随着现代社会的不断地发展进步，我国土木工程建设的发展步伐也不断加快， 为改善人们生活做出了极大的贡献。下面是由我整理的土木工程最新技术论文，谢谢你的阅读。
土木工程中的虚拟现实技术
摘 要：虚拟现实技术是一项集成性极高的高新信息技术，本文通过对VR技术的讨论 分析 了VR技术土木工程中的 应用 ，指出VR技术必将在土木工程中发挥越来越重要的作用。
关键词：虚拟现实技术 土木工程 可视化 计算
一、引言
随着我国 经济 的稳步增长和基础建设规模的加入，建设项目的规模越来越大、结构形式日益复杂，对土木工程学科 管理的 科学 性、精确性要求越来越高。实现土木工程的信息化、智能化、可视化和集成化成为土木 建筑工程项目管理 现代 化的要求和本领域的 研究 热点。虚拟现实技术(Virtual Reality, VR)是综合性与集成性极强的高新技术，在军事、 医学、设计、 艺术 、娱乐等多个领域都得到了广泛的应用。涉及土木工程领域的各个学科，已显示出一定的实用性，技术潜力十分巨大，应用前景非常广阔[1]。
二、虚拟现实技术及其特点
虚拟现实技术，又称灵境技术，是20世纪末兴起的一门崭新的综合性信息技术。它融合了数字图像处理、 计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支，大大推进了计算机技术的 发展 。VR技术是把抽象、复杂的计算机数据空间转化为直观的、用户熟悉的事物。它的技术实质在于提供一种高级的人机接口。利用VR技术所产生的局部世界是人造和虚构的，并非是真实的，但当用户进入这一局部世界时，在感觉上与现实世界却是基本相同的。因此，虚拟现实技术改变了人与计算机之间枯燥、生硬和被动的现状，给用户提供了一个趋于人性化的虚拟信息空间。它以模拟方式为使用者创造了一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维图像世界，在视、听、触、嗅等感知行为的逼真体验中，使参与者可直接参与和探索虚拟对象所处 环境的作用和变化，仿佛置身于现实世界中。一个身临其境的虚拟环境系统是由包括计算机图形学、图象处理与模式识别、智能接口技术、人工智能技术、多传感器技术、语音处理与音像技术、 网络 技术、并行处理技术和高性能计算机系统等不同功能、不同层次的具有相当规模的子系统所构成的大型综合集成环境。所以，虚拟现实技术是综合性极强的高新信息技术。虚拟现实技术具备以下三个方面的特性。
1.沉浸性
虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理 心理特点，由计算机产生逼真的三维立体图像，使用者戴上头盔显示器和数据手套等交互设备，便可将自己置身于虚拟环境中，成为虚拟环境中的一员。使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用，就如同在现实世界中的一样，一切感觉都是那么逼真，有一种身临其境的感觉。
2.交互性
虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎 自然 的交互，使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互，而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。使用者通过自身的 语言、身体运动或动作等自然技能，就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。
3.多感知性
由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置，因此，使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知，从而达到身临其境的感受。
