此文章为本人大学土木工程概论的上课收获。虽然文章偏长，但对土木工程专业的学生定有所帮助。
概论期末总结土木工程和土木工程师土木工程定义：土木工程是建造各类工程设施的科学技术的总称，它既指建设对象，即建在地上、地下、水中的各种工程设施，也指所应用的材料、设备和所进行的勘测设计、施工、保养、维修等技术。土木工程的分支：它包括房屋建筑工程、公路与城市道路工程、铁道工程、隧道工程、机场工程、地下工程、给水排水工程、港口码头工程、水利工程等。科学技术各基础学科与土木工程的基本联系：土木工程在学习中更侧重学好技术，当然掌握技术的前提也应掌握其科学原理。
为土木工程师准备的大学教育1. 土木工程师应具备的知识基础和能力：（1）.知识要求：基本理论包括基础理论和应用理论两个方面。基础理论主要包括高等数学、物理。应用理论主要包括力学（理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学）、土力学等。土木工程的专业知识与技术包括建筑结构（如混凝土结构、钢结构、砌体结构等）的设计理论和方法，房屋建筑学，建筑施工技术与组织，工程材料，基础工程，抗震设计，工程预算等。（2）.能力要求：会设计、懂施工、善管理；自学能力；解决综合问题的能力；创新能力。（3）.素质要求：冷静、自信、应变能力强；有较强的与人沟通能力；有协作精神和协调能力；有工作热情，能带动其他人；思想品德端正，诚实可靠。
土木工程材料1.土木工程对材料的基本要求：土木工程材料的选择与土木工程设计方案、施工方案、工程经济性及使用性能密切相关性。建筑材料的适用范围：砌体材料：多层住宅、旅馆等空间要求不大的房屋；混凝土：多高层住宅、公共性建筑;钢：大跨结构、多层和超高层结构；木:单层和多层住宅和公共建筑等。2．木材的基本性能：木材的力学性质非常独特，木材的顺纹强度远高于横纹强度，因此，木材非常适合承受拉力和弯矩。木材轻质、高强、易于加工，有较好的弹性和韧性，能承受冲击和振动作用，抗震性能优异。木材导电和导热性能低，可做保温材料。缺点：构造不均匀、各向异性，易吸湿、吸水，因而产生较大的湿胀、干缩变形，易燃，易腐等。3.几种常用金属的建筑用途：铝合金：作窗框；钢：制作钢筋、钢管、钢丝、钢板等4.水泥硬化的概念及水泥的应用范围：概念：当水泥与适量水调和时，开始形成的是一种可塑性的浆体，具有可加工性。随着时间的推移，浆体逐渐失去可塑性，变成不能流动的紧密的状态，此后浆体的强度逐渐增加，直到最后能变成具有相当强度的石状固体。应用范围：一般混泥土、钢筋混泥土、预应力混泥土、地上地下结构、抗冻混泥土。5.混凝土：（1）材料特性：混凝土具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等优点;但是混凝土本身具有自重大，抗拉强度低，易开裂等缺点。（2）制备方法：通过将水泥、沙子、石子和减水剂等混合制备而成。（搅拌振捣成型）（3）主成成分：胶结材料、水、骨料6.砂浆：基本组成：砂浆是由胶凝材料、细骨料、外加剂和水等材料按适当比例配制而成。砂浆的作用：用于砖石砌体的砂浆称为砌筑砂浆，它起着传递荷载和承受荷载的作用;7.沥青、土壤、高分子材料的基本用途：沥青：作防火材料、黏结材料和路面材料。土壤：所有的建筑物都是建立在土壤或岩石上的， 有时土壤也会作为一种原材料而被应用于土木工程中， 如穷土墙、生土建筑、土坝等。高分子材料：塑料制品、橡胶制品、涂料、墙布（纸）、塑料地板、胶粘剂、密封剂、玻璃钢、防水材料等。8.墙体材料：种类：墙体材料主要有砖、砌块和板材三类； 特点：自重大、体积小、生产效率低、能耗高，。建筑工程建筑工程的基本特点：建筑本身的特点：地点固定、多功能、尺度大、会受到许多形式的荷载或力的作用。建筑工程施工的特点：没有固定的地点、时间长、露天作业， 很容易受到自然环境的影响。建筑的基本组成成分的功能：围护结构：将建筑围护起来，形成封闭的区域， 阻止外界风、雨、雪的侵入，但是能让阳光、新鲜空气进入，使人们安全舒适地生活和工作。
