土木工程专业英语翻译(武汉理工大学出版社段兵廷主编)完整版

第一课土木工程学土木工程学作为最老的工程技术学科，是指规划，设计，施工及对建筑环境的管理。此处的环境包括建筑符合科学规范的所有结构，从灌溉和排水系统到火箭发射设施。1782年，英国人JohnSmeaton及从事公共设施建设的工程师，尽管其包含的领域更为广阔。领域土木工程师要对场地进行测绘，定位有用的布置，承包商和分包商，还要做些额外的监督工作以确保工程能按时按质完成。贯穿任何给定项目，土木工程师都需要大量使用计算机。计算机用于设计工程中使用的多数元件（CAD）因为它使得工程师能有效地掌控所需的大量数据从而确定建造一项工程的最佳方法。结构工程学，以及水利工程学，维护河滩及其他滨水各种类型的围堰,.岩土工程学响。环境工程学围环境造成污染。交通工程学港。交通工程师应用技术知识及考虑经济，政治和社会因素来设计每一个项目。他们的工作和城市规划者十分相似，因为交通运输系统的质量直接关系到社区的质量。渠道工程学建筑工程学社区和城市规划们评估所需的设施，包括街道，公路,公共运输系统，机场，港口，给排水和污水处理系统，公共建筑，公园,和娱乐及其他设施以保证社会,经济和环境地协调发展..在这一专业领域的土木工程师精确测量地球表面以获得可靠的其他的专门项目.还有两个并不完全在土木工程范围里面但对训练相当重要的附加的专门项目是工程管理和工程教学。工程管理公司.工程教学.第二课建筑物与建筑学遮风避雨的建筑物的设计和其他功用的土木工程结构的设计的科学基础原理是相同的这种必要的设置对公寓的进外,而乡村的学校可能发展成为景观的一个主要部分，即使两者实现同样的功能。。城市的在任何特殊的建筑物中所覆盖的精确活动——广泛到从工厂的一条装配线到一个家庭的起居室——应该此外，一个结构需要很好地被建造。它应该有结构需要的和被选材料允许的耐久性。建筑学。石地比较短，并且支撑间距比较小。此外，石柱必须坚固，其高宽比极少超过10。在石类建筑中，木是一种纤维材料,相比其抵抗压力的能力而言，它更易于抵抗拉力。木制梁可能相对比石制梁长，并且木制柱较细且可以广泛地作一定间隔的排列.由于木的自然性质常形成宽大于高的水平筑物建筑过程的任何人一定曾注意到由细的广泛地作一定间距排列的柱及每个楼板的长梁所组成.是一个柱的直径一半）PetitTrianon它们的时代的理想的表达和热望。历史性建筑学的连续性式样是他们的时代精神的化身。的部分.第三课建筑物的组成。以上的部分，而下部结构和基础则是建筑物地面以下的部分。摩天大楼的出现得益于19世纪的两大发展:钢骨架结构和旅客升降机1885GustaveEiffel（1832-1932）1889览会的塔和他为Galeriedes机械的设计表现了钢结构的灵活性984（300401857年被ElishaOtis1889Eiffel2350个旅客到达顶点。承重框架。直到19世纪晚期，建筑物外墙被用作支承楼板的承重墙。这种结构本质上一种梁柱模型，并且仍然被用于房屋框架结构。承重墙结构由于需要巨大的墙厚而限制了建筑物的高度。例如，芝加哥建于198016的Monadnock5(1.5米1883,WilliamLeBaronJenney(1832-1907）1889年。由于骨架构造,砖石一直被用作幕墙材料，直到20世纪30年代,轻金属和玻璃幕墙开始被使用。在钢结构引入后,建筑物的高度持续快速地增加。在二次世界大战前，所有的高层建筑都是采用钢结构。战后，钢材的短缺和混凝土质量的改良导致钢筋混凝土高层建筑的出现。芝加哥的Marina塔(1962）588（179），650(198EeroSaarinen196255）宽，相邻柱的中心距为10产生这种趋向的一个理由。世界贸易大通常被用于提供侧向稳定性。外壳（窗）和不透明元素（墙）屋建筑，由于有火灾的危险，它通常不用于商业，工业和公用建筑。楼板。建筑物中楼板的构造依赖于所使用的基本结构框架。在钢结构中，楼板或是搁置在1218375.5），最常用的结构是无梁的实心混凝土板。的波纹当由另一块金属板盖上时，可以形成电话线和电线通道。机械和电力系统），还包括筑面积的2540％携带来自中央风扇室和空气调节机的新鲜空气。悬吊在上部楼板结构下面的天花板，隐。举例地基与基础如土的类型，土壤的层理，土层的厚度和它的。土壤很少有一个单一的成分。它们通常是不同厚度土层的混合物。为上,较大颗粒土的负载能力将会强于较小的一些。