣作为土木工程材料都是对于生态环境的一种有效保护措施。更加节能环保的生产技术被应用到建筑工程中来,各种对于人体有害的材料与颜料的使用率逐渐降低,产品可以不断的进行循环与利用,减轻污染。

2.3建筑工业化

当前环境问题是一个全球瞩目的热点问题,而土木工程与环境工程也逐渐融为一体。城市综合征、海水污染、水平线上升、沙漠化等都是与人类生存息息相关的话题,并且都与土木工程有着重要联系。当前开发资源、民用建筑等人为作用的影响都会产生大量的耕地被破坏,人均占有土地的减少,许多工程建成以后都会对环境产生重大影响,为了有效的控制土木工程对人类生存环境的干扰,建筑也机械化的进程大大加快了步伐,在重点工程建设中建筑工业化已经成为不可逆转的趋势。标准化与多样化是当前建筑产品的一个重要趋势,为了适应社会化大生产方式,采用更加专业、联合的施工组织形式,推进新技术、新材料的应用,推广新工艺的实施。

3、结束语

目前,我国在土木工程中一些领域已经处于世界的领先地位了,但在土木工程的设计、施工和理论研究方面的总体水平与发达国家相比还有一定的差距。对我国土木工程建设的发展现状.发展机遇和发展趋势的分析,可以看出我国土木工程建设在未来的实践中,将会取得更好 的发展。

参考文献:

[1]丁苗苗,王军.现代土木工程的特点与未来土木工程的发展[J/OL].城市建设理论研究(电子版),2015(03).

近代土木工程的特点范文第4篇

自古至今,食盐的生产(现代称为食盐化工)都在国计民生中占据着重要地位①。春秋时期,盐成就了齐晋等国的霸业;而从西汉武帝开始一直到明清,它与铁构成了国民经济的两大支柱,一直为官府所操控而不允许私人经营。而考古研究更是将我国官营食盐生产的年代推进到了殷墟时期。最近对山东寿光双王城②以及东营南河崖制盐遗址的考古③发掘,表明早在商末周初,食盐的生产可能就已经是一种官府控制的行为。我国古代食盐生产工艺一直都是以文献记载为主。而相关文献中有关制盐工艺都是相对晚近的记载,对于我国早期文明制盐工艺的流程缺乏文字证据,因此这一点需要考古学证据加以补充。法国、英国等在18世纪就已经开始对盐业遗址进行发掘和保护,而中国的盐业考古起步相对很晚,只是从上世纪90年代开始,在重庆中坝遗址的发掘过程中,发现该遗址堆积特厚,但文化遗物却非常单一,李水城先生以敏锐的学术眼光判断出该遗址应该是古人的制盐业遗存,从而拉开了中国盐业考古的序幕④。食盐的生产虽然是一个相对简单的操作过程,但是其中蕴含着一系列的复杂物理化学变化,包括取卤、提浓、除杂、煎(晒)等每一步都会涉及到物理或者化学变化⑤,因此在研究古人制盐工艺时,要深入分析这其中的每一步必然产出的遗迹遗物。同时,由于食盐极易溶解于水,在埋藏过程中,大部分都会由于雨水和地下水的冲刷而淡化消失。因此在实际考古过程中,考古学家很难在遗址中发现食盐的遗留,这对于遗址性质的判断造成了很大的障碍。以上这些情况使得科技手段应该而且也必须介入到盐业考古当中。

制盐遗址性质判定的最重要化学证据

盐业考古最基本的问题是当考古学家面对着出土遗物单一、文化堆积深厚的遗址,如何科学判断这类遗址的性质,即首先的问题是如何判断这类遗址是用来制盐的。根据文献记载,按照成盐方式,古代制盐工艺主要可以划分为两大类:煮(煎)盐和晒盐⑥。从两种工艺的出现时间看,煮盐要早于晒盐。早期煮盐工艺主要应用于海盐、井盐的生产;而晒盐则主要被应用于池盐的生产。直到宋元以后,海盐的生产才逐渐改用晒的工艺。因此确定制盐遗址的科学根据应该是制盐的最终产物中是否有可能存在保留至今的一些遗迹现象,可以用来判断遗址性质并恢复制盐工艺。目前为止,可见的科技考古分析主要集中在陶器表面含盐量的检测之上⑦。关于这一点,我们曾经指出一些遗址如山东的阳信李屋、大荒北央等遗址因地处高盐碱地区,本身盐碱化程度很高,因此陶器表面的盐并不一定是制盐时期的遗留;同时食盐是极易溶于水的物质,即便是制盐陶器,由于长期埋藏于地下,随着地下水的流动,附着在陶器上的盐很易溶失。因此,这些陶器表面的盐晶体是由于后期埋藏过程中土壤的盐碱浸入还是制盐时遗留下来的,结果是值得考虑的。

