土木工程概论

1、a 土木工程概论考试复习题娱第一部分本门课程的学习指导一、本门课程的性质、地位和作用土木工程是建造各类工程设施的科学技术的总称，它既指工 程建设的对象，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。土木工程的内容非常广泛，它和广大人民群众的日常生活 密切相关，在国民经济中起着非常重要的作用。本课程是加强基 础课程到专业课程的有机沟通，用系统的观点和方法建立新的课 程体系结构，包括对课程的整合与集成，组织和建设专业核心课 程。通过学习，培养适应社会主义现代化建设需要，德智体全面 发展、掌握土木工程学科的基本理论和基本知识，获得土木工程

2、 工程师基本训练，具有创新精神的工程科学技术人才，毕业后能 从事土木工程设计、施工与管理工作，具有初步的工程规划与研 究开发的能力。二、本门课程的体系结构、基本内容全书共14章，以绪论为主要线索来介绍土木工程中的各个层 面，粗略地介绍土木工程各个分支学科所涉及的内容。具体包括 土木工程材料、基础工程、房屋建筑工程、交通土建工程（含道 路工程、铁路工程、飞机场工程、隧道工程）、桥梁工程、港口工 程、地下工程、水利水电工程、给排水工程、土木工程施工、建 设工程项目管理、工程灾害与抗灾、数字化在土木工程中的应用、 土木工程设计方法等方面的内容。三、本门课程的学习重点和考试要求考核目标包括考核知识点和

3、考核要求。考核知识点是对考试内容的一般要求，明确考试所涉及的知识面。也就是说，凡考核知识点的内容都在考试范围之内，凡不在考核知识点的内容都不 在考试范围内。考核要求是对考试内容的知识能力层次的具体要 求，分为识记、领会和应用三个层次。 所谓“识记”，是指课程内 容中的基本概念、原理和运作过程的知识。识记是最低层次的要 求。凡要求识记的内容，学员要能够准确掌握，并记住。识记的 内容多是以名词解释、选择、简答等题型来考核的。所谓“领会”， 是指在识记的基础上，对围绕基本概念、原理和运作过程的相关 知识、相互关系和互动原理与影响能够理解。领会是对学生知识 能力的较高层次的要求。 领会也就是要求在识记

4、的基础上理解， 因此凡要求领会的内容，学员应在记忆、理解的基础上掌握问题 的全部要点，不仅要掌握该概念、原理、方法的基本知识和基本 理论，而且应了解和掌握该知识和理论的产生、发展及与相关知 识、理论的关系。领会的内容一般是通过选择、简答、论述或案 例分析的题目来考核的。所谓“应用”，是指结合识记和领会的基 础知识、原理和互动关系，能够分析和解决实际问题。应用是对学员知识能力的最高要求，其目的是使学员能够在领会的基础上， 运用所学的基本知识和基本理论去分析和解决有关的理论和实际 问题，因此，应用题的考核要求是考核学员解决实际问题的能力 和技能。选择、简答、论述和案例分析题目都可考核应用的内容。本

5、课程历课时较少，任课教师的课堂讲授以串讲形式，要求 学生在课余时间自学为主。要求学员在预习的基础上，带着问题 学习，以此为参考资料，通过认真研读教材把该门课程学好，条 件具备的学员还应广泛阅读相关资料，以进一步提高该门课程的 学习水平。四、学习本门课程的方法和应注意的问题在通读教材的基础上，听取教师面授，并认真完成相关的作业和练习。学习中应注意比较各种城镇基础设施工程规划异同，便于掌握基本概念、基本理论、基本知识；学会联系实际分析、解决问题。五、本课程考核的试卷结构和题型分析本课程的考试试卷总分为 100 分， 卷面得分达到 60 分即为合格。 按照本课程教学实施计划的要求，试卷中各种题目体现

