摘要：土木工程中的灾害主要分为自然灾害和社会灾害。防灾减灾与土木工程有着密切的关系，灾害之所以造成人员伤亡和财产损失，大多与土木工程的破坏有关。因此，土木工程师对防灾减灾负有重大责任。本文对此进行了分析研究。
关键词：土木工程；灾害；防御
防灾减灾与土木工程有着密切的关系，灾害之所以造成人员伤亡和财产损失，大多与土木工程的破坏有关。因此，土木工程师对防灾减灾负有重大责任。
1、土木工程灾害的概述
土木工程中的灾害主要分为自然灾害和社会灾害。自然灾害是自然界中物质变化、运动造成的损害。例如，强烈的地震，暴雨，干旱火山喷发出灼热的岩浆等，均可使城镇房屋，田舍毁于一旦。人为灾害是由于人的过错或某些丧失理性的失控行为给人类自身造成的损害。
2、土木工程灾害常见分类
2．1、自然环境灾害
由于自然环境问题造成的土木工程灾害，这种状况通常无法预料，无法做相关的防范工作，并且通常灾害都会非常严重。最为常见的就是地震或者土地塌方等带来的土木工程灾害。此外，其他自然环境因素也可能造成土木工程灾害，比如，当环境污染问题积聚到一定程度后，会对于建筑体带来慢性破坏，最后集中爆发。
2．2、人为因素灾害
人为因素造成的土木工程灾害更为普遍，且类型也更加繁多。一般来说，由于建筑体在设计上、工程施工上或者是后续的建筑体的管理与维护上存在的问题，最后导致的建筑体的土木工程灾害，这些都是非常典型的问题。
3、土木工程灾害形成的原因
3．1、建筑选址不合理
对于土木工程影响非常直接的一个因素就是建筑体的选址，如果不能结合建筑体特点、建造需求进行合理选址，后期很可能隐藏很多的隐患，带来非常直接的土木工程灾害。比如，超高层建筑对于地基和地质都有特殊要求，如果建筑体所在地方的地质条件不足或者存在缺陷，这样的情况下仍然强行实施，会带来非常大的隐患，很可能会直接导致土木工程灾害。
3．2、设防能力不足
关于土木工程灾害和建筑体可能会存在的一些潜在安全问题或者稳定性问题，通常在建筑体的打造中会有意识的设防。比如，为了提升建筑体的抗灾能力，可以提升建筑体整体的抗震性，这些都可以在设计中有所体现。但是，一旦建筑体的设防能力不足，那么后续很可能对于各种自然灾害及潜在问题的抵御能力匮乏，土木工程灾害也更容易发生。
3．3、不合理的前期设计
现在有越来越多的建筑体追求奇异设计，很多构造别致的设计不仅加大了施工难度，也对于建筑体的安全性和稳定性提出了更大的调整。如果前期在进行建筑设计时不能从多方面展开综合考量，在实施一些奇异设计理念时，没有做好充分的土木工程灾害的预防与防范工作，这样的背景下各种安全问题将会更容易发生，带来的土木工程灾害也会更直接。
3．4、施工质量有缺陷
土木工程灾害或者是建筑体存在的土木工程问题，很多时候是由于施工质量缺陷所致。比如，越来越多的建筑单位为了节省成本会在建筑材料上偷工减料，或者是施工质量不过关，这些都是为潜在的土木工程灾害埋下的祸根，会留下很多问题。
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4、土木工程灾害及其防御的研究
4．1、目标
研究土木工程灾害及其防御的科学，不只涉及土木工程的各个学科，更与许多新兴的学科和领域紧密相关，是当今土木工程学科和灾害防御学科中十分重要、十分活跃、且极具挑战性的科学内容，也是推动土木工程发展的最积极的动力。研究土木工程灾害及其防御的目标有二，一是搞清土木工程在灾害荷载作用下的损伤机理；二是搞清灾害演变机理，有效减轻城乡土木工程灾害。搞清损伤演变机理，一方面必须搞清灾害性荷载（致灾体）对土木工程的破坏作用；另一方面必须搞清土木工程在灾害性荷载作用下的破坏机理。实现这一目标的标志是能重演土木工程的破坏现象。从服务社会的角度来讲，搞清灾害演变机理，减轻灾害，保障人类生命和财产安全是研究土木工程灾害的终极目标。实现这一目标的标志是城乡土木工程抗灾能力的全面提高。这一目标的实现显然不完全是科学技术范畴内的任务，也会涉及社会经济发展、防灾教育、行政监管效能、法律法规、乃至居民生活习俗等方方面面的内容。