单纯分析陶器的含盐量或者NaCl元素在器壁截面的分布情况来判断陶器是否和制盐相关,其结论可能会存在一定的疑问⑧。并且根据一些学者的模拟实验,在用陶器煮盐的过程中,由于陶器的高气孔率和吸水率,使得卤水很快就渗入到陶器器壁并且渗出器表,在煮盐时会很快就在器表形成食盐结晶⑨。因此分析陶器的含盐量与制盐是否有关是存在一定问题的。综上所述,只有找到煮盐遗迹中可能会遗留下来不易流失的物质遗存,才能作为遗址是否和制盐相关的标志。同时,我们还提出只有考古和科技分析的密切配合,针对不同考古现象设计不同的科学分析方法,分析不同的考古遗物,才能真正比较全面客观地反应遗址的真实面貌。2008年,由山东省文物考古研究所和北京大学考古文博学院联合发掘的寿光双王城制盐遗址,全面揭露出商周时期渤海南岸制盐工业的考古学文化面貌,为我们了解商末周初制盐工艺提供了非常合适的契机。通过科技分析和考古发掘相互配合,我们初步复原了该遗址的制盐工艺流程中几个重要的问题。由于有关制盐工艺问题的相关研究文章已经发表,本文仅从利用寿光双王城制盐遗址中各个环节的分析结果来复原当时的制盐工艺流程的角度,来探讨科技手段如何能够在盐业考古过程中最大地发挥作用。根据地下卤水的成因理论,卤水的主要形成原因是由于海陆变迁时期,海水退却,部分仍留在内陆的海水通过水气界面蒸发,浓度增加,比重加大,下沉渗流至泥沙层中聚集,再经环境变化,逐渐形成。由于卤水为离子浓度很高的硬水,内中有大量的钠、钾、钙、镁等碱金属和碱土金属离子以及氯离子、硝酸根、硫酸根、碳酸根以及碳酸氢根等阴离子,可以形成种类丰富的盐类。

在卤水湖形成的过程中,溶解度最低的一些盐类最先从卤水中析出,主要是钙、镁的碳酸盐,这是由于钙镁的碳酸盐,特别是碳酸钙在水中的溶解度相当低。所以在富含卤水的区域,有大量的灰岩和白云岩等碳酸岩存在⑩。推而广之,卤水的形成原理提示我们在制盐工艺中,一定有相当量的钙镁碳酸盐会产生。其形成原理就如我们日常煮水,时间长了很容易在水壶底部形成主要成分是碳酸钙的水垢。而卤水中阴阳离子的含量是日常饮用淡水的数千倍甚至上万倍,因此煮卤水要比蒸发淡水更容易且一定会析出各种盐类。由于氯化钠为制盐的最终目的物,而其它的氯化物、硝酸盐等盐类很容易再次溶于水,通常情况下制盐遗址内此类遗迹非常不容易保存,只有碳酸钙、碳酸镁等碳酸盐极微溶于水,很容易保留至今。如果在某遗址中大量存在类似的遗迹现象,应该可以判断这类遗址至少和蒸发硬水有关,若和周边的环境联系,则能够很容易的证实该遗址是否是制盐遗址。见诸报道的在遗址中发现大量碳酸钙镁沉积物的例子非常之多。如重庆中坝遗址曾经发现在第三期的土中存在大量钙化物的现象。根据和汉代煎盐铁盘中的白色沉积物以及现代制盐工厂废弃物的分析比较,证明这些遗迹都是碳酸钙(镁)盐,应该都是制盐的过程中形成的輯訛輥。而对德国南部铁器时代一些地点出土的制盐陶器进行分析,显示这些陶器内都遗留有灰白色的碳酸钙,体积占到总容积的三分之一以上,研究者认为这是煮盐过程中形成的輰訛輥。我们最近对四川盐源制盐遗址调查取样的分析结果,也表明该遗址中存在着大量的碳酸钙类沉积物。显然,钙镁碳酸盐的大量存在应该是判断一个遗址是否是制盐遗址的最好的证据。