三、虚拟现实技术在土木工程中的应用
1.虚拟现实技术在土木工程中的应用前景
在土木工程中，长期以来人们不得不用抽象的概念表示非常丰富的 内容 ，如用平面图、剖面图、立面图等平面图形成一些规定的符号来表示三维的立体建筑，用比较抽象的图形和精练的语言来描述复杂的场景，以传递大量的信息。但这一种信息处理与传递方式受到信息接受者所从事的 职业、知识结构及理解能力的 影响 ，交流起来非常困难。
VR技术的发展为我们克服这一困难提供了极其有效的手段。用虚拟现实既能表示真实的世界，也可以表示虚拟的世界。表示真实世界时，可以突破物理空间和时间的约束，做到能“超越现实”;在表示虚拟世界时，又能使其中的虚拟物体表示出三维逼真感，以达到身临其境的感受，最后形成一种“人能沉浸其中、超越其上、进出自如、交互作用的三维信息空间”。VR技术为用户提供了一种新型的人机接口，它利用计算机生成交互式三维环境，不仅使参与者能够感受到景物或模型的逼真存在，并且对参与者的运动和操作做出实时准确的响应。
2.虚拟现实技术在土木工程中的 应用 领域
由于具有上述的优势特征，虚拟现实技术在土木工程中得到了广泛的应用，并且具有广阔的应用前景。现阶段，虚拟现实技术在土木工程中的应用主要有以下几个方面[2]。
(1)在虚拟施工过程和施工结构 计算 中的应用[3]
在实际工程施工中，复杂结构施工方案设计和施工结构计算是一个难度较大的 问题 ，前者难点关键就在于施工现场的结构构件及 机械设备间的空间关系的表达;后者在于施工结构在施工状态和荷载下的变形大于就位以后或结构成型以后。
基于虚拟现实的复杂结构施工方案设计是指利用虚拟现实技术，在虚拟的 环境中，建立周围场景、结构构件及机械设备等的三维CAD模型(虚拟模型)，形成基于 计算机的具有一定功能的仿真系统，让系统中的模型具有动态性能，并对系统中的模型进行虚拟装配，根据虚拟装配的结果，在人机交互的可视化环境中对施工方案进行修改。复杂结构施工涉及的因素较多，起重机的布置位置、高度，缆风绳着力点的选择，构件堆场的位置，起重机的开行路线，构件起吊路线等，都是施工方案设计必须考虑的问题。若对这些问题考虑得不够，则工程施工的进度、成本等都会受到 影响 ，甚至导致安全事故的发生。
建筑结构施工前往往要对施工方案进行受力状态复核。如在大跨空间结构施工中，不仅要考虑施工过程的安全性、可行性，还要考虑结构本身在施工过程中安全性、可靠性。某展览中心，钢结构屋盖支承在钢桅杆上，桅杆两端为锥形，与下部混凝土结构铰结。为了减小钢桁架的变形，更为了维持结构的稳定，在钢屋盖桅杆和混凝土之间，采用了一系列的斜拉索(前索、背索、稳定索)和撑杆，形成一个稳定的结构体系。在钢结构的施工中，不同的支撑方案、不同的拼接方案，在结构的不同部位会引起不同的效应，而随着连接杆件的安装，这些施工阶段的应力将残余在结构部位上，并影响到最终的结构受力安全性;并在结构就位过程中，有可能失稳和变形。这就需要进行施工过程的精确 分析 。用虚拟现实技术可以对不同的方案，在短时间内做大量的分析，从而保证施工方案最优化。
(2)在工程项目招标投标中的应用
建筑业是我国的支柱产业，建筑市场的过度竞争已是长期的事实。 现代 建筑工程项目的运作，业主处于绝对有利的地位。在有限的时间内，如何使业主和评标的专家很好地了解招投标文件的编制和被认可的程度直接关系到承包商有没有中标的机会。因此，承包商在注重投标文件的技术可行、报价合理的同时，也非常注重投标文件的包装。尤其是大型工程、国家重点工程和国际工程的招标投标，往往在项目企划阶段就已经开始这方面的运作[4]。
