技术工程论文范文10篇

技术工程论文范文篇1

随着建设项目规模的增大,面对的工程地质问题越来越复杂且极具挑战性。经过不断探索、实践和提高,我们在诸多领域具备了很强的技术实力,如:工程岩质高边坡的工程地质勘察研究、高坝大库场地的工程地质勘察研究、大型地下洞室群的工程地质勘察研究、喀斯特地区水文地质勘察研究、高地震烈度地区高坝大库水库诱发地震监测预警系统研究等领域。地质分析的手段和方法也得到不断发展。

1.1.我国工程地质研究部门引进和开发实用软件。引进边坡稳定计算程序用于滑坡、塌岸稳定分析,提高勘察成果的定量化判识水平;引进开发了勘探图件、地质剖面制作程序及三维成像技术,开发并进一步完善“工程地质软件包程序”,较好地解决了钻孔成图中的很多难题,也为地质平面及剖面图的绘制起到了较好的辅助设计作用,取得了较好的效果。

1.2.结合工程实践研究和开发新技术。我国工程地质研究部门开发边坡斜面摄影成像技术用于工程实践,提高了地质编录工作效率,获得了大量的工程地质数字信息;开发水电站枢纽区工程地质三维可视化建模与分析研究系统,已应用于生产之中。

1.3.积极引进并应用新的地质勘察和分析手段。在水电站勘察过程中,根据地质分析的需要,在右岸构造软弱岩带勘察中,使用了地震波CT测试技术;采用模型洞原位变形观测分析地下洞室稳定性;在右岸构造软弱岩带稳定性分析、左岸地下洞室围岩稳定性分析及溢洪道边坡稳定性分析均采用了目前比较先进的三维弹塑性有限法分析和三维流形元分析方法,为稳定性评价和工程施工设计提供了可靠的基础资料和参考依据。

1.4.其他新方法新技术的引进和应用。地下洞室围岩分类、坝基岩体质量分类、边坡岩体质量分类、边坡稳定分析、岩体弹塑性理论、地质力学模型、岩(土)体物理力学性试验方法的发展应用;电脑与工程地质软件包的开发应用;勘测手段及钻进取芯技术的提高、物探各种测试手段的广泛应用强有力地促进了工程地质勘察中获取工程地质资料周期的缩短和工程地质条件快速分析评价;充分利用网络技术,进一步提高了地质专业劳动生产率。

近几年,我国从生产需要出发,新技术新工艺得到很好地推广应用：选取适合各类地层(的金刚石钻头,提高钻进效率,降低生产成本;继续完善大坝灌浆变形观测和抬动观测技术,确保坝体安全和工程质量满足要求;在河床冲积层勘探中,采用了SM胶取芯技术,保证了试验样品的原始状态,为冲积层特性研究提供了真实可靠的材料。.5水文勘测开发的电波流速仪,在电站简易测流中投入使用,达到了预期的效果。近年,又开发出水情自动测报系统,现已逐步应用于大型水电站的测报中;为改善以往在水情测报中一直采用的点测量及测流时间过长等问题,水文勘测技术人员正着手对声学“多普勒剖面流速仪(简称ADCD)”技术进行论证和调研,并逐步将此技术运用在对西部山区性河流的水情预报中,计划通过不断实践和探索,最终实现水情的“瞬时”测量预报。

1.6工程物探在水电站开展了大范围的河床冲积层地震波探测;应用声波垂直反射波法、声波CT法及红外线热成像三种相结合的方法,准确地探测到了坝体面板脱空等工程质量问题;在多项水利工程和多个水电站勘察中,应用高密度电法勘探方法,解决了水库漏水问题和断层构造发育范围及深厚覆盖层地质问题,且成效显著。研究并应用“隧洞施工监控量测一体化”,“坝基岩体质量测试的空间分析”,“数字式全景钻孔摄像系统”,“堆积体的综合物理探测技术”,“大坝面板脱空综合物理探测技术”,“小波变换在水电工程地球物理中的应用”等新方法新技术,拓展了物探的应用领域,提高了物探的探测精度。

