第十章 土木工程新领域及发展前景课件

第10章土木工程新领域及发展前景

化学工业出版社第十章土木工程新领域及发展前景一、土木工程的防灾与减灾第十章土木工程新领域及发展前景最具危害性的十大灾情：地震灾害：2008年四川汶川地震，造成69000人死亡，18000多人失踪；风灾：1970年孟加拉台风死难人数为30万；水灾：每年水旱灾占全部自然灾害的60%以上；火山喷发：20世纪10万多人死于此灾难；海洋灾难：1960年智利海啸，1万人遇难；生物灾难：1945年缅甸的鳄鱼一天吞吃900人；地质灾害：20世纪最大的山体滑坡，使得19万人死亡；火灾：1938年长沙纵火案烧死3万人；交通在害：1982年阿富汗隧道惨案，死亡人数1100人；城市灾害新灾源：城市污染、有害气体等等。第十章土木工程新领域及发展前景土木工程在建设和使用过程中遇到的灾害有两类：一类是自然灾害如台风、龙卷风、暴雨、洪水泛滥、暴雪、沙尘暴、地震、虫灾以及各种类型的地质灾害如滑坡、泥石流等。另一类是社会灾害如战争灾害、人为破坏生态平衡、工程事故灾害、老百姓深恶痛绝的“豆腐渣”腐败工程等。第十章土木工程新领域及发展前景一、地震地震是由于地壳破坏引发的地面运动，这种地面运动对人工建筑物可以造成严重破坏。1.地震灾害第十章土木工程新领域及发展前景四川汶川地震

第十章土木工程新领域及发展前景2008年5月12日14时28分，在四川东部龙门山构造带汶川附近发生了8.0级强烈地震。此次地震不仅在震中区附近造成灾难性的破坏，而且在四川省和邻近省市大范围造成破坏，其影响更是波及到全国绝大部分地区乃至境外，是新中国建立以来我国大陆发生的破坏性最为严重的地震，造成的直接经济损失达8451亿元，造成69000人死亡，18000多人失踪。

第十章土木工程新领域及发展前景一九七六年，中国唐山市发生大地震。唐山大地震，是迄今为止四百多年世界地震史上最悲惨的一页。死亡：242769人重伤：164851人第十章土木工程新领域及发展前景第十章土木工程新领域及发展前景第十章土木工程新领域及发展前景第十章土木工程新领域及发展前景第十章土木工程新领域及发展前景地震带来的次灾害泥石流第十章土木工程新领域及发展前景2.土木工程设施抗震设防确定每个国家的地震烈度区划图，规定各地区的基本烈度（即可能遭遇超越概率为10%的设防烈度），作为工程设计和各项建设工作的依据。国家建设主管部门颁布工程抗震设防标准，各建设项目主管部门应在建设的过程（包括场址选择、可行性研究、编制计划任务书等）中遵照执行。国家建设主管部门颁布抗震设计规范。第十章土木工程新领域及发展前景设计单位在对抗震设防区的土木工程设施进行设计时，要严格遵守抗震设计规范，并尽可能地采取隔震、消能等地震减灾措施。施工单位和质量监督部门应严格保证建设项目的抗震施工质量。位于抗震设防区内的未按抗震要求设计的土木工程项目，要按抗震设防标准的要求补充进行抗震加固。第十章土木工程新领域及发展前景3.树立高度抗震设防意识抗震设防不能有侥幸心理，不能因考虑抗震设防增加建设资金随意去掉抗震加固费用。抗震设防应按照“小震不坏，中震可修，大震不倒”的原则设计土木工程，合理的使用建设资金。地震是可怕的，但满足抗震设防要求所设计和施工的土木工程应该是可靠的，至少是“裂而不倒”这是被过去许多强震所造成的灾害证明了的。如唐山大地震，市区高8层的新华旅馆，就未倒。什么原因呢？第十章土木工程新领域及发展前景实例一：新华旅馆在砖墙内加设了构造柱和圈粱，使结构类似框架，虽经烈度为10度的强震，但裂而未倒。唐山大地震，市区高8层的新华旅馆未倒第十章土木工程新领域及发展前景实例二美国旧金山海湾地区最高的钢筋混凝土建筑--太平洋公园大厦1987年美国旧金山一带虽然发生了一次强震，但该大厦安全无恙。原因：结构设计成抗震延性框架。第十章土木工程新领域及发展前景二、海啸2004年12月26日，印度洋海底爆发了里氏9.0级强烈地震，引发了印度洋大海啸，巨浪以每小时800km的起始速度冲向海岸。