借助虚拟仿真系统，把不能预演的施工过程和 方法 表现出来，不仅节省了时间和建设投资，而且不用项目经理的现场答辩，方案的优劣就一目了然。这无疑大大增加了承包商中标的几率。
(3)在可视化计算领域的应用
可视化计算将是今后一个重要的 发展 方向。在科研中，人们会遇到大量数据，为从中得出有价值的 规律 和结论，需要对庞大的数据量进行认真分析。对 科学 计算取得的数据进行可视化加工或三维图形显示，可通过交互改变参数来观察计算结果的全貌及其变化，实现参数化及可视化计算，虚拟现实技术产生了飞跃式的发展。
在运用有限元法进行结构分析时，利用虚拟现实技术则可以通过颜色的深浅给出三维物体中各点力的大小，用不同颜色表示出不同的等力面;也可以任意变换角度，从任何点去观察。还可以利用VR的交互性能，实时修改各种数据，以便对各种方案及结果进行比较。这样就使工程师的思维更加形象化，概念更易于理解。把可视化计算技术应用于超大型复杂结构的设计、工程控制和结构分析中，将增强计算 软件的前后置处理能力。例如，在桥梁工程控制和结构分析的可视化计算中，倒退(拆)分析结构倒拆动态演示、结构理想施工线型显示、施工阶段主梁形心线的设计曲线和实测拟合曲线的显示、前进分桥结构拼装动态演示、施工预告图形显示、主梁内力图显示、危险截面应力分布图显示等等。更重要的是能借助图形或图像来进行实时动态地控制结构的重分析和获取施工控制数据，同时能实时动态演示和控制设计和施工的过程。
四、结语
虚拟现实技术在不断发展，专用于计算机图形和多媒体信息处理的高性能DSP芯片可使处理能力提高上百倍，三维图形算法和参数化建模算法等可使虚拟现实技术更加成熟。 目前 ，虚拟现实技术还有很多不完善的地方，尤其在土木工程的 研究 方面，我们应努力建设虚拟现实技术实验室，开发有价值的虚拟现实工程系统，使其在工程设计、施工、 管理和可视化计算等方面得到更广泛的应用。
参考 文献
[1] 张跃.[N]. 科技 日报.1997年6月23日.
[2] 沈金良.虚拟现实技术在工程设计中的应用[J].科技交流，2004，(3).
[3] 谢行浩.建筑工程系统仿真[M].北京：科学出版社，2001. 25- 37.
[4] 张金序.施工技术[J].多媒体技术在建筑工程投标中的应用.Vol. 31 No. 12. 24
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工程地质论文摘要: 工程地质是近年来不太景气的一门学科，尤其在我国迅速城市化的沿海地区，环境对工程地质提出了更高要求，我们要尽量协调环境与工程地质之间的关系。更为可悲的是在大学生泛滥的今天，真正的人才很难找到，这就要求我们要抓住机遇迎接挑战。关键词：工程地质 环境 人才 机遇一般来说,工程地质是调查、研究、解决与人类活动及各类工程建筑有关的地质问题的科学。工程地质研究的主要内容有：确定岩土组分、组织结构（微观结构）、物理、化学与力学性质（特别是强度及应变）及其对建筑工程稳定性的影响，进行岩土工程地质分类，提出改良岩土的建筑性能的方法；研究由于人类工程活动的影响而破坏的自然环境的平衡，以及自然发生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地质作用对工程建筑的危害及其预测、评价和防治措施；研究解决各类工程建筑中的地基稳定性，如边坡、路基、坝基、桥墩、硐室，以及黄土的湿陷、岩石的裂隙的破坏等，制定一套科学的勘察程序、方法和手段，直接为各类工程的设计、施工提供地质依据；研究建筑场区地下水运动规律及其对工程建筑的影响，制定必要的利用和防护方案；研究区域工程地质条件的特征，预报人类工程活动对其影响而产生的变化，作出区域稳定性评价，进行工程地质分区和编图。随着大规模工程建设的发展，其研究领域日益扩大。