最硬的岩石可以高达每平方英尺100吨（每平方976.5负载0.25吨(2.44土的天然压实重，就是说，它很容易被压挤出。由于压实和流动效应，建筑物趋向于沉降。例如比萨和博洛尼♘的斜塔，不均匀沉降能产100年以来，那里地下水水位的变化已经使一些建筑物沉降超10(3）。由于这种运动能发生在施工工程中和其后，仔细分析在建筑物下土的行为显得非常重要。土的巨大的可变性导致基础问题多样的解决方法。在地表附近存在坚硬土时，最简单的解决方法是把柱放置在一个小的混凝土板上（扩展基底）个较大的面积上，在这种情况下，则在整个建筑物底下采用连续的混凝土板筏或席）。地表附近（方向）20世纪内得到发展。美国KarlTerzaghi隐而昂贵第四课高层建筑大体上建筑施工工艺学方面已经有许多进步,在超高层的设计和施工上已经取得了惊人的成就。50100更大高度的要求增加了梁柱的尺寸以使建筑物刚性更强充分利用整个建筑物固有潜在的劲性，因而不需要额外加劲以限制侧倾。中的曲线AB则表现框架受到所有横向荷钢结构体系。因为一些类型的结构改革，钢高层建筑物得到了发展.此改革被用于办公大楼和公寓的建造。（1974)。框架筒体43110对角柱桁架支撑筒体40组合筒体（束筒）110有9性的结构观念。西尔斯塔高1450英尺(442m）,是世界上最高的建筑。薄壳筒体系。筒结构体系的发展提高了高层建筑抵抗侧向力（风和地震作用）和飘移（建（和54层楼高的匹兹堡的梅隆银行中心。混凝土体系。虽然采用钢结构建造的高层建筑开始很早，但是钢筋混凝土高层建筑的快速发展在办公大楼和公寓方面对钢结构体系产生了很大的挑战。框架筒体。由上面讨论到的，高层建筑最早的框架筒体概念应用于43层楼高的德威特栗木公寓。在这一建筑物中，外柱以中心距为5。5英尺（168米)的间隔排列，内柱则用于支撑8英寸厚的混凝土平板.筒中筒。另一个用于办公大楼的钢筋混凝土结构体系是将内部框架筒体与传统的剪力墙工这种被称为筒中筒的体系使设计目前世界上最高英尺或218米），35(52）成为可能。结合混凝土和钢的体系也得到发展Skidmore，Owings和Merrill和钢结构体系的优点。在新奥尔良的一个52层楼高的壳广场建筑便是以这一体系为基础。第五课环境工程其他污染。环境工程的实践被划水质处理2070.物理化学方法用于除去废弃河川中的固体化。。通常，建造一整套全新的分开卫生废污的管道价格太在生物方法处理后，化学制粒状的活性碳或膜被，所以这种更高水平的处用。重复使用这种方法已经变得相当废水固体物质处理重金属必须在源点被除去。垃圾处理.在陆地上的废物和垃圾的不加选择的倾卸已经引起严重的污染问题。垃圾处理可以来自热反应堆以及废水处理厂焚烧固体废物的火炉的空气发生发射系统必须设计成能防止化学品和微粒子有害废物处理空气脱膜或粒状活性碳吸附作用除去污染物。经净化后的水再回注入蓄水层，这个工程则需要数年才能空气污染控制柴油驱动的卡车和不受限制的汽油机使环境中废烟增加.,1987每年有磅（公斤）的有毒化学品被释放到空气在了东北部和加拿大的森林和湖泊上。例如多样性火炉，流化床反应堆以及究竟久经),但是代价昂贵，并且过程缓慢。饮用管理.安全高质量的饮用水的可用性是现代文明中一个重要的要素。源点其他的饮用水源是自然湖泊和水库。它们往往优于河水，并且它们可作多重用途，如给排水和水力电气的动力。这些湖泊的部分区域的受限制的娱乐使用是很寻常的。地下的蓄水层是一个饮水的通常源点，并且其质量相当高，除了那些化学污染已经发生的地方。在世界的一些地区，蓄水层能被开垦的地表水回灌.在世界许多地区的一个严重的问题是在低降水和降雪期间纯净饮水的短缺。一场大规模旱灾发生在1989质量可以通过明智的控制地表水沿岸的使用来实现供给水的净化与分水岭的规划和控制一样重要。在源点质量相当好的地方，化学消毒，凝2080。其他方面。环境工程学可以用于区域性问题的解决。变得富营养化和藻类繁盛的池塘和湖泊不能被用于娱乐，并且这水如果被用于饮用可能是有害的。海港处水的无差别的处理和随之发生第六课：取暖,通风,和空调13火炉在公元前600年在中国出现并使用。它比壁炉更节省热量。火炉从俄罗斯传到德国和欧洲174418Lacedaemonians发明，并且第一个使用到加热楼板中。在城市Ephesus中的大神殿被认为使用褐煤作为燃料，将暖气通过气孔导入地板中。虽然希腊人认识到集中取暖的优点，但是罗马人才称得上古代最伟大的供暖技师。他们发明了独特的火坑供暖系统。地板提升了底座，热气从熔炉中被导入地板下面空间。暖气通过埋在墙里的中空的赤陶导管。