承重结构：能承受这荷载并将它们传递到其他部位。建筑结构的基本组成：梁与柱、析架、索拱墙与板、壳。特种工程结的概念：结构高度或者长度都很庞大的建筑。建筑工程最新进展：预制装配化建筑、太阳能光伏建筑一体化形成新的热点领域。 桥梁工程桥梁的组成：桥跨结构、支座系统、桥墩、桥台、墩台基础、桥面铺装、排水防水系、杆、伸缩缝、灯光照明。桥梁的分类方法：跨径大小 、桥面布置位置、桥梁按其用途来划分、按主要承重结构、按所的材料来划分、按结构体系划分。桥梁常见的结构体系：桥梁的结构体系包括梁式（相应为梁桥）、拱式（相应为拱桥）、刚架（相应为刚架桥）、斜拉（相应为斜拉桥）、悬索（相应为悬索桥） 以及各种组合体系（相应为梁拱组合桥、斜拉悬索组合桥等）。决定桥梁跨度的主要因素：跨河桥：最高水位；立交桥：车辆的最大高度。轨道交通工程1. 轨道交通的发展：石轨-板轨-木轨 - 覆以铁条的木轨-铸铁轨、熟铁轨-钢轨。英国人：斯蒂芬逊2. 铁道组成：线路、机车与车辆、车站与枢纽、信号与通信设备等；运输特征：运输量大、可控性好、占地少、污染低；铁道轨距规定：钢轨顶面内侧之下16mm之间的最小距离。1937年，国际铁路协会将1435mm定为标准轨距（斯蒂文森）3. 我国铁道发展历程：从1876年英国人在上海修建淞沪铁路开始的：京张铁路从北京丰台到张家口200多km，是中国人首条不使用外国资金和人员，由中国人自行建设完成，并投入运营的干线铁路；到1949年，铁路运营里程2.18万公里；到2014年底，达11.2万公里。4. 高速轨道交通系统分类及基本特点：高速铁路：基强 度大、变形小，并 具 有足够的稳定性和耐久性；磁悬浮系统：磁悬浮铁路消除了轮轨之间的接触，无摩擦阻力；没有钢轨、车轮、接触导线等摩擦部件；线路垂直负荷小， 适于高速运行速度可达 500km / h 以上； 无机械振动；无废气排出和污染；磁悬浮列车可以实现全盘自动化控制。5. 城市轨道交通的发展历程：1832年，在美国纽约市的曼哈顿街区上铺设了轨道并开始运行有轨公共马车，这就是城市轨道交通的雏形；世界上第一条快速轨道交通地下线（地铁）于 1863 年 1 月 10 日在伦敦正式运营；1890年，英国首次用电力机车牵引车辆；目前城市轨道交通工程逐渐发展为地铁、轻轨、有轨电车、市郊铁路、单轨交通、中低速磁浮等多种类型。6. 城市轨道交通的成就：截至 2014 年底，全 国共有 22 个城市开通了城市轨道交通线路，运营线路长达 3157km , 其中，地铁 2361km 、轻轨 239km 、单轨 89km、现代有轨电车141km 、中低速磁浮 18. 5km、市域快轨 308km。22 个城市中，上海、北京的地铁运营里程均已超过 500km , 6 个城市的运营里程超过 200km （全球共15 个）。截至 2015 年， 我国城市轨道交通运营里程分布情况如图 6-22 所示。全国全年城 轨客运总量达 126 亿人次， 其中北京、上海、广州三个城市的年客运最均已超过20 亿人次， 有 5 个城市的年客运量超过 10 亿人次（全球共12 个城市）。地下空间与隧道工程开发地下空间的目的和原因：城市对空间的需求不断增大；发展经济等。