制盐工艺的判断

双王城遗址中大量碳酸钙(镁)遗迹现象的发现,不仅证实了该遗址的性质确为制盐遗址,同时亦使得我们能够依据这些碳酸盐进行制盐工艺的进一步推断。我们分析了碳酸盐的O、C和Sr同位素的比值。根据O同位素比值,我们计算了这些碳酸钙的形成温度,结果表明盔型器和盐灶周围的碳酸盐形成温度为50℃左右,而宋元时期的碳酸盐形成温度则为80℃。结合煮盐所用工具以及碳酸盐结晶于食盐之前的情况,我们推断商周时期制盐温度在60℃左右,而宋元时期铁盘煎盐可以达到沸腾状态。同时,O和C同位素以及Sr同位素的结果都证明,煎盐所用卤水为地下卤水而非海水,这一点不支持最初的煮海为盐的假设,而与考古发现地下卤水井的事实完全吻合。此外,对于O14A的遗址周边砂土堆积中碳酸盐矿物的分析结果显示,从坑井到方坑(蓄卤池)的整个水流过程,可能是一个杂质逐步去除的过程,当然在如此短暂的流动时间,不可能如晒盐一样将碳酸盐和硫酸盐等不溶杂质全部除去,但是其含量也得到了大大降低。综上所述,制盐遗址中大量的碳酸盐对于复原制盐工艺有着相当重要的作用,由于它是制盐过程中直接生成的,而且也是唯一能保存下来的遗存,是制盐遗迹的直接证据,因此在以后的研究中需要我们特别地加以关注。#p#分页标题#e#

遗迹单位功能判断

1.双王城遗址盐灶小坑的可能功用盐业考古不同遗迹中碳酸钙(镁)的含量高低,也对我们在分析一些遗迹单位(或遗迹现象)在整个遗存中所处的地位提供了重要的判别信息。以寿光双王城为例,在制盐作坊的发掘过程中,对称分布于盐灶两侧的数十个圆形小坑的功用一直存疑。关于这些小坑,发掘者认为应是搭建灶棚时挖掘的柱洞。但亦有学者认为这些小坑很有可能和盐灶两侧的大方坑的功能近似,是制盐的遗迹,可能和提高卤水浓度有关。为了确证这些小坑的功用,我们取得了014B南侧两个经过解剖的小坑内壁的土样,进行了相关的化学分析。土样的显微镜观察结果显示,这些黏土中包含有大量的木炭颗粒,同时土样的含沙量很高,并不适合做防渗水的胶泥类黏土使用。化学分析的结果表明两块黏土的化学组成非常近似,说明二者的来源是相同的。同时两块黏土的Al2O3(三氧化二铝)含量较低,这表明和显微观察的结果相似,黏土的含沙量较高,而土质含量则相对较低。这两块黏土的另一个重要特点是其所含有的CaO(氧化钙)和MgO(氧化镁)的含量相比较高,尤其是MgO的含量。和遗址周边生土的对比分析结果表明,小坑内黏土的MgO和CaO的含量较其他遗迹的黏土显著提高,特别是MgO,含量高出一倍以上,这一点是需要注意的。由于这两种离子在卤水中含量很高,而又是食盐中的杂质离子,因此这两块黏土很有可能是提纯卤水后的产物。小坑内之黏土富含Mg、Ca离子,同时土壤中包含了大量的木炭颗粒,使我们很容易联想到加入草木灰去除Mg、Ca离子的措施。因此这些小坑的作用很可能是使用草木灰去除Mg、Ca离子杂质,同时提高卤水纯度的。这和遗址周边大量存在的草木灰池可能具有类似的功能。

2.双王城014B盐灶南侧草木灰堆积坑池功用判断双王城014B遗址南侧坑池的草木灰堆积的产生原因以及坑池的功能也是研究者争论的问题。一些研究者认为这类草木灰是燃料灰,因此这类坑池是垃圾坑;而另一些学者则认为这种坑池是摊灰刮卤的刮卤摊场。但均未找到有力的证据。此次我们也从坑池中取了部分土样和草木灰样品进行了初步的分析。结果对坑池功能的判断提供了重要的科学依据。堆积从下至上分别为沙质土层、绿色淤积土层、草木灰和钙华层交替堆积层。其中01层为厚度约10厘米左右的钙化层,内夹杂大量红色碎陶颗粒,其余03、05、07层与01层近似,均为钙化明显的堆积,而双数层则为草木灰层,且草木灰层厚远较钙化层为厚,09层为绿色淤积土层,10层为沙质土层。每层都取得一定量的样品,使用ED-XRF对这些土样进行了元素含量的分析,由于不同层的主要物质不尽相同,如草木灰层大量的都是植物的草木灰,而主要元素的含量无法进行比较因此将结果都和SiO2相比较后,进行比较,结果参见下表。根据分析结果,绘制了几种主要元素在各个地层中随着层位变化的变化关系。各种元素随着地层的变化而出现极为规律的变化。其中CaO的变化自上而下呈现规律的高→低→高→低的变化,直至第9层和第10层降到最低点,且含量基本一致。这和钙化层的分布规律相同。其中草木灰层中钙的含量远比钙化层为低,而绿色淤土层和下部的砂质黏土层则基本接近。如果绿色淤土层来自于卤水,而砂质黏土层就是原生土层的话,则说明通过草木灰的过滤,可能将卤水中所含钙的杂质降低到和原生土层接近的水平。