这一系统在整个欧洲都可以找到，可见当时罗马文化的繁荣.在意大利，火坑供暖装置仅仅应用于浴室内。在凉爽的地方如英国，则不仅仅应用于浴室，也用于起居室，和有时需要取暖的一些房间里。1500年后，舒适的罗马的火坑供暖系统被重新发现并用于现代城市。1819蒸汽表面非常烫，导致在空中有烘烤似的作用,常常伴有燃烧残骸一般的异味，而用热水的优点在于有一个比较低的表面温度和比蒸汽更温和一般的影响。它在1830年被接受.1831年，英格兰人JocobPerkins大概直到19世纪才产生对封闭空间采取某种形式诱导通风的需要。那时所建的集会礼堂，剧院,教堂要容纳数百甚至数千人.在工业中，一些改良蒸汽的气压在汽油灯工作间的磨坊中作为动力，来抵消那些增大的却作废的比例。1837年的伦敦NewHouses1618一直没有找到一种方便的动力供给，直到无所不在的电流的出现。到17“空调"这一专业名词的出现归功于StuartCramer，他在19071911WillisCarrier具有科学基础的空调诞生了。1920191990Belin—Charlottenburg大学和其它的一些部门担任。战争过后第七课桥梁桥梁是跨越如河流、山谷这样障碍的一种建筑，从而提供交通便利,到目前为止，大部分桥梁都是公路桥或铁路桥.大量的高架桥于19世纪在欧洲建成，目的是保持其运河中船舶的航行。最小的一座桥在纽约市的肯尼迪机场，它主要是把滑行飞机拖到跑道上服务的.其上覆一些木枝或草垫以方便行走。处于热带地区的印度、非洲、和南美洲纤维藤被用来建成悬索桥，这些藤被系在小河或山谷两边的树上或岩石上。一根或更多的藤被踩在上面行走，其它的则排列在膏腴几英尺的地方,用作手扶用。虽然藤索桥通常不稳定。但有很多用incas建成藤索桥有足够的坚固和稳定性，被用于西班牙士兵和它们马匹的通行.Dartmoor英格兰仍然可见，不过它们都建于中世纪甚至更晚。早在公元前４０００年的Ｍesopotamia泛地用于桥梁结构。它一直被广泛地使用直到19这里有4类基本结构可以用作水面上的或障碍物上的桥：刚架桥、悬臂桥、拱桥、和悬索桥体系。载力太弱，他将会破坏。常悬臂梁中间间隙是闭合的既是刚架桥。如此却使悬臂粮延伸了跨度。递压力的特性结合在一起。这种材料在其它的基本桥梁结构中却毫无用处。八课:桥的设计与构造））4（）美观和和谐性。在一定范围的跨度内,每种结构的都有最大的作用和经济.如下表所示：桥的类型最佳跨度英尺米梁桥2010006。1到304.8刚架桥8030024.4到91。4拱桥200100061.0到304。8桁架桥200140061.0到426.7悬臂桥5001800152.4到548.6悬索桥1000500030481524.0上表表明了许多类型的适用性有相当多的重叠。在一些实例中,在不同的初步设计中，用来比较不同类型的桥结构是为了在最后有最好的选择。拿Varian—Narrows大桥来说，设计者使用了七种不同的合金钢，其中之一的合金的屈服强度为50000（3115kg/c250000（17577kg/c㎡）8000(562.5kg/c且其加强了钢丝绳的抗拉强度，其强度达到250000（17577kg/c桥梁的其它使用材料还铝合金和木材：现在的铝合金的屈服强度超过了40000每平方英寸（2818kg/c㎡把木材碾成细长的薄片然后用胶水粘在一起而做成的梁是自然木材强度的二倍例如用南部松树而胶结的梁能承受的工作应力达到了3000英镑每英寸。9 kg/c㎡）。和积冰积雪荷载。虽然随时在桥面上移动的机动车的总重量相当于静荷载和动荷载来说是一个很少的部风在桥上的施加的里即直接敲打桥结构又间接的敲打在桥面上的通行的车辆。如果出现空气弹性振动,在这种情况下的TacomaNarrows加速度和变形都可以进行精确测量。桥模这时可以承受同样比例的荷载和动力条件来分析桥的变化。风洞试验也可以确保不再发生TacomaNarrows土而成为基础。一根预制空心桩浮运到做成承台桩的那一点，然后从空心桩套内灌入混泥土。机或卷扬机把该部分精确吊到大桥的建设部位。和吊车可以完成着仪沉重物在结构上的操作。永久性的支撑，直到它进入安装的另一个支撑。直升法主要用于轻质小跨度的公路桥。每一个预制桥单元被垂直悬起并旋转到桥梁支撑点上.当公路的铺装，标志,灯光，护栏和附属设施完成后,桥梁就准备投入使用了.第九课海港和海上工程何弱点或缺点，而却防止它们。将导致居民区的洪灾时常发生。洪能力。水力模型.