除了岩土学和工程动力地质学、专门工程地质学和区域工程地质学外，一些新的分支学科正在逐渐形成，如矿山工程地质学、海洋工程地质学、城市工程地质及环境工程地质学、工程地震学。但是随着我国经济的迅速发展现代化建设与环境存在冲突，而且现在大学生虽多，但真正的人才却少之又少，因此我们要抓住机遇，迎接挑战，正确处理工程地质 环境 人才 机遇之间的关系，总之工程地质与人类的生活密切相关。工程地质学是研究人类工程建设活动与自然地质环境相互作用和相互影响的一门科学。20世纪初，为了适应兴建各种工厂、水坝、铁路、运河等工程建设的需要，地质学家开始介入解决工程建设中与地质有关的工程问题，不断地进行着艰苦的工程实践和开拓性的理论探索，并出版了《工程地质学》专著，工程地质学开始成为地球科学的一个独立分支学科，并成为工程建设中不可缺少的一个重要组成部分。二次世界大战以后，全世界有了一个较为稳定的和平环境，工程建设的发展十分迅速，工程地质学在这时期迅速成长起来了。经过半个多世纪的工程实践和理论探索，工程地质学大为长进，内涵和外延都焕然一新，成为了现代科学技术行列中的重要分支学科。 中国的工程地质事业在解放前基本上是空白，建国后有了飞速的发展的进步和发展。50年代初开始引进苏联工程地质学理论和方法，走过了我们自己的工程实践和理论创新的辉煌历程，形成了有中国特设的学科。举世瞩目的金茂大厦、东方明珠塔、以及三峡水电站充分积累了在各类岩性地区和各种复杂地质条件下进行地质工作的丰富经验，建立了一套比较完整的工程地质勘察规程规范。重大工程建设不断地将数理学科的新成就和高新技术及时吸收进来，极大地丰富了工程地质学科的内容，有力地促进了工程地质学科的发展，使我国工程地质学达到现代科技水准，成为国际工程地质界的重要成员之一。
我国防灾减灾科技应用与建设的现状、问题及建议
我国地域辽阔，天气变化万千，洪水、飓风、龙卷风、地震等不可抗性灾难频发，此次汶川特大地震给人民的生命和财产造成巨大的伤害。近50年来，我国每年由地震、地质、旱涝、海洋、疫病等自然灾害造成的直接经济损失约占国民生产总值的4%.自然灾害已经成为影响我国经济发展和社会安全的重要因素，依靠科技进步，提高我国防灾减灾的综合能力已成为当务之急。
一、我国防灾减灾科技应用与建设的现状
我国目前已建立起了较为完善、广为覆盖的气象、海洋、地震、水文、森林火灾和病虫害等地面监测和观测网，建立了气象卫星、海洋卫星、陆地卫星系列，并正在建设减灾小卫星星座系统。在气象监测预报方面，建成了较先进的由地面气象观测站、太空站、各类天气雷达及气象卫星组成的大气探测系统，建立了气象卫星资料接收处理系统、现代化的气象通信系统和中期数值预报业务系统。全国已形成了由国家、区域、省、地、县五级分工合理、有机结合、逐级指导的基本气象信息加工分析预测体系。为了监测江河洪水，国家组建了由数目众多的水文站、水位站、雨量站等组成的水文监测网，建立了七大江河地区洪涝灾害易发区警戒水域遥感数据库，将遥感技术在“八五”期间应用于洪灾监测。大江大河防汛抗旱工程技术有了长足的进步，有些领域已经达到世界先进水平。另外，利用现代科技积极开展小流域综合治理工作，如农区人工增雨、人工防雹、滴灌工程等，这些技术措施在一定程度上对防灾减灾发生了非常积极的作用。在地震监测和抗震方面，组建了400多个地震观测台站，“十五”期间进行了数字化改造，由48个国家级数字测震台站组成的国家数字测震台网和由300多个区域数字测震台站组成的20个区域数字测震台网以及若干个流动数字测震台网、数字强震台网构成了中国数字测震系统，建立了大震警报系统和地震前兆观测系统，形成了比较完整的监测预报系统，编制了全国地震烈度区划图和震害预测图，确定了52个城市作为国家重点防震城市，对全国地震烈度6度以上地区的工程建筑，实施综合性震害防御，对城市和大中型工矿企业的新建工程进行了抗震设防，完成了多条铁路干线、主要输油管线和多座骨干电厂、大型炼油厂，一批重点骨干钢铁企业和超大型乙烯工程以及大型水库的抗震加固。