土木工程是建造各類工程設施的科學技術的統(tǒng)稱。它既指所應用的材料、設備和所進行的勘測、設計、施工、保養(yǎng)維修等技術活動；也指工程建設的對象，即建造在地上或地下、陸上或水中 ，直接或間接為人類生活、生產(chǎn)、軍事、科研服務的各種工程設施，例如房屋、道路、鐵路、運輸管道、隧道、橋梁、運河、堤壩、港口、電站、飛機場、海洋平臺、給水和排水以及防護工程等。

　　建造工程設施的物質(zhì)基礎是土地、建筑材料、建筑設備和施工機具。借助于這些物質(zhì)條件，經(jīng)濟而便捷地建成既能滿足人們使用要求和審美要求，又能安全承受各種荷載的工程設施，是土木工程學科的出發(fā)點和歸宿。

　　土木工程歷史上的三次飛躍

　　對土木工程的發(fā)展起關鍵作用的，首先是作為工程物質(zhì)基礎的土木建筑材料，其次是隨之發(fā)展起來的設計理論和施工技術。每當出現(xiàn)新的優(yōu)良的建筑材料時，土木工程就 會有飛躍式的發(fā)展。

　　人們在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料從事營造活動，后來出現(xiàn)了磚和瓦這種人工建筑材料，使人類第一次沖破了天然建筑材料的束縛。中國在公元前十一世紀 的西周初期制造出瓦。最早的磚出現(xiàn)在公元前五世紀至公元前三世紀戰(zhàn)國時的墓室中。磚和瓦具有比土更優(yōu)越的力學性能，可以就地取材，而又易于加工制作。

　　磚和瓦的出現(xiàn)使人們開始廣泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技術得到了飛速的發(fā)展。直至18～19世紀，在長達兩千多年時間里，磚和瓦一直是土木工程的重要建筑材料，為人類文明作出了偉大的貢獻，甚至在目前還被廣泛采用。

　　鋼材的大量應用是土木工程的第二次飛躍。 十七世紀70年代開始使用生鐵、十九世紀初開始使用熟鐵建造橋梁和房屋，這是鋼結(jié)構出現(xiàn)的前奏。

　　從十九世紀中葉開始，冶金業(yè)冶煉并軋制出抗拉和抗壓強度都很高、延性好、質(zhì)量均勻的建筑鋼材，隨后又生產(chǎn)出高強度鋼絲、鋼索 .于是適應發(fā)展需要的鋼結(jié)構得到蓬勃發(fā)展。除應用原有的粱、拱結(jié)構外，新興的桁架、框架、網(wǎng)架結(jié)構、懸索結(jié)構逐漸推廣，出現(xiàn)了結(jié)構形式百花爭艷的局面。

　　建筑物跨徑從磚結(jié)構、石結(jié)構、木結(jié)構的幾米、幾十米發(fā)展到鋼結(jié)構的百米、幾百米，直到現(xiàn)代的千米以上。于是在大江、海峽上架起大橋，在地面上建造起摩天大樓和高聳鐵塔，甚至在地面下鋪設鐵路，創(chuàng)造出前所未有的奇跡。

　　為適應鋼結(jié)構工程發(fā)展的需要，在牛頓力學的基礎上，材料力學、結(jié)構力學、工程結(jié)構設計理論等就應運而生。施工機械、施工技術和施工組織設計的理論也隨之發(fā)展，土木工程從經(jīng)驗上升成為科學，在工程實踐和基礎理論方面都面貌一新，從而促成了土木工程更迅速的發(fā)展。

　　十九世紀20年代，波特蘭水泥制成后，混凝土問世了�；炷�土骨料可以就地取材，混凝土構件易于成型，但混凝土的抗拉強度很小，用途受到限制。 十九世紀中葉以后，鋼鐵產(chǎn)量激增，隨之出現(xiàn)了鋼筋混凝土這種新型的復合建筑材料，其中鋼筋承擔拉力，混凝土承擔壓力，發(fā)揮了各自的優(yōu)點。 二十世紀初以來，鋼筋混凝土廣泛應用于土木工程的各個領域。

　　從三十年代開始，出現(xiàn)了預應力混凝土。預應力混凝土結(jié)構的抗裂性能、剛度和承載能力，大大高于鋼筋混凝土結(jié)構，因而用途更為廣闊。土木工程進入了鋼筋混凝土和預應力混凝土占統(tǒng)治地位的歷史時期�；炷�土的出現(xiàn)給建筑物帶來了新的經(jīng)濟、美觀的工程結(jié)構形式，使土木工程產(chǎn)生了新的施工技術和工程結(jié)構設計理論。這是土木工程的又一次飛躍發(fā)展。

　　土木工程的特點

　　建造一項工程設施一般要經(jīng)過勘察、設計和施工三個階段，需要運用工程地質(zhì)勘察、水文地質(zhì)勘察、工程測量、土力學、工程力學、工程設計、建筑材料、建筑設備、工程機械、建筑經(jīng)濟等學科和施工技術、施工組織等領域的知識 ，以及電子計算機和力學測試等技術。因而土木工程是一門范圍廣闊的綜合性學科。隨著科學技術的進步和工程實踐的發(fā)展，土木工程這個學科也已發(fā)展成為內(nèi)涵廣泛、門類眾多、結(jié)構復雜的綜合體系。

　　土木工程是伴隨著人類社會的發(fā)展而發(fā)展起來的。它所建造的工程設施反映出各個歷史時期社會經(jīng)濟、文化、科學、技術發(fā)展的面貌，因而土木工程也就成為社會歷史發(fā)展的見證之一。