海边土建工程的计划取决于运输，围海造陆，河道管理是否促进发展技术模型的研究，曾经认为科技是不必要的，这些研究表明必不可少的第一步是对任何港口或沿海地区进行再开被发展以海浪和潮汐为动力用来生产。苏格兰的ClydeEstuary1450三年潮汐的影响使海港的数据图表也随着更改，如果在时间为三周的试验中对模型的研究，那么任何其他的潮流在非预期内的冲刷或淤泥可能被查出来。这种价值关系对改变位置的防堤提供保护同样可以被研究.利用波浪生成设备,发现次要的或不利的影响。在受保护的区域，波浪因带来混乱而不受欢迎，这是可以预料甚至还是抢先的。天然港口和人造港口：GiouvannidaVerrazano称纽约是庇护船只“最满意的地方”，像进口，港湾，出可能需要先进出口。海港的主要工作远古时代，从事海港的工作是改善改进天然海港和人造港口的结构。还没有确定性的证据记载第一座人造海港构造的日期和地点，但是人们都知道,公元前13世纪PhoenciansSidonTyre所看到的Mediterranean够适于远航轮船的定锚。AsiaMinorAegean陆地上的港口如Ephesus,PrienceMiletus今都消失了，每一种这样的情景都破坏了美丽如画的Meander河（现在叫Menderes河），这对于那些努力在河流出海处相邻的高地上创建新的陆地的人们来说不失为一件惬意的事情。在朝向Cyprus广阔的海岸得以产生和存在。也被保存下来。他们最开始考虑的是为了给那些脆弱的船提供保护，使其不受气候影响.但更重要的作用是那些建筑物的贡献，如防波堤，通道及维护结构。大量的廉价劳动力和用天然石材为主要材料。用这种方法建成之后看起来如同更快来低价的现代建筑。20而是要注意避免强加于子孙后代也许因为坚固耐用反而变成负担的结构.现代在过渡耐用和脆弱危险的材料用于那些等级非凡的古老海事建筑，他们强调增加美化，如雕像和凯旋门。横切技术的实践包括在隧道和防护堤中的罗马半圆式半圆拱和分布在那些允许海水进出的以第十课 大坝的湖泊。和E坝用于宽的河流上建一座大坝需要足够多的材料.选择M或E它们的成本必须尽可能地节约。基础中的薄的分离或间隔地区的特性。存在的地下水对大坝的建筑材料的有害的化学溶解必须评压力计算有特殊的用途。各种材料都将被用于模型试验中，在Hoover大坝的一些早期试验，常利用橡胶，这需要在复杂模型中准确复制应力样本，模型要符合使用低弹型材料。材料问题大坝的两种基本材料：混凝土和泥域填石在大坝的正确设计中都有一个弱点需要被克服.要收缩。因为大量混凝土用于大坝上，收缩而出现严重裂缝的危险。////混合或用循环水通过埋入混凝土中的导管而用利用直空抽1968年，在HonShu的ToKachi93Tang—eSdegman大坝和南非的HendriKVerwoerd第11课 高速公路工程20计通常在一个更佳的选址确定下来之后才开始.）了。资金方面的考虑决定了一项工程是一次性实施还是是否必须分阶段建设,每阶段建设等资金到位后才开始。在决定最经济的实施方案时，工程师通过分析它的盈利性来定夺的。高速公路，街道（考虑）盈利性的三个优先顺序（依次)为：使用者，所有权上（最）邻近的所有者，大众。（沿线）的公共设施，（诸如）水管和下水道的使用情况。环境价值环境因素在高速公路建设中正被越来越重视，也突现出越来越高的重要性。由于环境问题导致工程被搁置甚至取消的事例，不胜枚举。环境方面的研究或调查涉及许多因素，包括噪声的产生,空气污染，对横贯地区的扰乱,对现有房屋以及可能的预备路线的破坏。可通行道路的获得题（方面）的利益后再（开始）建贯通首要区域的高速公路.主要问题包括以下几点:（1）是否为保护城市的自然风光而改城市的一些部分是否因为这个提议选址而被独立开来?细节设计包括地下地表的工作。土质研究加快了许多其他高速公路工程的计算。大功率,（具有）高度灵活性的土方机械已被研发出来用于快速。经济的(工程)操作的实现.路面相当大的厚度。排水结构高速公路工程的许多部分是计划和建设用于高速公路或街道排水设备的,以及使得小溪穿过高速公路的可通行段。排水系统，（来实现表面排水）（城市）街道衔接，设计寸才被计算出来.开放式管道在计算预期流量是要考虑的因素包括尺寸.长度.开口形状，管壁粗糙程度，入口和下游沟渠末端的形状，入口处允许的最大水位高度以及出口处水位。休息设施（属于）国家系统的州于森林覆盖区以便（行人）又很少停车休息的司机的欢迎。噪声屏障音栅栏能减少全部噪声量的超过50％。建设工作尽管前期要做大量的工程和计划，但实际工程通常是建造高速公路以及街道改造中耗资最大的部分。