地下空间的利用形式：(1 ) 地下交通运输设施：轨道交通（地铁、轻轨）、地下铁路和公路以及各类车站，步行道路，停车场。(2) 公共服务设施：商业设施（地下商业街）、文娱设施（图书馆、博物馆、影剧院等）、体育设施。(3) 市政基础设施 ：给排水管， 供电、供气、供暖管线，通信管线，共同管沟。(4) 防灾设施：人防工程、蓄水池。(5) 生产储藏设施：地下物资库、动力厂、机械厂。(6 ) 其他设施：地下室、设备房。3. 隧道的基本类型：硬岩隧道、中硬岩石隧道、软土隧道、明挖法隧道；常用结构：隧道结构普遍选择为圆形、马蹄形、哥特式拱形等。4. 隧道施工的常用方法：铁路：新奥法 ( N A TM )；公路：新奥法（NATM）、挪威法（NMT） 5. 未来发展：随着我国经济的迅速发展和基础设施建设的不断推进，城市化进程越来越快，城市地下空间的利用将更加合理和完善，深层地下空间开发和超长、超大型的地下工程建设必将成为未来的发展趋势。水利工程水利工程的重要性：水是人类社会生存和发展的基本物质条件；为政之要，在于治水。都江堰水利工程的特点和作用：都江堰水利工程，采用无坝引水建筑形式，运用水动力学原理，实现了水分“四六＂，既保证内江灌溉用水需要，又防止灾害发生，被国内外水利专家誉为“亲自然的水利工程”。（都江堰位于四川都江堰市城西，是全世界至今为止年代最久、唯一留存、以无坝引水为特征的宏大水利工程。工程主要由鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、宝口瓶进水口三大部分构成，科学的解决了江水自动分流、自动排沙、控制进水流量等问题，消除了水患‘使川西平原变成了天府之国）京杭大运河的主要作用：京杭大运河， 北起北京，南至杭州，沟通了海河、黄河、淮河、长江、钱塘江五大水系，在历史上为发展南北交通、沟通南北经济文化做出了巨大的贡献，且至今仍在南水北调工程 当中发挥着重要的作用。水利水电涉及的主要内容：水资源开发利用、挡水建筑物、泄水建筑物、取水和输水建筑物、水电站及水电站建筑物、农业水利工程、水土保持、防洪治河工程等，包括勘测、规划、设计、施工和管理多方面知识。常见的水工建筑物的基本功用：（1）挡水建筑物：河堤：防止河水溢出两岸。水坝：拦水蓄水，形成水库。(2) 泄水建筑物：泄水孔、溢洪道、溢流坝、泄水洪道：宣泄水库、河道、涝区等超过调蓄或承受能力。(3) 输水建筑物：输水管道、隧洞、沟渠、渡槽：输送水流。(4) 取水建筑物：进水闸、抽水站、深式吸水口：将水引到所需之处的入水口。港口航道工程与海岸工程的基本内容：位置分类港口：海岸港、河口港、内河港。用途：军港、工业港、渔港、商港等；码头：顺岸式、突堤式、挖入式等；海岸防护工程：丁坝、离岸海堤、护岸和海堤；海洋工程结构海洋工程的基本概念：指设计、制造、安装能够适应非常恶劣的海洋环境的工程结构物，能够满足人们不断开发海洋资源需要的工程。海洋工程结构的常见种类和作用：导管式架平台由导管架、甲板、桩和导管组成：用于海上作业；重力式平台、深水式海洋平台、移动式钻井平台。海洋工程承受的环境荷载的种类及基本特点：风、波浪、海流、冰荷载、地震作用、结构自重、平台上的工作荷载。我国深海工程的成就：中国海洋石油981半潜式钻井平台、蛟龙号潜水器。土力学与基础工程岩和土的基本概念：＂岩” 作为基本词语， 可以有 ＂岩石” 和“岩体” 两种理解。岩石一般指的是我们常见的或大或小的石块或者岩块，而岩体可以理解为由岩块在长期自然作用下堆砌而成的巨大物体; 土是一种覆盖于地球表面可以种植植物的介质；土是地球表面一层较薄的介质圈；在工程领域， 土是指位千地壳表层的足够松散的介质材料，一般由固、液、气三相构成。 