　　遠古時代，人們就開始修筑簡陋的房舍、道路、橋梁和溝澶，以滿足簡單的生活和生產(chǎn)需要。后來，人們?yōu)榱诉m應戰(zhàn)爭、生產(chǎn)和生活以及宗教傳播的需要，興建了城池、運河、宮殿、寺廟以及其他各種建筑物。

　　許多著名的工程設施顯示出人類在這個歷史時期的創(chuàng)造力。例如，中國的長城、都江堰、大運河、趙州橋、應縣木塔，埃及的金字塔，希臘的巴臺農(nóng)神廟，羅馬的給水工程、科洛西姆圓形競技場（羅馬大斗獸場），以及其他許多著名的教堂、宮殿等。

　　產(chǎn)業(yè)革命以后，特別是到了20世紀，一方面社會向土木工程提出了新的需求；另一方面，社會各個領域為土木工程的前進創(chuàng)造了良好的條件。因而這個時期的土木工程得到突飛猛進的發(fā)展。在世界各地出現(xiàn)了現(xiàn)代化規(guī)模宏大的工業(yè)廠房、摩天大廈，核電站、高速公路和鐵路、大跨橋梁、大直徑運輸管道長隧道、大運河、大堤壩、大飛機場、大海港以及海洋工程等等�，F(xiàn)代土木工程不斷地為人類社會創(chuàng)造嶄新的物質(zhì)環(huán)境，成為人類社會現(xiàn)代文明的重要組成部分。

　　土木工程是具有很強的實踐性的學科。在早期，土木工程是通過工程實踐，總結(jié)成功的經(jīng)驗，尤其是吸取失敗的教訓發(fā)展起來的。從17世紀開始，以伽利略和牛頓為先導的近代力學同土木工程實踐結(jié)合起來，逐漸形成材料力學、結(jié)構力學、流體力學、巖體力學，作為土木工程的基礎理論的學科。這樣土木工程才逐漸從經(jīng)驗發(fā)展成為科學。

　　在土木工程的發(fā)展過程中，工程實踐經(jīng)驗常先行于理論，工程事故常顯示出未能預見的新因素，觸發(fā)新理論的研究和發(fā)展。至今不少工程問題的處理，在很大程度上仍然依靠實踐經(jīng)驗。

　　土木工程技術的發(fā)展之所以主要憑借工程實踐而不是憑借科學試驗和理論研究，有兩個原因：一是有些客觀情況過于復雜，難以如實地進行室內(nèi)實驗或現(xiàn)場測試和理論分析。例如，地基基礎、隧道及地下工程的受力和變形的狀態(tài)及其隨時間的變化，至今還需要參考工程經(jīng)驗進行分析判斷。二是只有進行新的工程實踐，才能揭示新的問題。例如，建造了高層建筑、高聳塔桅和大跨橋梁等，工程的抗風和抗震問題突出了，才能發(fā)展出這方面的新理論和技術。

　　在土木工程的長期實踐中，人們不僅對房屋建筑藝術給予很大注意，取得了卓越的成就；而且對其他工程設施，也通過選用不同的建筑材料，例如采用石料、鋼材和鋼筋混凝土，配合自然環(huán)境建造了許多在藝術上十分優(yōu)美、功能上又十分良好的工程。古代中國的萬里長城，現(xiàn)代世界上的許多電視塔和斜張橋，都是這方面的例子。

　　土木工程的發(fā)展趨勢

　　現(xiàn)代土木工程的特點是：適應各類工程建設高速發(fā)展的要求，人們需要建造大規(guī)模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密、設備現(xiàn)代化的建筑物。既要求高質(zhì)量和快速施工，又要求高經(jīng)濟效益。這就向土木工程提出新的課題，并推動土木工程這門學科前進。

　　高強輕質(zhì)的新材料不斷出現(xiàn)。比鋼輕的鋁合金、鎂合金和玻璃纖維增強塑料（玻璃鋼）已開始應用。對提高鋼材和混凝土的強度和耐久性，已取得顯著成果 ，而且還仍繼續(xù)進展。

　　建設地區(qū)的工程地質(zhì)和地基的構造 ，及其在天然狀態(tài)下的應力情況和力學性能，不僅直接決定基礎的設計和施工，還常常關系到工程設施的選址、結(jié)構體系和建筑材料的選擇，對于地下工程影響就更大了。工程地質(zhì)和地基的勘察技術，目前主要仍然是現(xiàn)場鉆探取樣，室內(nèi)分析試驗，這是有一定局限性的為適應現(xiàn)代化大型建筑的需要，急待利用現(xiàn)代科學技術來創(chuàng)造新的勘察方法。

　　以往的總體規(guī)劃常是憑借工程經(jīng)驗提出若干方案，從中選優(yōu)。由于土木工程設施的規(guī)模日益擴大，現(xiàn)在已有必要也有可能運用系統(tǒng)工程的理論和方法以提高規(guī)劃水平。特大的土木工程，例如高大水壩會引起自然環(huán)境的改變，影響生態(tài)平衡和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等，這類工程的社會效果是有利也有弊。在規(guī)劃中，對于趨利避害要作全面的考慮。

　　隨著土木工程規(guī)模的擴大和由此產(chǎn)生的施工工具、設備、機械向多品種、自動化、大型化發(fā)展，施工日益走向機械化和自動化。同時組織管理開始應用系統(tǒng)工程的理論和方法，日益走向科學化；有些工程設施的建設繼續(xù)趨向結(jié)構和構件標準化和生產(chǎn)工業(yè)化。這樣，不僅可以降低造價、縮短工期、提高勞動生產(chǎn)率，而且可以解決特殊條件下的施工作業(yè)問題，以建造過去難以施工的工程。