6、的考核要求所占的分数比例为：识记部分占25，领会部分占35，应用部分占 40。试题的难易度分为容易、较容易、难、较难四个等级，每份试卷中题的难易度所占的分数比例一般为：易题占16分、较易题占 24分、较难题占 24分，难题占 16分。不同能力层次的考核要求在不同难易的题目中都可表现出来，本课程的试题由主观性试题和客观性试题两部分组成。 客观性试题答案单一，学员不能做出与标准答案不同的答案；而主观性试题的内容开放性强，标准答案也只能是参考性的，学员可以根据自己的理解，用自己的语言来解答。但是，客观性试题也并非只考核识记的内容，也不是靠死记硬背，也可以考查学员综合适用基本知识和基本理论的能力。因此

7、，学员在学习中要将学习的重点放在对基本知识、基本理论的掌握、理解和综合运用上，要放在提高自己解决实际问题的能力和技能上。第 1 章 绪论一、学习重点（一）基本概念1、土木工程： 土木工程是建造各类工程设施的科学技术的总称，它既指工程建设的对象，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。2、基本建设：国家将工厂、矿井、铁道、公路、桥梁、农田水利、商店、住宅、医院、学校、给水排水、煤气输送等工程建设称为基本建设。3、信息化施工：在施工过程中所涉及的各部分各阶段广泛应用计算机信息技术，对工期、人力、材料、机械、资金、进度等信息进行收

8、集、存储、处理和交流，并加以科学地综合利用，为施工管理及时、准确地提供决策依据。4、可持续发展：是指“既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的发展构成危害” 。（二）基本知识和基本理论1、土木工程概论课程的任务“土木工程”包括哪些内容?“土木工程”专业的学生要学习哪些知识、 掌握哪些基本技能、 具备哪些能力?怎样才能学好等?回答这些问题便是本书的主要任务。土木工程的内容非常广泛，它和广大人民群众的日常生活密切相关，在国民经济中起着非常重要的作用。土木工程的范围包括房屋建筑工程、公路与城市道路工程，铁路工程，桥梁工程，隧道工程，机场工程，地下工程，给水排水工程，港口、码头工程等。2、土木工程

9、发展历史简述土木工程的发展经历了古代、近代和现代三个阶段。现代土木工程的特点有：功能要求多样化；城市建设立体化；交通工程快速化； 工程设施大型化。3、土木工程的未来土木工程目前面临的形势是：信息 （包括计算机、 通讯、 网络等）工业的迅猛发展。航空、航天事业等高科技事业的发展。地球上居住人口激增，而地球 上的土地资源是有限的，并且会因过度消耗而日益枯竭。生态 环境受到严重破坏，随着工业的发展、技术的进步而人类生存环境却日益恶化。（ 1）重大工程项目将陆续兴建为了解决城市土地供求矛盾，城市建设将向高、深方向发 展。目前高速公路、高速铁道的建设仍呈发展趋势。在航空港及海港和内河航运码头的建设也会在

10、不久的将来取得巨大的进步。（ 2）土木工程将向太空、海洋、荒漠地开拓。（ 3）工程材料向轻质、高强、多功能化发展（21 世纪在工程材料方面希望有较大突破：传统材料的改性；化学合成材料 的应用）（ 4）设计方法精确化、设计工作自动化（ 5）信息和智能化技术全面引入土木工程将信息、计算机、智能化技术等高新技术用于土木工程将是 今后相当长时间内的重要发展方向。信息化施工信息化施工还可通过网络与其他国家和地区的工程数据库联系，在遇到新的疑难问题时可及时查询解决。信息化施工可大幅度提高施工效率和保证工程质量，减少工程事故，有效控制成本，实现施工管理现代化。智能化建筑智能化建筑满足的要求：一是房屋设备用先