立杆定线根据一份基于细节计划准备和规范的授权建设合同，工程师来到工地现场布置工程。作为立杆定线的一部分，（工程师)要指出土方工程量，排水沟结构的位置，并建立剖面图。压实（路基）（配些工程。有一种振荡频率高达3400/材料.维护和操作程的重要组成部分。第12课交通管制交通管制是一项旨在给在街道和高速公路上做复杂运动的汽车。卡车。巴士以及行人带来秩序和在各个国家中，人们对乘坐汽车出行的信赖度的增加强化了改善高速公路运输的需.人口向城区流动，在城市上班 这一变化决定着设计交通容量。另,对环境质量越来越多的关注强.（3）交通管制设备诸如招牌，信号灯，标记实物上的改善，诸如交通渠化和十字路口再设计。交通路线交通路线设计中最重要的一步是决定城市中每条街道的主要用途。这个决定将更进一步立体交叉。5%并且控制半数交通量。单行道系统被广泛用于缓解市中心的交通阻塞.这些系统也用于克服邻近空间交通信号的时间问特区在城市的多个主要街道都采用了该系统。是可逆的。洛杉机和芝加哥将该实践用于他们的一些最繁忙的交通干道上。在许多城市里的商用卡车行驶在以重型交通工具标准为依据设计的道路上。好的卡车道路可以帮助卡车避免来自其他交通工具的不必要的干扰。非商用交通工具允许使用卡车道，除非在一些特殊情况下高速公路线被设计成仅供卡车使用.以通过信号可改变的或永久性标志或交警来控制。为而并非由该类标志本身的保护能力所带来的。欧洲更普遍使用，在欧洲许多国家的乡村高速公路通常没有限制最高时速。"叫做“在高速公路沿途作记号”设计者需要仔细考虑路标的颜色，象征意义，以及不同标志的形状。这些国际惯例将导致其在美国使用时具有更大的象征意义。诸如道路中心线以及道路边界线的步行标志会十分有利于指导司机行驶在他所期望的路上或是转作为一种从现存道路里走出来的方法正被大量使用。实物设备的改善大部分实物设备的改善，诸如道路渠化和交互式立体交叉再设计从根本上提高了现市中心的步行街设计正在越来越多地利用超市设计中的一些技术.商业街通常在商业比较发达的街道发展起来并行人通行，但在紧急情况下可供交通工具行驶.商业街周边通常要有停车点,例如Fresno,Pomona，Calif以及Kalamazoo,Mich.丝安，密苏里州以及华盛顿特区。开，明尼阿波利斯和伦敦创建了扩展行人天桥和第二道人行道。第13课 地下空间的利用下空间的利用，作为本章要描述的内容，将提供针对这些趋势的解决办法.通过将特殊器材设备置于地下，城市地表可被更有效地利用，这样就可释放出空间供农业和娱乐使用。类似的，在陡峭的山坡上使用阶地掩土住宅会有助于在多山地区保护宝贵的可耕平地。利用地下空间也可以提高人们在人口高密集去的居住舒适度,改善生活质量。还是农村都需要提高运输，实用以及娱乐服务。世界上许多城市的交通堵塞问题已经处在满足人类及周边地带上的建筑的基础上想要解决这一难题是十分困难的。地层以下，触及更难以让人接受或是更敏感的区域。这些趋势同样导致针对能源繁衍存贮系统以及用于处理危险废料（国家高速运输体系。所有这些发展均涉及地下工程。用地压力居住。这些大方大部分是沙漠山区，或是极度严寒地带等人类不易居住区.以中国为例,平均人口密度大概是每平方公里100102000年，世界人口的70%将居住在城市。8090％的人口居住在海边平原经济发展集中（高达50万美圆/平米）12贵以至于用于购买土地的花费可能会占到工程总花费的95％。土地使用压力和由于高土地使用价格带来的相关经济影响使得对地下空间的潜在利用的研究无法承担或是很勉强承担的奢侈浪费.地下空间规划发展。地下空间具有如此特征导致要做一个好的规则需要特别注意一些问题1。 一旦开始地下开挖，土地将被永久改变。地下建筑不象表面建筑那样容易拆掉。2。 开挖一片地下空间需要一大片土地作为开挖加固区。3。 土地的地理构成极大地影响了地下设施的种类，形式以及开销。但现有关于地建筑的知识仅有很有限的内容与此相关，因此需要查阅钻探资料和以前的记.4。 大型地下工程需要大量调,涉及更大的建造问题，工期拖延以及预算超支等险。5。 传统规则技术主要侧重于对于城市地形区域的二维描述。这基本上仅适合地表上部结构但并不适合建造在处于复杂三维地理环境中的地下结构用同一种模式来描述这种三维信息并立刻反映到规则评估中是件非常困难的事(Ginza线）是在现存地表层设施下作为一个影子工程线路深)KeiyoJR40m。一条从MarunouchiShinjuku50m70m25m（例如日本的新干线子弹头列车或是法国的TGV直的队列以及平坦性。