2.勘察专题研究成果应用

2.1大型水库库岸稳定工程地质勘察成果应用20世纪80年代以来,采用了航空遥感技术与实地验证相结合的方法,相继对一批大型水电站进行了库岸稳定性研究,为快速、高质量地评价库岸稳定性及其他水库工程地质问题发挥了良好的作用。形成了一套较完整的勘察、研究、评价、预测水库区天然状况和蓄水运行条件下库岸稳定性问题的思路和工作方法,包括岸坡类型划分及其变形破坏机制、库岸再造及滑坡稳定性分析评价及预测、岸坡失稳及水库诱发地震灾害调查与分析预测、移民安置选点与处理措施建议等。该项目成果在后来开工建设的大、中型水电工程水库库岸稳定性地质调查中得到广泛应用,提高了水库库岸稳定与移(居)民点调查地质工作效率及成果质量。

2.2大坝面板脱空无损探测研究与应用“大坝面板脱空无损探测研究与应用”是通过试验比较论证提出了采用3种物探方法(声波垂直反射法、远红外热成像法、地质雷达法)进行综合评价的方法。为消除大坝病害,采取相应的处理措施,提高大坝的安全性提供了重要的依据。与传统的单一物探方法相比,本项研究成果具有多种方法互为验证、利用了不同的物性差异特征﹑探测成果准确可靠的优点。大坝面板脱空的处理质量,节约了处理成本,而且具有广阔的推广应用前景,具有较高的经济效益和社会效益。

2.3采用EH4进行深厚堆积体厚度探测应用该方法测量深度大,野外劳动强度小,生产效率高,现场测量直接成像,能十分清楚地辨别地下二度体的异常。该项新技术即EH4电导率成像探测非常实用。而该方法不受这些因素影响,较准确地探测出了堆积体厚度。研究成果及时运用于工程中,减少了工程量,节约了工程投资,节省了时间,经济效益显著。

2.4软弱岩带的工程地质特性研究成果应用：对坝址右岸构造软弱岩带的分布范围和工程地质特性进行了大量有针对性的勘探以及室内和现场试验工作,并完成了现场高压固结灌浆试验和现场渗透变形试验,针对软弱岩带的工程特性、成因进行了系统的分析论证,对工程适宜性进行了分析评价,并提出了切实可行的基础处理措施。该专题成果为可行性研究的经济技术分析论证提供了坚实的基础,对国内外同类工程的地质勘察和设计工作具有很好的参考价值。.5“深挖高边坡快速地质编录成图技术”在高陡边坡地质资料收集应用中取得了较好的效果。引进该项技术用于水电站具有针对性强、收效高、安全快速等良好作用。该技术运用摄影测量的原理,通过计算机软件技术,完成高陡边坡影像的正射、线画图的生成,从而完成了地质编录工作。其技术特点:①在地质编录生产中高效、实时;②减少现场工作量,提高工作效率;③利用无站标测量技术和手段可完成传统方法无法完成的任务;④高边坡计算机快速编录成图还可以不断地积累边坡数字化的编录数据,为以后建立工程地质数据库提供良好的数据源。该技术在小湾主体工程边坡及坝基开挖中均有应用,可实现安全、高效、准确地进行地质编录,通过软件功能还可在图像上对地质现象进行较精确的定位,这是传统的地质编录所难以做到的。

