摘 要:隨著計算機技術、網絡技術和人工智能的發(fā)展,以及人們日益廣泛的關注,相信計算機技術在土木工程中的應用將得到進一步深入和推廣。而土木工程在計算機技術的不斷支持下也將得到更好的發(fā)展。計算機技術為土木工程的發(fā)展提供了高速發(fā)展的工具, 同時土木工程的特殊性又對計算機技術提出了新的要求。
關鍵詞:計算機技術;土木工程;應用
計算機的廣泛使用是人類智力發(fā)展道路上的重要轉折點,正是因為計算機的引入,使得人類能夠重新認識世界,從而更好地改造世界。隨著計算機系統(tǒng)軟件與應用軟件的不斷升級,計算機本身的技能得到了很大提高。土木工程中那些大型復雜的設計,常常要進行大量的計算,將計算機技術應用到土木工程設計中,一方面能夠節(jié)省不必要的人力與時間,另一方面能夠提高運算效率與計算精度。
1 計算機輔助設計技術在土木工程中的應用
CAD技術即計算機輔助設計與制圖技術,指利用計算機系統(tǒng)作為輔助工具協(xié)助工程設計建立、修正、分析和優(yōu)化的過程。經過多年的實踐應用,CAD技術表現(xiàn)出來的操作快捷簡單、存儲方便等優(yōu)勢已成為土木工程設計中不可缺少的重要技術。
計算機輔助設計技術指的是設計人員通過計算機輸入工程設計資料,隨后計算機會自動編制程序,輸出優(yōu)化后的設計方案與產品的過程圖。第一臺具有繪圖系統(tǒng)的計算機產生于二十世紀五十年代的美國,此時的計算機僅有簡單的繪圖輸出功能用于工程設計。六十年代初期產生了CAD曲面技術,六十年代中期出現(xiàn)了計算機繪圖設備,知道二十世紀七十年代才形成了完整的CAD技術,隨后出現(xiàn)的光柵掃描顯示器、手動游標和圖形輸入板等多樣化的圖形輸入設備,更加促進了CAD技術的快速發(fā)展。八十年代出現(xiàn)的威力強大的微處理器與存儲器,使得CAD技術深受中小企業(yè)的喜愛。
從20世紀八十年代至今,CAD技術先后經歷了標準化、集成化、智能化等多個發(fā)展過程。并且先后推出了多種標準的圖形接口軟件與圖形制作功能,這些都為CAD技術的推廣、軟件的移植與數(shù)據的共享產生了較大的促進影響;在系統(tǒng)方面也打破了傳統(tǒng)的單一模式而轉變?yōu)楣δ苋娴木C合系統(tǒng)設置,例如一些計算機輔助設計和輔助制造集成系統(tǒng)的相繼出現(xiàn)等;CAD在其發(fā)展過程中還利用到了固化技術、網絡技術以及并行處理能技術,使得輔助軟件的作用得到的極大的提升;人工智能與專家系統(tǒng)技術逐漸被引入至現(xiàn)在的CAD應用中,智能CAD技術也在短暫的發(fā)展中得到了迅速的應用,大大提升了CAD系統(tǒng)的問題解決性能,引導其發(fā)展方向向著自動化轉變。CAD技術在土木工程中的迅速普及,在土木工程方面解決了越來越多的工程分析難題,改變了傳統(tǒng)的工作方式,實現(xiàn)了許多以往人工或者建模方法所無法實現(xiàn)的過程,同時提高了工作質量與效率,降低了多種工作的重復率。
2 計算機技術在材料檢測中的應用
將計算機技術應用到建筑材料質量檢測環(huán)節(jié),不但能夠保證建筑產品質量優(yōu)良,而且有助于提高經濟效益和環(huán)境效益。隨著計算機技術在建筑材料質量檢測中得到廣泛應用,又有新的用于實驗管理與報表打印兩種計算機軟件逐漸得到應用。
3 計算機仿真技術系統(tǒng)
對于現(xiàn)在工程結構來說,其破壞因素主要有洪水、地震、臺風以及火災等,面對這些小概率事件,大荷載參數(shù)下的工程結構難以通過實驗進行驗證,而計算機仿真技術則能夠模擬工程構筑物在上述荷載作用下倒塌的整個過程,進而探究工程結構存在的不安全因素,由此提高工程結構的可靠性。
3.1 計算機模擬仿真技術在土木工程教學中的應用
結構構件實驗作為土木工程專業(yè)學生的必修課程,運用計算機模擬仿真技術也能達到實驗的預期效果。若采用計算機模式仿真技術,制造出模擬實驗的環(huán)境,當學生輸入構建數(shù)據之后,便可以通過屏幕觀察構件的全部過程與其內外部發(fā)生的變化,同時能夠激發(fā)學生自主學習的積極性,通過操作計算機進行破壞與修復工作。
3.2 計算機模擬仿真技術在結構工程中的應用
工程結構在不同外加荷載的作用下產生的反應是很多工程師研究的課題,為了研究工程在特殊結構形式與荷載材料特性非常復雜時的性能,工程師們常常采用實驗的方法對其進行測試,但是當遇到結構參數(shù)改變時,這種進行試驗測試的方法就要受到場地與設備的限制。通過計算機仿真技術,這種模擬實驗就更容易進行了。結構工程中,還可以運用計算機進行事故反演來尋找事故出現(xiàn)的原因,例如核電站、高壩等大型結構工程,若發(fā)生事故必然帶來損失,又不能采用真實的模式實驗來尋求事故原因,而利用計算機仿真技術則可以進行事故反演,最終分析事故發(fā)生的原因。
3.3 計算機模擬仿真技術在巖土工程中的應用
巖石多半是處于地下的,常常難以觀察,利用現(xiàn)行的幾筍雞仿真技術則能夠將巖石的內部過程展現(xiàn)出來,具有相當大的實用價值。如美國的斯坦福大學研制出的河口三江洲泥沙沉積模擬軟件,在給定河口的條件下,便能夠顯現(xiàn)出不同大小泥沙的沉積區(qū)域和對應的厚度,這種技術在城市港口設計和河道疏通方面都有重要的指導意義。
[參考文獻]
[1]薛中武.土木工程現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢分析[J].現(xiàn)代商貿工業(yè),2009,24.
[2]徐正華,龐軍偉.土木工程信息化建設研究[J].沿海企業(yè)與科技.2007(10)