如果地下空间不是此类用途，那么城市下面将会产生非常无效率的布局。环境利益问题：日益增长的能源消费量相对于满足将来需求的有限矿物燃料的贮备由于燃烧矿物燃料对全球气候带来的影响3。 工业副产品对环境的污染4. 对于工业生产及军事演习产生的危险废物的安全处置和环境的恶化程度成比例。矿物燃料的消耗。将来地下空间的发展计者已提出对大范围地下结构甚至从整个城市的角度综合考核，将是非常有用的.9019904当展望将来城市建设时，地下建筑会成为主要因素——这是建筑师PaoloSoleri30其他孤立环境为基础创建的第14课 如何开挖隧道形式。通常会选择圆形或近似的圆形.在非常坚硬的岩石中，通常采用钻机和爆破开挖.在软弱到中硬岩石，采用隧道挖掘机是典型的开挖方式。在软弱土层，通常采用盾构和挤压软弱土质的方式向前推进.在所有岩石或土层的开水下隧道的方法是将深管放入河底或水中其他位置的已开挖的深沟中。硬岩隧道穿过硬岩石短隧道仅从入口开挖，但是较长的隧道通常是从一个或几个地方同时开挖。有些长导洞不仅是通道的附属设施也是运土,通风，排水的通路。）在上部钻孔的同时在下部运土。随着隧道开挖方法的改善和机械化，以前仅用于小型隧道的全面施工方法，也开始普遍用于修建大型隧道。这种改变部分原因是隧道钻车-—一种装有大量岩石钻头的可移动平台的引进。利用这种设备,一大片隧洞面可同时钻探。全面施工法已变成最普遍最迅速的开挖隧道方法。软土层隧道有一些隧道是全部或绝大部分穿越软土层.在很软的土层中很少甚至不需要爆破，因为土质非常容易开挖。5来。当杆的末端伸到后,再添加新的木材，伸梁被插入土中供隧道下一节使用。中，足够的空气压力来维持坑道表面的坚固直至木材或其他支撑设施树起来。水下隧道所需空气压力随隧道距离表层的距离增加而增加。1000磅/(4880公斤/平方米个阻力推动盾构向前，它能在盾构外侧提供每平方尺5000（24，5001955年用于纽约市林肯隧道第三段的盾构长18531.5632(81。2cm),在其后制作一个32英寸的支撑环。7（2m）长，32（81cm）宽，14(35.5cm）1.5吨。这些段由14个小片段环熔合在一起.这种熔合的加紧先由手工后由机器完成。一旦它们就位，这些片段被旱在一起以保证永久性防水。水下隧道安大略省的底特律和Windsor1906—1910方法建成的主要运输隧道是Posey1928Alameda西思科的Transbay隧道。柱状隧道段通常位于向河岸的场地并由钢铁制成。每段大约300（90m)长，28485-146m）的半径。在每一段末端的开口处后面是用钢制挡水墙封口，管子准备成发射船的样式。节段一旦放入水中，将使用混凝土压载直到达到最小浮力。然后这个节段被拖到隧道指定位置。在每一个节段就位之前，挖泥船和水下挖掘机会为隧道挖出一个合适深度的壕沟。当这个管段被精确地放到它最终就位的位置时，灌浆直至它沉到合适的沟槽里。隧道的所有分段以同样方式运输和下沉就位。连接处再用混凝土焊在一起以增强段与段之间的防水性。当所有的段被就位并连接好后，上面再填土以给予其稳定性和保护。从这个意义上讲，水下管道技术是老式挖填土方法在水下的应用。当施工结束时,工作人员从隧道每一节末端进入并在进入管道中心时推掉挡水墙。然后再用混凝土做管道内衬以获得更好的外形和更大的安全性。随后贴瓷砖，做风道衬里，安电线,水泵，管道等第15课土力学历史18）之前，以.1857一个显著的进步是德国工程师卡尔泰沙基在19251925Erdbaumechanik（“关于地基材料，人行道下的天然基础的研究始于1920年美国公共道路局。他们做了一些关于人行19331936的世界会议在哈佛举行。今天，市政工程极大地依赖于实验的大量数据来巩固经验以及与之相关的新的问题来建立解决方来代替这种现场实验的趋向，并且许多重要的性质都是由这种方法得到的。土的工程性质决定土的工程适用性的性质包括：内摩擦力，内聚力，压缩性，弹性,渗透性以及毛细性。中几乎不存在。内聚力值从干砂土的02000因为可以通过碾压,夯实，振捣或其他方法压实土以增大其密度和提高其承载强度，所以可压缩性是土的一个重要特性。上面交通的作用下压缩延展导致地基沉陷。毛细性导致自由水延土中孔隙上升到正常水平面以上.在多数土中都存在毛细性所需要的许多管道；在粘土中，水汽可在毛细作用下上升达30英尺。下产生的压缩或是土粒挤压在一起而发生的；这一性质也可以测量出。基地勘探航拍照片，井道日志，开挖情况等信息都是很有价值的。