3.今后工程勘察技术在实践中应用的总体思路

近几年来,我国在高边坡系统排水、锚索加固、复合支护、变形监测、标准化与动态设计方面有所创新和突破,网络技术、数据库技术、数字可视化技术、地理信息技术等不断地被应用到勘察各专业,取得了一定的效果。在计算机建设上已实现局域网共享资源;基本实现计算机辅助工程勘察,达到信息化初始阶段目标;由于工程勘察专业具有多样性、复杂性、随机性和数据海量性等特点,信息化水平还有待进一步提高。要密切关注、跟踪、研究国内一流的工程勘察企业的技术水平和发展动态,通过加强行业协作及与国内高校、科研院所的密切合作,在引进、消化、吸收国内外先进技术的基础上,进行技术创新。今后技术发展总体思路如下:(1)注重研究复杂坝基、高边坡及大型地下洞室群岩体(围岩)稳定性量化分析及三维地质数字模型软件与三维成像技术,并对复杂岩体(包括软弱蚀变岩体、大型松散堆积体、卸荷松动岩体、高地应力区岩体)成因机制、工程地质性状、工程适应性进行科学试验研究;同时开展区域构造地质科学研究及对水电工程开发、建设的影响。(2)重点研究水电水利工程地质综合勘察技术,开展岩土工程和环境工程地质方面的研究并向深度拓展;开展地质灾害勘察、防治与治理,地质灾害险性评估方面的实践与研究。(3)完善和提高目前使用的常规物探方法,使其应用技术水平达到或超过本行业平均水平,积极开展新技术、新方法的引进应用工作,结合目前物探应用技术的发展情况,对新技术、新方法进行重点研究。(4)广泛应用全站型自动速测仪、全球卫星定位系统(GPS)、遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)于水利水电工程建设;在野外数据采集、处理、存储、提供等方面逐步完善计算机技术在测绘领域的应用,以提高全数字摄影测量及全野外数字成图的精度和速度,增加测绘产品的多样化,满足市场需求。(5)积极配合新的钻探规程、抽水试验规程、压水试验规程的贯彻实施。对勘探设备和试验工器具进行重新整合,尽快开展“自由震荡法”抽水试验的研究工作,研制小口径双管钻具轴承储油密封系统,并研究特殊岩体取芯技术。(6)开发先进的水情自动测报软硬件技术,自主开发改装一些较先进适用的水文测验仪器,特别是泥沙采样器。加快水文数据库的建设。

摘要:工程勘察在工程建设中具有重要的作用，如何积极采用新技术、新方法和新工艺,创新发展模式,提高勘察技术水平,缩短勘测周期,是工程勘察行业面临的共同问题。为此,本文对近年来工程勘察新技术在实践应用中的情况进行了介绍。

关键词：工程勘察新技术工程建设

技术工程论文范文篇2

1.1工程设计专有技术概念所谓工程设计专有技术，主要指的是设计单位在对工程建设项目进行设计的过程中，所形成的相关方法、技术知识、情报以及技术经验等，其中包括新设备、新技术、新工艺以及新材料，将其运用在实际的工程建设项目中，可以提高生产力，节约原材料，减少工程造价，简化施工工艺，减少能源消耗，将生产周期缩短，降低环境污染以及提高施工安全性等，相比较原有技术而言，优势明显。一般来说，工程设计专有技术主要表现在操作指南、图纸设计、数据资料、方案设计以及软件设计等方面。

1.2工程设计专有技术交易概念所谓技术交易，主要指的是在技术市场中，买卖双方通过订立契约来实现使用权、所有权以及技术收益权转让的一种行为。而工程设计专有技术交易，主要指的是在专有技术市场上，交易双方通过订立相应地契约来实现专有技术使用权、所有权以及技术收益权转让的一种行为。简单的说，工程设计专有技术交易就是将买卖双方协商的条件作为基本依据，通过买卖的主要方式，卖方将某种工程设计专有技术转让给买方的一种行为，即买卖双方通过有偿方式转让工程设计中的专有技术。

2工程设计专有技术交易的特点

2.1信息的不对称性所谓信息的不对称性，主要指的是在对工程设计专有技术进行交易的过程中，买卖双方所掌握的信息具有一定的差别，存在买方知道卖方不知道信息、卖方知道买方不知道信息的情况。由于工程设计专有技术具有秘密性的特点，所以这就决定了在进行专有技术交易之前，卖方知道的信息高于买方的情况，从而导致信息不对称现象的出现。对于买方而言，正是由于知道工程设计专有技术的信息量少，才会和卖方进行有偿交易，可以说，信息的不对称性是交易得以发生的基本前提。如果在进行专有技术交易之前，买方已经掌握专有技术的所有信息，那买方就不会具备购买意愿，交易也就无法进行。当然，正是由于存在信息不对称现象，所以相比较一般交易而言，工程设计专有技术交易成本往往较高。

2.2交易的双向选择性在工程设计专有技术的交易过程中，不仅买方需要对掌握技术的卖方进行选择，持有专有技术的卖方也需要对买方进行选择，这就决定整个交易具备双向选择性的特点。对于买方而言，在进行工程设计专有技术交易之前，需要将工程项目和自身的实际需求作为基本依据，选择合适的专有技术，并且在对卖方进行选择时，往往比较重视卖方的信誉和专有技术在业内的领先水平，同时，还需要对卖方进行全面考核，了解相关部门是否已经对该专业技术进行审核认定以及该专有技术在当前工程设计行业内的领先性。而对于持有专有技术的卖方而言，在进行技术交易之前，也需要对买方进行选择，考察买方是否具备实施该专有技术的实力，同时，还需要对买方的诚信度进行了解和评定，避免在结束工程设计专有技术交易之后，出现随意扩散专有技术的风险。