第十章土木工程新领域及发展前景海啸前的平静

海啸的出现

第十章土木工程新领域及发展前景三、洪水

2004年8月，孟加拉国因洪水，死亡的人数达到703人。

2005年2月，巴基斯坦持续了多日的洪水和雪崩灾害，已造成500多人死亡，2000多人失踪，数万人无家可归。

2005年31日至6月1日，湖南、贵州、四川等省部分地区降暴雨，局部特大暴雨，引发了不同程度的山洪灾害，已造成三圣农作物受灾21.7万公顷，房屋倒塌3.62万间，至少死亡68人，失踪53人。下图为1998年我国洪水肆虐的情景。第十章土木工程新领域及发展前景1998年洪水第十章土木工程新领域及发展前景风灾常见的风灾有台风、龙卷风和暴风。在台风和龙卷风发生的同时一般会引发风暴潮、巨浪和强暴雨等次生灾害。

第十章土木工程新领域及发展前景台风为急速旋转的暖湿气团，直径在300～1000km不等。靠近台风中心的风速常超过每小时180km，由中心到台风边缘风速逐渐减弱。

2000年夏“杰拉华”台风的卫星照片第十章土木工程新领域及发展前景Tacoma桥在风中整体坍塌（视频）

工程领域中最著名的风灾破坏为美国Tacoma悬索桥的风毁事件。对于高层建筑、大跨结构、柔性大跨桥梁、输电塔和渡槽等受风面积大的柔性结构，抗风设计与抗震设计具有同等的重要意义。第十章土木工程新领域及发展前景2000年7月13日，一场特大龙卷风袭击苏北部分乡镇，给这些乡镇造成了极其惨重的损失。灾区灾情仍然很重，死亡人数增加，截至16日下午5时，死亡人数已由20人增加至28人，其中重灾区高邮市死亡人数由12人增加至15人，重伤人数增至137人，危重病人增加至47人。另一重灾区兴化市死亡人数由8人增至13人。灾害造成大批房屋倒塌、树木折断、交通中断。据统计，仅高邮市直接经济损失超过1．5亿元。目前有关部门正全力组织抢险。第十章土木工程新领域及发展前景第十章土木工程新领域及发展前景对风灾采取的减灾措施目前将土木工程设计成能直接抵御飞灾的破坏是不可能的。但在容易发生飞灾的地区，将屋面板、屋盖、幕墙等加以特殊锚固是必要的。要特别重视大风引起高耸结构、高层建筑、柔性结构大幅度摇晃无法使用或造成共振破坏。美国旧金山金门大桥，主跨1280m。桥面加劲钢桁架的宽跨比为1：47，而高跨比仅为1：168。但有时在风力作用下左右摇摆的幅度竟达4m，使得该桥有时不得不停止使用。第十章土木工程新领域及发展前景三、地质灾害地质灾害包括滑坡、泥石流和沙土液化等。地质灾害的发生一般存在诱因。滑坡和泥石流一般由暴雨诱发；沙土液化通常由地震引起。滑坡的防治有三种方法：锚杆加固法、建立护坡或挡土墙、降低坡度法。土壤液化一般发生在含水率较高、沙土含量较大的土壤，在遭受地震时发生的一种土壤喷沙冒水现象。第十章土木工程新领域及发展前景第十章土木工程新领域及发展前景第十章土木工程新领域及发展前景第十章土木工程新领域及发展前景第十章土木工程新领域及发展前景锚索抗滑桩地质灾害处理方法第十章土木工程新领域及发展前景锚索地梁第十章土木工程新领域及发展前景锚索框架第十章土木工程新领域及发展前景悬臂式抗滑桩第十章土木工程新领域及发展前景205国道箭丰滑坡上部减重10万m3第十章土木工程新领域及发展前景第十章土木工程新领域及发展前景第十章土木工程新领域及发展前景第十章土木工程新领域及发展前景第十章土木工程新领域及发展前景四、人为灾害