11、进的计算机系统监测与控制，并可通过自动优化或人工干预来保证设备运行的安全、可靠、高效。二是安装了对居住者的自动服务系统。智能化交通智能化交通一般包括以下几个系统： a 、先进的交通管理系统；b、交通信息服务系统；c、车辆控制系统；d、车辆调度系 统；f 、公共交通系统等。它应具有信息收集，快速处理，优化决策，大型可视化系统等功能。土木工程分析的仿真系统用此技术指导设计可大大提高工程结构的可靠性。（ 6）土木工程的可持续发展在建设与使用土木工程过程中与能源消耗，资源利用，环境保护，生态平衡有密切关系，对贯彻“可持续发展”原则影响很大。4、土木工程的学习建议（ 1）科学、技术与工程的关系科学是关于

12、事物的基本原理和事实的有组织、 有系统的知识。科学的主要任务是研究世界万物发展变化的客观规律，它解决一个为什么的问题。技术则是指将科学研究所发现或传统经验所证明的规律转化成为各种生产工艺，作业方法，设备装置等，它解决一个如何实现的问题。技术的主要任务是为生产某种满足人类需要的产品而服务。工程是指自然科学或各种专门技术应用到生产部门去而形成 的各种学科的总称，其目的在于利用和改造自然来为人类服务。（ 2）土木工程的知识、能力和素质要求我国高等土木工程专业的培养目标是：培养适应社会主义现代化建设需要，德智体全面发展、掌握土木工程学科的基本理论和基本知识，获得土木工程工程师基本训练，具有创新精神的高

13、级工程科学技术人才，毕业后能从事土木工程设计、施工与管理 工作，具有初步的工程规划与研究开发的能力。在土木工程学科的系统学习中，实践经验中得出以下几点值得重视：自主学习能力；综合解决问题的能力；争强、创 新能力；协调、管理能力。（三）本章节的学习重点和难点1、基本概念。2、土木工程发展历史。3、土木工程的未来。第 2 章 土木工程材料一、学习重点（一）基本概念1、 土木工程材料： 任何土木工程建（构）筑物 （包括道路、 桥梁、港口、码头、矿井、隧道等）都是用相应材料按一定的要求建造成的，土木工程中所使用的各种材料统称为土木工程材料。2、天然砂：由自然条件作用（主要是岩石风化）而形成的，粒径在

14、5mm 以下的岩石颗粒，称为天然砂。3、硅酸盐水泥：根据国家标准（gb175 92）规定，凡由硅酸盐水泥熟料， 05石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。4、绿色建材：其含义是指：采用清洁的生产技术，少用天然资源、大量使用工业或城市固体废弃物和农植物秸秆，生产无毒，无污染、无放射性，有利于环保与人体健康的建材。（二）基本知识和基本理论材料一般分为金属材料和非金属材料两大类。材料按功能分类般分为结构材料（ 承受荷载作用的材料） 和功能材料（ 具有专门功能的材料） 。 材料按用途分类， 如建筑结构材料； 桥梁结构材料；水工结构材料；路面结构材料；建筑墙体材料；建筑

15、装饰材料；建筑防水材料；建筑保温隔声材料等。了解材料在土木工程中的作用主要应从三个方面去认识：材料对保证工程质量的作用；材料对工程造价的影响；材料对工程技术进步的促进作用。1、砖、瓦、砂、石、灰砖、瓦、砂、石、灰可统称为地方材料，由于其工程用量大，原料价格低，一般都在当地或附近地区采购。（ 1）砖砖是一种常用的砌筑材料。广泛地用于墙体、基础、柱等砌筑工程中。按照生产工艺分为烧结砖和非烧结砖；按所用原材料分为粘土砖、页岩砖、煤矸石砖、粉煤灰砖、炉渣砖和灰砂砖等；按有无孔洞分为空心砖、多孔砖和实心砖。（ 2）瓦瓦是屋面材料。瓦的种类较多，按所用材料分，有粘土瓦、水泥瓦、石棉水泥瓦、钢丝网水泥瓦、聚