岩和土的主要区别：硬度的不同。岩石的分类规定：岩石按其成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。岩浆岩是高温熔融状态下的岩浆在地表或者地下冷凝而形成的岩石，称成岩。常见的岩浆岩有花岗岩、玄武岩、橄榄岩等。沉积岩是由母岩（岩浆岩、变质岩和早已成的沉积岩）在地表条件下因风化作用、生物作用侵蚀所产生的物质，经由水、空气和冰川等外力搬运、沉积和固结作用之后形成的岩石。常见的沉 积岩有砾岩、页岩、砂岩、石灰岩等。变质岩是由先成的岩石 （岩浆岩、变质岩或沉积岩）在地壳中受到高温、高压和化学作用之后变质形成的岩石。常见的变质岩有大理岩、板岩、片麻岩等。土的分类规定：粒大小是土力学中的基本概念，决定了土的类型。按照粒径由大到小具体可分为： 漂石 (> 10cm ) ，卵石（10~ 5cm ) ，砾石 ( 5cm ~ 5mm ) ，砾砂 ( 5~ 2mm) ，砂 ( 2~ 0. 06mm)。以上这些土类均为摩擦型、无黏性土，它们依靠颗粒间的内摩阻力维持土体稳定。对于黏性土， 国际上普遍采用以下分类标准:土 (0. 02~0. 002mm) ，黏土（< 0.002mm）然其界限并不十分明确，有很多土可以定义为是粉质黏土或黏质粉土。一种土可能由一种粒级的颗粒组成（如海滩的砂土、卵石以及黄土等），能由许多粒级的、级配为连续或间断的颗粒组成 。土的三相性概念：三相指固相（土颗粒等固体物质）、液相（主要是水）、气相（空气、水蒸气）。三者比例不同，水的状态和性质也随之各异。土的结构如何影响工程特性：岩石和土中的矿物成分及其微观结构定了它们的许多工程特性。岩石风化程度越大,其强度越小,变形抵抗能力越小。土体强度随深度的变化而变化有时随深度的增加而增大，有时反之。 岩体力学研究的任务:岩石块体的物理力学特性:包括强度、变形、水力学性质;包含结构面的岩体的物理力学特性和稳定性。土力学的基本理论：基于莫尔－库伦强度理论的塑性分析方法应用十分广泛，其主要用于土体稳定性的分析，即确定塑性失稳状态和对破坏进行预测 。土体的渗透理论：达西定律v=KI=K(H2-H1)/L; 西定律和相关水力学理论的基础上，可以对土的渗透性与渗流进行进一步的研究。基础的三大作用：在满足以下要求的前提下，将上部结构荷重传递至地基土中 ： (1) 不发生过大的沉降；（2) 不产生不均匀沉降；（3) 在荷载作用下不发生破坏。常见的几种基础类型（会画）：房屋结构基础、箱基础、挡土墙、土钉墙、桩基础和群桩基础、条形基础与筏基础、墩基础、沉井基础、等。防灾减灾灾害的概念：灾害是指自然发生或人为发生的，对人类和人类社会具有危害后果的事件与现象。易损性分析的方法：最新高科技的计算机建模方法到铅笔和人脑进行分析的传统方法等。防灾减灾的常用措施：预防措施、财产保护、应急服务、结构工程、自然资源保护和公共信息。例子：减轻地震的工程措施：结构抗震设防、结构隔震、结构消能减震、振动控制。设防目标：小震不坏，中震可修，大震不倒。非工程性措施：对公民普及防灾减灾知识；坚强紧急救援队伍的建设；发挥政府的主导作用；重视地震灾害引起的社会和人文科学问题。土建行业未来发展趋势土建行业的发展现状：发展迅速，成就辉煌；土建行业也存在不符合持续发展战略、不符合信息时代管理模式等问题；耗能居高不下，造成环境污染。绿色土建工程：近年来我国绿色建筑发展速度明显加快，但我国仍处在绿色建筑发展初步阶段。土建行业应把绿色土建工程作为行动目标。新型建筑工业化：建筑工业化已经提升为我国建筑领域发展的战略，如装配式房屋等。
希望可以对大家有所帮助！！！