人为灾害主要是由于管理失误或漠视安全生产造成的，如火灾、工程腐蚀和一些存在设计缺陷、施工质量差的豆腐渣工程。第十章土木工程新领域及发展前景闵行莲花河畔小区在建13层住宅楼全部倒塌上海市莲花南路莲花河畔小区一幢在建13层楼房倒塌。事发后，不少购买此处房产的业主纷纷赶到小区附近，面对一夜间突然少了一幢楼，有业主当场激动地大喊“退房”。

第十章土木工程新领域及发展前景工程事故灾难的原因1.技术方面：地质资料勘察严重失误，或根本没有进行勘察；地基承载力不够，同时基础设计又严重失误；结构方案、结构计算或结构施工图有重大错误，或凭“经验”、“想象”设计，无图施工；材料和半成品的质量严重低劣；施工和安装过程中偷工减料，粗制滥造；

施工的技术方案和措施中有重大失误；使用中盲目增加使用荷载，随意变更使用环境和使用状态；任意对已建成工程打洞、拆墙、移柱、改扩建、加层……。第十章土木工程新领域及发展前景2.管理方面由非相应资质的设计、施工单位（甚至无营业执照的设计、施工单位）进行设计，施工；建筑市场混乱无序，出现前述的“六无”工程项目；

“层层分包”现象普遍，使设计、施工的管理处于严重失控状态；企业经营思想不正，片面追求利润、产值，没有建立可靠的质量保证制度；无固定技工队伍，技术工人和管理人员素质太低。第十章土木工程新领域及发展前景1999年１月４日发生的綦江虹桥垮塌事件，（该桥建成还不足3年）造成死４０人、伤１４人的惨剧和６００多万元的重大经济损失。鉴于重庆綦江"1·4"惨案是一起重大责任事故，公安机关、纪检监察部门已对有关责任人立案侦办，检察机关提前介入，搜集证据。

重庆市委、市政府决心对这一事故的相关责任人一查到底，严肃处理，决不姑息。目前重庆市已对全市开展了建筑项目的全面质量检查。

当地工程施工质量不合格相当普遍，连县委书记的房子也检查不合格。綦江县5个建委主任有4个不懂建筑，垮塌的虹桥在建设中也只有两个半技术员。第十章土木工程新领域及发展前景土木工程的发展前景第十章土木工程新领域及发展前景代表性建筑中国航空馆1．意境深远的中国航空馆中国航空馆由中航工业和东航集团共同投资2.8亿元建造，占地面积4000平方米。建筑外形洁白、柔软、光滑、圆润，如同浦西岸边一朵白云。

第十章土木工程新领域及发展前景杭州湾跨海大桥2.规模庞大的杭州湾大桥北起浙江省嘉兴市，南抵浙江宁波市，全长36km，按双向六车道高速公路标准建设，设计时速100km;总投资约118亿元

第十章土木工程新领域及发展前景

1.向地下发展地下工程是土木工程的一个重要领域，是人类拓展生存空间的重要方式。与地面建筑相比，地下工程具有节能、环保、节约土地、抗震防灾、防御战争损毁等优势。在目前土地资源日益紧张的情势下，土木工程向地下发展是必然的趋势。发展趋势第十章土木工程新领域及发展前景2.向太空开拓向太空发展是人类长期的梦想，在21世纪这一梦想可能变成现实。美籍华裔科学家林柱铜博士利用从月球带回来的岩石烧制成了水泥，使得有可能在月球上建造工程设施。美国和日本已经计划在月球上建造基地。随着太空站和月球基地的建立，人类可进一步向火星进发。第十章土木工程新领域及发展前景日本月球科研基地概念图第十章土木工程新领域及发展前景3.向海洋扩展地球上的海洋面积占整个地球表面积的70%左右，向海洋扩展生存空间是人类共同的愿望。目前已有许多机场建造在填海造地形成的人工岛上，如中国的澳门机场，日本关西国际机场，中国香港大屿山国际机场等。第十章土木工程新领域及发展前景4.向沙漠进军全世界陆地中约有1/3为沙漠或荒漠地区，千里荒沙、渺无人烟，目前还很少开发。沙漠难于利用主要是缺水，生态环境恶劣，日夜温差太大，空气干燥，太阳辐射强，不适于人类生存。近代以来，许多国家已开始沙漠改造工程。

第十章土木工程新领域及发展前景1.传统材料的改性2.化学合成材料的应用土木工程材料的发展第十章土木工程新领域及发展前景设计方