地理勘测方法修正出有用的数据。电阻测所需要的表层信息只能通过开掘来获得。探针插入土中以显示穿透阻力。水枪或是麻花钻机用来将多种钻探方法用于从地下获取土条。地堑或是坑可以提供浅层土质更完整的信息。如果遇到坚硬的避免取样对结构扰动的影响对一些实验不是很严格但是对原位密度以及剪切强度的测量影响很大。完整和精确的记录例如钻孔记录必须准备好保管好并且样品自身也必须保管好供将来校对时用第十六课 基础foundation”这个单词或者是指土地本身，或物作用的荷载量。载从上部结构传入到地下。这些将荷载从上部结构传到地下的部分叫做下部结构。（图1)图1（a）（b)结构由桩基础支撑。桩这样安装以便桩端最终插入到土中并且全部由土体提供支撑，否则，它们也许安装使桩尖插入到岩石里。基础.独立基础或扩展基础被用作将来自柱或墙的荷载扩散到下面的土体或岩石。一般说来，基础图2）图2：基础类型。（a)柱基础.（b）联合基础，矩形或者梯形.（c）悬臂基础.（d）墙基土墙必须设计成这样才不会倾覆，在冰冻敏感地区，基础必须置于冰冻线下。筏式基础平板基础特殊问题的土下沉。结构以阻止它们向上漂浮。统时，墙后的水压力就会减少。墙基支撑靠在已存基础附近或下面挖坑来实现。坑较小，一般0.9米宽，1。两米长。随着开挖的进行，水平板被置于基坑上，以阻止墙下沉和被支撑结构的破坏。当到达新的承压层时模板被安置在基坑里，从新的承压层向旧的基础底部浇灌76毫米厚的混凝土。在新浇得混凝土硬化后靠砂，水泥和少量水的混合物压紧76第十七课 结构工程结构工程是土木工程的一个专业分枝，土木工程涉及到公路，桥梁，大坝和公共事业线等工程的设计，施工和建筑物施工控制。和在估计的费用内完成。计划施工.工程的快速施工要求当需要时有稳定的材料，设备和劳动力供应。结构工程主要对购买全部制作。供货商的制作过程。工作以确保它符合计划和规范。压缩空气，水，电力系统分配的结构特性的设计。控制工程的某个特性很容易影响整个工作，那么通常要增加设备或人员以加快工作。是单个项目费用。土方开挖或混凝土施工以体积作为典型的计价单位，结构用钢用吨作为计价单位。任何时候累积的项目费用除以累积的工作过程就是任何项目的实际单位费用。缺乏材料或安排布置耽搁了。在这种情况下，分析生产能力时，时间研究是无价的。沥青铺设和电力及机械设备安装。这些领域应用到不同的工程如建筑，大坝，机场的施工方法一般场址准备。这包括除去和清理所有表面结构和拟建建筑物场地的生长物。推土机用在小型结构和树木的情况下,大型结构必须被拆除.挖填土填土完成后,通常要压紧以阻止随后的下沉.通常靠当被定位时由拖拉机拖着的羊脚，格子，充气橡胶，振动的滚筒完成压密工作。手工控制,汽油驱动的前膛被用来压实没有空间给滚筒操作的结构物附近。地基处理钢材组装混凝土结构土定位期间，靠外部支撑和内部结点结合在一起.模板和结点被设计成能支撑临时的流动混凝土的压力。囱.混凝土通常由两种途径获得：如果工作点距混凝土搅拌站不远，就用搅拌车从商品混凝土厂运过来，否则就在现场浇筑.现场生产混凝土需要安装搅拌机，获取水泥和骨料，操作搅拌机，骨料在工作点或附近生产。这就需要空旷的采石场和安装处理设备如压碎机和筛子.土泵泵送上来。泥平衡。凝土，抹平表面，切除收缩节点，作用一种补强混合物。铺设沥青。这是压碎了的集料和沥青粘合剂的混合物。它也许分别铺设在路基中或在搅拌车上搅拌然后立即在路基中展开。接着路面被滚筒压实.第十八课 建筑材料那么在移去荷载后变形存在，重复加载和卸载最终增加变形到结构失去作用。所有用在建筑结构里的材料如石材，砖，木材，铝材，钢筋混凝土和塑料在一定范围内的荷载作用下表现弹性。如果加建筑材料的又一个重要特性是它的刚度。这个特性由弹性模量决.应(每单位面积上的力）与应变（每单位长度上的变形）的比率就是弹性模量。弹性模量就是描述材料在荷载作用下的变能力。对于两种有相同面积且荷载相同的材料。弹性模量大的材料变形小。结构用钢的弹性模量是 磅每平方英寸或千克每平方厘,是铝的3倍混凝土的10倍木材的15倍.砌体481(147砌体本质上是一种受压材料，它不能承受拉力，砌体最终强度取决于砌块和泥浆。最后强度在1000至4000磅每英寸（70至280千克每平方厘米）范围内变化,取决于砌块和泥浆粘结情况。木材6002050008000560）范围内。硬木最初用作细木家具和内部装饰如地板。的金属连接件，但是很难设计出顺纹方向的抗剪强度或抗拉强度关系不大的构件。钢材接。碳素钢易遭受氧化锈蚀因此必须靠喷漆或插入到混凝土中来避免与空气接触。