在地质灾害防治方面，加强了对滑坡、泥石流、崩塌以及地面沉降、地面塌陷、地裂等地质灾害的勘查防治工作，采取了包括工程防御体系、生物水保防御体系、管理防护体系，社会管理体系和预测及报警体系在内的综合防御体系，并取得了一定的效果，同时把生态建设与防灾减灾相结合，实施封山育林、退耕还林、退田还湖、退田还草和修建水利工程等一系列措施，极大地防止和减轻了地质灾害的危害和损失。全国已建立了25片国家级水土流失重点治理区，实施了七大流域水土保持工程，在一万多条水土流失严重的小流域，开展了山水田林综合治理。先后确立了包括“三北”防护林、长江中上游防护林、沿海防护林、平原农田防护林、淮河太湖流域防护林、珠江流域防护林、辽河流域防护林、黄河中游防护林和太行山绿化工程、防治沙漠化工程的十大林业生态工程。此外，还发射了“资源一号”、“资源二号”卫星，广泛应用于资源勘查、防灾减灾、地质灾害监测和科学试验等领域。
二、我国防灾减灾科技应用与建设存在的主要问题
1.管理缺乏综合协调
长期以来，我国的灾害管理体制基本是以单一灾种为主、分部门管理的模式，各涉灾管理部门自成系统，各自为战。由于没有常设的综合管理机构，各灾种之间缺乏统一协调，部门之间缺乏沟通、联动，造成了许多弊端，如缺乏综合系统的法规、技术体系政策与全局的防灾减灾科技发展规划；缺少系统的、连续的防灾减灾思想指导，不利于部门之间协调；缺少综合性的防灾减灾应急处置技术系统；缺少专门为灾害救援的综合型救援专家、技术型队伍；没有形成相对完善的防灾减灾科学技术体系；信息公开和交流渠道不顺畅；资源、信息不能共享；科学决策评估支持系统与财政金融保障制度尚未建立等等，直接影响防灾减灾实效。
2.投入不足 资金渠道单一
全国每年投入到防灾减灾科技研发和应用的经费十分有限，在防灾减灾基础设施建设、科研设备购置、防灾工程建设、防灾减灾基础研究和先进技术推广应用等多方面投入不足。主要是因为我国防灾减灾科研基本依赖于财政拨款，资金来源渠道单一。由于防灾减灾科研具有的社会效益远远大于近期经济效益，很难吸引企业资金和社会资金主动投入，造成防灾减灾科技发展和技术推广滞后。另外，缺少科研成果推广的中间环节与适合防灾减灾工作规律的运行机制，防灾减灾科研成果的转化率低，一些防灾减灾科研成果的推广应用率不足10%，严重影响了全国防灾减灾工作的深入进行，影响了全国防灾减灾工作水平的进一步提高。
3. 科技资源尚待优化配置
我国防灾减灾科技资源主要集中在气象、地震、地质、环保等领域，由于缺乏宏观协调管理及传统的条块分割现状，一方面各领域主要关注本领域的防灾减灾科技发展，研发工作主要局限于解决本领域存在的技术问题，在不同灾种以及防灾减灾的不同环节中，科技资源没有得到合理配置，科技开发与应用水平发展很不平衡，在基础地理信息、救灾设备和队伍建设方面低水平重复建设严重。另一方面，仪器、设备、资料、数据等都由部门、单位甚至个人所有，不能实现资源共享共用，资源条件不能系统整合形成高效、共享的社会化服务体系，无法形成合力和整体创新优势。
4.防灾减灾科技发展缓慢
一是在不同灾种以及防灾减灾的不同环节中，科技发展与应用水平很不平衡；二是各灾种的应急研究和操作水平差别较大，低水平重复研究较多；三是技术手段和装备落后，监测能力不强，短期预测预报能力还较低；四是缺乏各类灾害的科学评估模型和方法，灾害信息共享应用和评估的技术急需完善；五是对一些重大灾害的认识与防治技术，长期徘徊不前；六是现有科研结合国情实际不够密切，科技整体支撑能力有待提高等。
5. 防灾减灾高水平科技人才匮乏