近代土木工程的特点范文第5篇

土木工程专业课程体系改革内容

中国目前已实行的与土木工程类相关的执业资格考试有注册结构工程师、注册建造师、注册监理工程师、注册土木工程师(岩土、港口与航道工程、水利水电工程)、注册造价工程师、注册房地产估价师、注册物业管理师、注册资产评估师、注册咨询工程师(投资)等。执业资格考试的内容一般分为基础考试和专业考试两个部分。基础考试部分内容涉及技术、管理、经济、法律等各个方面,覆盖范围大,涵盖知识点多;专业考试部分多为案例分析或实务分析,主要考察实践能力。通过对国内高校土木工程专业设置的相关课程分析发现,技术类课程主要有《土木工程概论》《土木工程制图》《土木工程材料》《工程测量》《结构力学》《理论力学》《房屋建筑学》《土木工程施工技术》《工程地质学》《土木工程CAD》等。技术类课程理论教学和实践环节的课时安排如图1所示。除此之外,各高校还设置了管理类课程,如《工程项目管理》《工程造价》《企业管理》等;经济类课程,如《工程经济学》;法律类课程,如《建设法规》。在课程设置上已经涉及执业资格制度考试的技术、管理、经济和法律等内容,但也存在实际应用能力不足的问题,导致学生很容易通过执业资格基础考试,却较难通过专业考试。这说明课程体系设置和教学内容有待完善和改进。能否及时反映时代需要,跟上执业资格制度体系调整的步伐,直接影响执业资格制度体系下土木工程专业人才培养目标的实现,影响土木工程专业毕业生的适应能力。

(一)正确认识土木工程专业宽口径、重基础的新形势教学目标

1998年,教育部对本科专业进行调整,高等教育本科专业从20世纪80年代初的近1000个调整、合并、更新到如今的250余个,土木工程专业较之原工业与民用建筑专业更宽泛,涉及房屋建筑、地下建筑、道路、桥梁、隧道、铁路、机场、港口及近海建筑等多个领域。中国加入WTO后,建筑业的发展迎来了前所未有的机遇,同时也面临着严峻的挑战。建筑市场竞争日趋激烈,要求必须加速提升土木工程管理水平,既要精通技术,又要有较强的土木工程管理能力。“必须满足市场对人才的要求”[3]这成为高校课程改革的方向。因此,必须改革原来的教学计划与课程体系,修订培养方案,加强基础课程建设,特别是加强对学生学习方法、自学能力的培养,使学生在校期间能认真学好基础知识,并能将知识融会贯通,实现举一反三。

(二)建立与执业资格制度考试相适应的课程体系,设置有利于培养学生创新精神和实践能力的课程

高校应结合《土木工程专业规范》,根据自身特色,在土木工程专业课程体系上采用不同的课群组方式,注重工程的实验方法及其在分析设计中的应用。同时,为满足高等工程教育提出的培养多种类型的复合型人才要求,应主动转变教学理念,调整和修订教学计划,编写和选用好教材;调整管理系列的课程设置;全面深入地探讨教学内容;培养学生的工程技术和管理能力;注意在课时分配上与执业资格制度考试的比例;注重纳入执业资格考试内容;开设综合性、创造性、设计性实验,强化实践技能培养,让学生参与设计实战训练,加强综合应用知识解决实际问题的能力。

(三)加强师资队伍建设,提高教师的师德和业务水平

教师是培养目标和课程体系的实施者。很多教师在自己所从事的研究领域有很深的造诣,但对本领域以外的知识了解较少,从而导致许多新知识、新政策、新规范、新标准在教学中得不到更新,如《建设法规》《工程造价》等课程与国家政策法规联系密切,有很强的时效性,对教师的教学要求非常高。除此之外,土木工程课程之间联系紧密,如土木工程施工课程涉及面广,需要一些课程铺垫(图2),既不是仅针对建筑工程方向,也不是只针对交通工程、岩土地下方向,更不是几个方向的简单叠加。在新形势下,教师应最大限度地提高自身的科学素养和业务水平,保证教学课程改革顺利进行。