16、氯乙烯瓦、玻璃钢瓦、沥青瓦等；按形状分，有平瓦和波形瓦两类。（ 3）砂砂是组成混凝土和砂浆的主要组成材料之一，是土木工程的大宗材料。 砂一般分为天然砂和人工砂两类。按其产源不同，天然砂可分为：河砂、海砂和山砂。（ 4）石凡采自天然岩石，经过加工或未经加工的石材，统称为天然石材。包括：毛石料石饰面石材色石渣石子（ 5）灰凡能在物理、化学作用下，从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质，统称为胶凝材料。 胶凝材料可分为无机与有机两大类。无机胶凝材料可按照其硬化条件分为气硬性与水硬性两种。 只能在空气中硬化的称为气硬性胶凝材料，如石膏、石灰。既能在空气中又能在水中硬化的称为水

17、硬性胶凝材料，如水泥。2、木材木材具有很多优点，如轻质高强；易于加工；有较高的弹性和韧性；能承受冲击和振动作用；导电和导热性能低；木纹美丽；装饰性好等。但木材也有缺点，如构造不均匀，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。影响木材强度的主要因素为含水率（一般含水率高，强度降低），温度（温度高，强度降低），荷载作用时间 （持续荷载时间长，强度下降 ）及木材的缺陷 （木节、腐朽、裂纹、翘曲、病虫害等） 。工程中木材又常分为原木、锯材及各类人造板材。3、钢材钢材品质均匀致密，抗拉、抗压、抗弯、抗剪切强度都很高。有一定的塑性和很好的韧性、良好的加工性能。土木工程所使用的钢材

18、大多为低碳钢和低合金结构钢。4、水泥水泥是水硬性胶凝材料，即加水拌合成塑性浆体，能在空气中和水中凝结硬化，可将其他材料胶结成整体，并形成坚硬石材的材料。（ 1）水泥的定义和分类水泥按其用途及性能分为三类：通用水泥、专用水泥、特性水泥。水泥按其主要水硬性物质名称分为：硅酸盐水泥，铝酸盐水泥，硫铝酸盐水泥，氟铝酸盐水泥，磷酸盐水泥，以火山灰性或潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要组分的水泥。（ 2）硅酸盐水泥水泥浆体在常温下会逐渐变稠直到开始失去塑性，这一现象称为水泥的初凝；随着塑性的消失，水泥浆体开始产生强度，此时称为水泥的终凝；水泥浆体由初凝到终凝的过程称为水泥的凝结。水泥浆体终凝后，其强度会

19、随着时间的延长不断增长，并形成坚硬的水泥石，这一过程称为水泥的硬化。（ 3）其他品种水泥有：快硬硅酸盐水泥、快凝快硬硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥、高铝水泥、膨胀水泥。5、混凝土混凝土（简写为砼）是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶结材料、骨料和水按一定比例配制，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成的人造石材。混凝工具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点；同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽，使用范围十分广泛。混凝土的种类按胶凝材料不同， 分为水泥混凝土(又叫普通混凝土) 、 沥青混凝土、石膏混凝土及聚合物混凝土等；按表观密度不同，分为重混凝土(p 2600 kg/m3)、

20、普通混凝土(19502 600 kg/m3)、轻混凝土( p 100人，航程 3000km 的大型运输机）和支线运输机（载客量 100 人，航程为 200400km的中心城市与小城市之间及小城市之间的运输机） 。b 民航机场概况机场向大型化和现代化迈进的主要特点为：?飞行区不断扩大和完善，可以保证运输机在各种气象条件下都能安全起飞、着陆。?航站楼日益增大和现代化，可以保证大量旅客迅速出入。?机场设施日益完善，机场内有宾馆、餐厅、邮局、银行、各种商店，旅客在机场内就像在城市一样方便。?机场距城市有一定距离，有先进的客运手段与城市联系。民航机场分类与组成a 机场分类为：国际机场、干线机场、支线机场

