请详细论述土木工程发展简史中的特征
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## 土木工程发展简史中的特征

在具体方面，则展现出如下特点。工程材料性能向着轻质、高强、高性能的方向快速发展。轻质化和高强化是土木工程材料的基本发展趋势。先进的冶金技术使钢材性能不断改进，优质高强的低合金钢、宽翼缘工字钢和高效冷弯型钢，开创了现代钢结构的新时代。通过掺入各类特定功能的添加剂，高强度和高性能混凝土得到普及。轻集料混凝土和加气混凝土已用于高层建筑。高强钢材与高强混凝土的结合使预应力结构得到普及。纤维混凝土的研发获得广泛关注。各类新型砌体材料，如空心黏土砖、蒸压粉煤灰砖、配筋砌体等在工程中得到大量应用。铝合金、建筑塑料、玻璃钢等工程材料迅速发展。结构分析与设计理论的进步使结构更加经济安全。电子计算机的诞生，极大地推动了土木工程设计技术的发展。结构动力学、计算力学、断裂力学、损伤力学与工程防灾理论的发展，为工程结构设计提供了更为坚实的基础。基于这些新的理论和方法，传统的静态的、线性的、确定性的分析，逐步被动态的、非线性的、基于概率的分析所代替。各类大型实验装置（如地震模拟振动台、边界层风洞、离心机）的建立与应用，则为工程分析与设计理论提供了验证技术。20世纪50年代，美国、苏联建立了考虑多种极限状态、基于近似概率的第二代结构设计理论。到20世纪80年代，包括中国在内的世界主要国家的工程设计规范均采用了这一设计理论。随着科学技术的发展，以现代力学理论、现代计算科学为基础，以工程结构全寿命性能的整体可靠性优化为设计目标的第三代结构设计理论正在形成与发展之中。现代结构控制技术与结构监测技术从20世纪50年代开始普及，为了减小结构在风和地震作用下的振动，发展了结构振动控制技术。其中被动控制技术已被广泛应用到实际的结构中。1973年建成的纽约世界贸易中心，从10～100层均匀布置了共约1万个黏弹性阻尼器，竣工后，此结构在多次强风暴中均表现良好。为了监测结构在服役环境下的受力力学性能，自20世纪60年代中期开始，逐步发展了结构健康监测技术。20世纪80年代，一些发达国家开始在大型桥梁上引入桥梁健康监测系统。此后，结构健康监测技术逐渐被用于高层建筑、大跨度结构、水利大坝、山体滑坡以及古建筑的保护之中。土木建筑工程的装配化与工业化发展迅速。第二次世界大战以后，欧洲国家及日本等国迫切要求解决住宅问题，促进了装配式建筑的发展。到60年代，英国、法国、苏联等国率先进行了装配式建筑的尝试。由于建造速度快、生产成本较低，迅速在世界各地推广开来。在施工方面，各种机械化施工方法在20世纪70 年代以后得到了发展，钢制大型模板、大型吊装设备与混凝土自动化搅拌楼、混凝土搅拌输送车、输送泵等相结合，形成了整套现场机械化施工工艺，建筑工业化水平显著提升。21世纪后，对于复杂工程的施工，实现了施工全过程的自动监测与自动控制。此外，作为实现建筑工业化的新途径，3D打印技术推动着土木工程的发展，如2014年8月，10幢3D打印建筑在上海张江高新青浦园区内交付使用，整个建筑过程仅花费24小时。土木工程设计信息化与智能化构成现代发展标志。随着机械技术、计算机技术、信息技术的进步，建筑设计和施工更加高效和现代化。计算机辅助设计（CAD）已成为建筑设计的基础工具。21世纪开始兴起的建筑信息模型技术（BIM），成为土木工程设计、施工的重要发展方向。在美国、欧洲、日本等国家，CAD与BIM已被广泛用于土木工程规划、设计、施工、运维等各个阶段，大大提高了生产效率。随着人工智能与规划、设计、建造、防灾等领域的融合，土木工程的人工智能理论体系在不断发展。未来，随着人工智能与土木工程的深度融合，土木过程将进一步向着安全、绿色、高校、智能的可持续方向发展。 