超过钢材很快失去了强度，因此必须套一个耐火材料（250000磅(17500铝.当轻质,高强和抗锈蚀都成为重要因素时，铝就成了一种特别有用的建筑材料。因为纯铝是极其软和延性的，所以，合金成分,如锰，硅，锌和铜必须加进去增加结构所需强度。结构用的铝合金表现弹性。它们的弹性模量是钢材的1/3，因此在同样荷载作用下变形是钢材的3倍。每单位铝合金重量是钢的1/32000060000平方英寸（14004200平方厘米）之间。混凝土3/4体积的砂和石料和1/4体积的水泥浆。混凝土的物理特性对混合物成分的变化很敏感，因此必须根据强度或5天.混凝土强度随时间增混凝土在荷载作用下是弹性变形。虽然它的弹性模量是钢的1/10，但是变形却一样,因为它的强度也只有钢的1/10。混凝土本质上是一种抗压材料,它的抗拉强度可以忽略不计。钢筋混凝土25（0.64厘米）。257）Monnier18686000平方英寸（420/平方厘米），但是钢筋混凝土的极限抗拉强度超过10000(700/平方厘米）是有可能的。塑料60000/(4200千克7000至12000磅/490至840千克/平方厘米）范围内。第十九课 结构分析一般说来,结构分析首先是检查结构的整体稳定性。这包括确定结构的支撑反力。如果支撑足以承担力，它们反作用给结构等值反向的力。如果电脑计算表明结构的反应平衡了荷载（震力）地震运动作用在建筑物地表下的基础上并且被认为是随机荷载。必须考虑非线性动力行为。构是稳定的，这些必须平衡。2）于零；（3)关于任何一条垂直于平面的轴的矩之和为零。1a图1b中的结构没有反力去平衡水平荷载，图1c没有承担力矩的力。不满足平衡定律。它们都是不稳定的.况一组力产生的总的弯矩，剪力，应力和变形，等于荷载单独作用下产生效应的总合。图1：作用了力系统的结构。b），（c）圆形表示可动铰支座。超静定结构定的。例如，如果图的刚架柱固定在基础de62（b）所示。结构62（c）零.因此，反弯点相当于铰接接点。2a）构件配置。力在d，e点对应的水平反力是和，垂直犯力是和,弯矩是和。（c）变形。反弯点或者说是弯曲改变点是f，g。如果它们在梁和柱中的位置假设如图2）3）图3：图上表示建筑物框架用认为反弯点在柱和梁中点的近似方法计算风载下的应力。近似方法.多层框架中计算风载应力的门架式解法假设：柱和梁的中点存在反弯点，每根内柱承受的剪力是每根外柱承受的剪力的两倍。这样就使结构变成静定的。Witner—百分数法，因素法和C计算机分析。电子计算机的出现引进了结构分析方法：柔度法或力法和刚度法或位移法。这两种方法考虑结构的行为在材料线弹性范围内,并且应用在超静定结构里。满足变形协调要求，必须同时解n个线形方程。这里的n就是结构系统多余未知力的数目。在受荷结构里，一个方程就由一个变形条件决定。必须计算n+1个荷载条件下的位移，一个方程是为施加的荷载，n法都计算只有n两种解法的对比指出每种解法都包含矩阵转化。在柔度法里矩阵是n×n个多余未知量。这种方法比刚度法需要更多的矩阵。在刚度法里,n就是结点可能的线位移和角位移量。选择应用任何更好的方法取决于被转换矩阵的大小。非线性行为和作用在结构上的荷载变化产生的非线性几何变形。第二十课 结构设计5工程要求采用市政，县，州的建筑规范，提供了设计所需活载（（结构和已知永久性设备）。/1000（梁长的1/10001/240以避免人的担忧（保持在可感知的变动范围内（建筑物高度的1/500）里，把在有风的日子里上面楼层的人移动的不舒服降到最小。构件尺寸在寸和跨度也影响不同框架方案的适用性。选择材料结构方案。在一个实际方案里，结构构件承担很多力，包括拉，压，弯，剪和扭.然而所选择的方案将会影响这些力产生的概率,也会影响材料选择过程。抗拉构件把两端的拱连接起来，阻止他们拉开.当荷载不是作用在构件轴线上时，抗压构件显著地被削弱。所以，必须认真考虑移动，变化和不平衡的荷载.处。降到最小并且能索连索地建造起来。结构分析最终设计（算工作荷载下的安全性。一般方法是可行的，依据所使用的材料类型做出选择。向支撑就会被限制。就认为构件是令人满意的。第二十一课 计算机辅助绘图和设计CADCAD.CADD更好的描述了目前的技术，因为很多软CADD是设计过程。CAD/绘图员使用计算机系统和合适的软件能：设计零件，结构或所需要的任何产品；不必重新绘画一个设计图去修改设计，从计算机图库中调用图块或图纸；自动复制经常使用的样式；生产进度表和分析；几分钟内完成图样和绘图元素的硬拷