21、b 民航机场主要由飞行区、旅客航站区、货运区、机务维修设施、供油设施、空中交通管制设施、安全保卫设施、救援和消防设施、行政办公区、生活区、辅助设施、后勤保障设施、地面交通设施及机场空域等组成。（ 2）跑道方案跑道的作用与构成我国民航机场的跑道通常用水泥混凝土筑成，也有的用沥青混凝土筑成。跑道按其作用可分为：主要跑道、辅助跑道、起飞跑道三种。a 主要跑道是指在条件许可时比其他跑道优先使用的跑道，按该机场最大机型的要求修建，长度较大，承载力也较高。b 辅助跑道也称次要跑道， 是指因受侧风影响， 飞机不能在主跑道上起飞、着陆时，供辅助起降用的跑道。c 起飞跑道指只供起飞用的跑道。飞机场除跑道外，还有

22、一些其他起辅助作用的道路设施：跑道道肩、停止道、跑道瑞的安全区、净空道、滑行道（口滑行道、旁通滑行道、出门滑行道、平行滑行道、联络滑行道）机场跑道构形设计一般跑道构形有如下五种：a单条跑道；b两条平行跑道；c两条不平行或交叉的跑道；d 多条平行跑道； e 多条平行及不平行或交叉跑道。机坪与机场净空区飞机场的机坪主要有客机坪、货机坪、停（维修 ）机坪，等待坪和掉头坪。机场净空区是指正机起飞、着陆所涉及的范围，沿着机场周围要有一个没有影响飞行安全的障碍物的区域。（ 3）航站区布局旅客航站区主要由航站楼、站坪及停车场所等组成。航站楼的设计涉及到位置、形式、建筑面积等要素。航站楼航站楼供旅客完成从地面

23、到空中或从空中到地面转换交通方式之用，是机场的主要建筑。通常航站楼由以下设施组成：a 接地面交通的设施； b 办理各种手续的设施； c 连接飞机的设施；d航空公司营运和机场必要的管理办公室与设备等；e服务设施。航站楼及站坪的平面型式有前列式、指廊式、卫星式、远机位式四种。航站楼的建筑面积根据高峰小时客运量来确定。目前我国可考虑采用的标准为国内航班：1426 m2/人，国际航班：2840 m2/人。站坪、机场停车场与货运区站坪或称客机坪，是设在航站楼前的机坪。机场停车场设在机场的航站楼附近，停放车辆很多且土地紧张时宜用多层车库。机场货运区供货运办理手续、装上飞机以及飞机卸货、临时储存、交货等用。

24、（ 4）机场维护区及环境机场维护区飞机维修区承担航线飞机的维护工作，即对飞机在过站、过夜或飞行前时行例行检查、保养和排除简单故障等。机场环境问题机场环境分为两个方面：一是机场周围环境的保护，使得机场建设和运营不至于对周围环境造成不良影响；二是做好机场运营环境的保护，使航空运输安全、舒适、高效进行。a 机场周围环境的保护： 主要包括声环境、 空气环境和水环境的污染与防治，固体废弃物的处理，其中声环境防治最为主要。b 机场运营环境保护的内容包括： 机场的净空环境保护、 电磁 环境保护、预防鸟击飞机。c 机场内部环境保护：机场的内部环境保护重点是声环境。4、隧道工程隧道是修筑在地面下的通路或空间，但孔径太小，属于所谓管道范畴的除外。（ 1）公路隧道我国最早的交通隧道是位于今陕西汉中县的“石门”隧道，建于公元 66 年。浅埋隧道一般用明挖法施工，而埋置较深的隧道则多采用暗挖法施工。公路隧道线路隧道平面线形，一般采用直线，避免曲线，如必须设置曲线时，应尽量采用大半径曲线，并确保视距。隧道的纵坡通常应不小于 0.3,并不大于 3。隧道衬砌的内轮廓线所