(四)建立有效的竞争机制和完善的督导机制,加强师生沟通平台的建立

没有竞争就没有发展,没有监督就没有进步。在教学过程中,引入合理的竞争机制,实行教师竞争上岗可以使深受学生欢迎、教学水平高的教师脱颖而出,充分施展才能。教学督导是教学质量监控评估系统的一个重要环节,学校可以聘请一批离退休的老教授、老专家担任督导评估专家,让他们用丰富的管理经验和较高的学术造诣监督、指导教学活动[4]。教学督导可对教师的行为进行管理和约束,增强其工作责任心和敬业精神,同时在督导过程中拉近学生与教师之间的距离,为搭建师生之间良好的沟通平台提供基础。

土木工程专业课程体系改革的特色

学校土木工程专业通过近几年的教学实践,以省、校两级重点教研项目为契机,结合执业资格考试,通过土木工程专业课程的探索和改革,形成了与学生就业和成才相结合、与国家规范相结合,与实际工程相结合的特色,学生就业率位于学校前列,用人单位普遍对学生的基本技能和实践能力给予了充分肯定。

(一)把握行业动态,适时更新教学内容

土木工程实践能力的培养是人才培养目标的一个重要平台,加快土木工程专业课程体系的改革与建设,加大教材建设力度,培养高规格人才,是高校的重要任务。土木工程专业中很多课程受国家宏观经济政策、法律法规影响,内容也随外界环境变化较大,更新较快,尤其是2010年,建设方面的法规、标准、规范颁布较多,2010年已颁布的国家规范主要有《建筑抗震设计规范》《混凝土结构设计规范》《混凝土强度检验评定标准》《建筑结构加固工程施工质量验收规范》《钢管混凝土工程施工质量验收规范》等。这就要求人才培养目标、教学内容和教学计划也必须随之改革、调整,要根据每年注册工程师考试大纲和试题及时更新教学内容,编写“适用型”教材,使其具有时效性和真实性。

(二)完善教师知识结构,加强教师队伍建设

在教学实践中,教师要不断更新教学内容,及时把国内外经济信息、科技发展动态、国家新政策法规和新规范标准整理归纳,融合到教学之中,不断扩充知识面,适应“大土木”的专业培养方式。在具体的教学调整与研究中,要处理好需要和可能、当前与长远、通用与新兴、基础与应用等方面的关系,要大胆改革、不断创新、勇于实践,通过在职人员申请学位或攻读博士等方式拓宽教师知识面,改善教师的知识结构,同时加强新知识与新技术讲座,使教师能将近年来颁布的相关法规条例合理融入新编教材和课堂教学中,丰富课堂教学内容,完善师资队伍的知识结构。

(三)创新土木工程实验教学改革,为学生提供实验平台

土木工程专业大部分课程需要进行实验教学,所开设的实验多属于演示或验证性实验,不利于土木工程专业创新型人才的培养。学校要开展实验课程体系和内容的改革,对演示性、验证性实验进行缩减,对设计性、研究性和综合性实验进行扩充,合理调整和安排理论教学与实践教学的课时。学校要加大对教学实验室的建设,已建设的实验室要向学生免费开放,为学生提供施展个性的空间和条件,激发学生学习积极性与热情,让学生将理论学习、方法训练和专业实验融为一体,感受工程创新实验活动的全过程,并得到锻炼,为学生更好地适应执业资格制度考试作准备。

(四)与企业携手培养,做到工程理论与工程实践相结合

近年来学校多次深入企业开展调查和研究,用人单位普遍认为土木工程专业毕业生所掌握的专业知识相当贫乏、肤浅,与企业所需的能够参与市场竞争,特别是国际竞争的现代管理人才不相符合。这使学校充分认识到:较低的土木工程技术水平已成为制约中国工程企业参与国际建筑市场竞争的瓶颈,用人单位渴望通过学校的高等教育加强和改革教学内容,让学校和企业共同设计培养目标,制定培养方案,有目的地为企业培养适用人才。企业根据学生在校学到的知识,为学生提供实践机会,加强学生工作的实用性和可操作性,提高学生综合素质。与此同时,学校还加大了兼职教师队伍建设力度,充分利用建筑公司、房地产领域的人才资源,特别是优秀的校友资源,做好土木工程专业实践知识与实践能力的“传帮带”。