4．2、关键科学问题
在科学技术的层面上，要实现土木工程灾害及其防御的最终目标，需要研究和解决以下4个方面的关键科学问题。
（1）灾害性荷载的破坏作用以地震为例，灾害性荷载就是地震荷载。人类对地震荷载破坏作用的认识已经经历了百余年的历史。20世纪初将其视为等效的水平静力荷载，奠定了最初的工程抗震设计的基础。随后逐渐认识到它与工程结构动力特性的关系，发展并经历了反应谱理论，时程分析理论，非线性动力反应理论等等，并且已形成了目前抗震设计规范体系中的主流地震荷载表达方式。随着实际地震动数据的不断积累，关于地震动破坏作用的研究也不断进步。世界各国学者已提出数十种量化地震动破坏作用的指标，足以反映地震动破坏作用的复杂性和人们对地震动的破坏作用的认识正在不断加深。
（2）灾害性荷载的区划和危险性分析对灾害性荷载进行区划的目的，在于研究其在时间和空间上的分布特征，以满足工程上的抗灾设计需要。但是对灾害性荷载进行区划依然是一个极具挑战性的任务。仍以地震为例，地震动参数区划是抗震设防的基础，合理制定区划图是减少土木工程灾害的基础。它涉及地震危险性的评估理论、地震动衰减模型以及局部场地影响等等科学问题。目前对这一问题的认识仍处于初级的阶段，仍以经验为主，得到的结果存在明显的不确定性和离散性。
（3）土木工程在灾害性荷载作用下的反应特征与损伤机理的研究这既是增强土木工程抗灾能力以有效地避免其演变为致灾体的科学基础，又是实现上文提及的“重演土木工程的破坏现象”目标必须跨越的科学壁垒。人类对土木工程损伤反应特征的认识也经历了从线弹性到非线性的发展，并尝试从力、位移、能量，以及多种参数组成的综合参数来阐释其破坏机理和定量描述其地震反应性态。在这一过程中，已发展了多种物理模拟和数值模拟方法。在这方面数值模拟具有明显的优势和更好的发展前景。目前，对土木工程损伤的模拟，特别是考虑其在强非线性阶段的多维地震动作用下的数值模拟的研究正在起步，值得注意。
（4）提高土木工程抗灾能力的工程措施和设计规范研究这是提升土木工程抗灾能力的最重要的保障，也是体现从防灾科学过渡到防灾工程和实践的重要环节。与探索科学问题不同，工程要求安全可靠，经济实用，简单有效，操作规范。对于土木工程问题而言，不仅要提供基于定量计算的科学设计参数，更要考虑基于实际经济条件的合理技术措施。从服务社会的角度来讲，针对上述各个问题的研究成果的最终归宿是编制科学合理的工程抗灾设计规范。不言而喻，从形成规范到真正提高土木工程的抗灾能力之间还需要诸如体制、监督、管理等环节的协同努力，但已超出本文讨论的范围。
5、结语
土木工程灾害的发现和提出强调了土木工程因失稳、失效而从承灾体演变为致灾体的属性，土木工程方法之所以能减轻灾害的本质就在于它能有效阻断土木工程演变成致灾体的路径，从而突显了它在防御和减轻灾害方面的决定性的作用。目前出现在自然界中的大量致灾体具有巨大的不确定性，人们还难以预测其发生的可能性。相比之下，依靠土木工程方法提升土木工程的抗灾能力具有很强的可控性和可操作性，这使得土木工程方法对于以地震灾害为代表的许多自然和人为灾害都是最有效的标本兼治的减灾方法。
参考文献：
［1］刘广明．土木工程项目的安全管理与控制［J］．城市建设理论研究（电子版），2017，（16）．
［2］谢礼立，曲哲．论土木工程灾害及其防御［J］．地震工程与工程振动，2016，（01）
论文作者:张生宇
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/20
标签：土木工程论文; 灾害论文; 荷载论文; 建筑论文; 灾害性论文; 机理论文; 能力论文; 《基层建设》2020年第1期论文;