我国防灾减灾科技人才主要集中在专业管理部门和科研机构中，基层防灾减灾机构普遍缺少技术应用人才，与我国防灾减灾工作重点结合不密切，特别缺乏防灾减灾领域的高层次、高水平的学术技术带头人和工程技术应用人才。另外，研究经费、待遇等方面条件较差，影响我国防灾减灾科技人才队伍的稳定与发展。
6. 科普宣教力度不够
缺乏统一的防灾减灾科普规划，没有固定的防灾减灾科普教育基地，也缺乏经常性的防灾减灾科普宣传活动，使防灾减灾科普缺乏系统性、连续性，致使我国社会公众防灾减灾知识、防灾减灾意识的科普教育水平较低，全社会对生态环境保护的意识较差，最终影响我三、我国防灾减灾科技支撑的对策建议
1.建立统一综合的防灾减灾组织保障体系
设置统一的具有危机管理性质的防灾减灾综合管理机构，负责对全国防灾减灾工作的大政方针做出决策，逐步实现从部门为主的单一灾种管理体制向政府和部门联动、条块结合的综合应急管理体制转变。
加强科技主管部门与涉灾管理部门的协同，形成跨部门、跨地区、跨学科、多层次、分布式的协同管理职能和机制。
成立集合各灾种、各专业及相关管理部门专家的顾问团体；建立防灾减灾决策的专家咨询系统，为政府防灾减灾决策提供智力支撑。
2. 完善防灾减灾科技进步政策与创新机制
制定科技支撑防灾减灾办法与政策，增加科技投入，在科学研究、技术开发、科技基础设施建设、科技人才培养选拔等方面给予支持；将防灾减灾科普知识纳入国民素质教育体系和工作计划，提高全民防灾减灾意识和能力，在大中小各级学校教育中适当引入防灾减灾课程及读物。
建立高效、合理的防灾减灾科技创新资源配置机制、科技投入机制、成果转化机制、政策激励机制与人才培养机制；加强基础科学和应用科学研究，开展关键技术、共性技术联合攻关；加快科技成果在防灾减灾领域的推广应用。
3. 多渠道增加对防灾减灾的科技投入
将防灾减灾发展所需投入纳入每年科技经费预算，按照一定的使用比例，支持研究开发工作、科技基础设施建设、改善技术装备、参加国际交流等。并使防灾减灾科技投入的增长幅度不低于科技经费增长的总体水平。
建立社会防灾减灾基金，吸收企业、社会团体、公民及海外人士对防灾减灾的捐赠，按比例将部分基金用于科技投入。
用给予引导资金的方式，促进地方政府增加防灾减灾科技投入，引导技术开发机构与企业投资防灾减灾技术与产品的研发和产业化。
4. 促进防灾减灾科技资源共享平台的建设
借助全国科技基础条件平台的建设，通过制定统一的标准和规范，整合全国各灾害管理部门的分类灾害信息资源，全天候运转监测网；以网络技术为纽带，积极推广应用地理信息系统（GIS）、遥控系统（RS）、全球卫星定位系统（GPS）技术，建设覆盖至全国各乡村的主要灾害实时监测预警系统；充分应用数字化技术及网络技术，综合集成防灾减灾各单位上报的灾情信息，构建包括灾害应急响应、灾害信息分析、灾害救援决策、救援信息反馈等在内的防灾减灾技术及信息资源平台。
5.加强防灾减灾科技能力与科技队伍建设
通过科研体制改革和现代院所制度建设，进行课题制、首席专家负责制和科研经费预算等防灾减灾科技机构科研管理制度建设；鼓励科研与地方防灾减灾需要紧密结合，开展自然灾害综合研究和治理；鼓励科研机构与企业联合研发防灾减灾技术和装备，实现产业化；与管理部门合作，尝试推广先进的防灾减灾技术和管理方法，探索区域防灾减灾综合管理模式；参与重点防灾减灾工程建设、基础设施建设、试验示范区建设。
在培养选拔高层次人才的基础上，大力培训一线工作的防灾减灾技术人员及管理人员，改善基层技术人员的工作生活条件；通过科研项目、激励措施、分配制度、考核选拔等吸引和稳定人才队伍，培育有竞争力的研究群体，加强创新团队建设；培养防灾减灾后备人才，逐步在我国高校中开办防灾减灾专业教育。
6. 加强国内外防灾减灾科技交流与合作
鼓励防灾减灾科研机构、管理部门开展国内外交流合作，获得先进的应用技术及管理经验，追踪最新技术。在跨国、跨区域的防灾减灾工程建设中，政府应积极协调，为项目实施提供帮助和保障。