3工程设计专有技术交易的一般过程

3.1分析需求阶段需求作为发生交易的基本前提，只有具备充分的需求，才能确保交易顺利进行。对于工程设计单位而言，如果出现专有技术需求，一定不能盲目购买专有技术，而是要将项目需求、自身技术情况以及设计水平作为基本依据，有针对性的选择符合自身需求的工程设计专有技术。由于工程设计专有技术交易具有双向选择的特点，所以在需求分析阶段，持有专有技术的设计单位也应该将该技术的特点和适用性作为基本依据，制定相应地交易策略，为日后选择合适的交易对象奠定坚实的基础。

3.2识别阶段在工程设计专有技术交易中，对于买方来说，找到符合自身实际需求的专有技术是交易得以顺利进行的基本前提。工程设计专有技术的买方可以将技术交易平台作为主要媒介，查找在网上的工程设计专有技术转让公告，寻找符合自身实际需求的专有技术，或者还可以将每年行业协会评审出来的工程设计专有技术作为参照，发掘自身实际需要的专有技术。对于工程设计专有技术买方而言，在确定交易目标后，通常需要从各个渠道收集关于该项技术的有效信息，然后对这些信息进行全面分析，将分析结果作为主要依据，判断自身实际需求与这一技术的匹配程度，从而决定是否进行专有技术交易。

3.3谈判与签订合同阶段在工程设计专有技术交易中，谈判和签订合同作为其中最为关键和核心的阶段，在一定程度上影响着交易能否顺利进行。专有技术交易双方谈判的过程其实质是双方博弈的过程，在进行谈判的过程中，买方和卖方都想要最大化自身的实际利益，交易价格往往产生在谈判的过程中，通常在完成谈判之后，交易双方会根据自己的实际情况，做出交易能否继续进行的决策。由于工程设计专有技术具有秘密性的特点，为了避免双方交易之后该专有技术出现扩散情况，通常在拟定交易合同时，会添加相应地禁止二次交易和保密条款。在工程设计专有技术交易的过程中，对于买卖双方而言，签订交易合同通常意味着交易已经成功，但是这并不能说明整个工程设计专有技术交易过程的结束。

3.4专有技术转移与维护阶段由于工程设计专有技术具有秘密性的特点，并且该技术存在的方式也具有一定的特殊性（设计软件、设计方案以及设计图纸等），所以交易成功后在进行技术转移的过程中，一定要充分考虑到专有技术的重要性，避免出现泄露专有技术现象。同时，对于工程设计专有技术的买方而言，在获得专有技术之后，还需要经历一个学习新技术阶段，在这个过程中，卖方会派出研发专有技术的相关人员去对买方的专业人员进行一些列技术培训，帮助买方尽快掌握该专有技术，除此之外，卖方还需要为买方提供相应地维服务。

4结语

技术工程论文范文篇3

随着我国经济社会的快速发展工程地质勘察水平也在日益提高，无论是勘察设备、勘察方式、相关仪器以及计算机水平都得到了极大提高，特别是相关勘察人员的专业水平也得到了长足发展。但是随着勘察工作的不断推进，传统的勘察技术和经验已经不能满足，这就需要工作人员不断总结，不断创新，寻找更有效的方式。这样才能进一步促进我国岩石勘察工作的发展，降低勘察成本。在岩石勘察过程中主要的目的是为了了解工程现场的具体状况，并且结合这些内容为设计和施工提供相关参数。所以岩石勘察工作在工程建设和成本控制过程中发挥极为重要的作用。工程勘察质量对整个工程的安全都会产生巨大影响。尤其是基础地质岩石测试参数会影响到工程基础设计，一旦这一参数存在问题就会造成基础设计的安全问题，增加设计成本。一般岩土工程勘察工作包括原状土取样、现场钻探、试验以及现场原位测试等工作，在执行过程中每一项都要严格按照国家规定的标准进行，要提高测试结果的准确性。

2几个重要工程技术存在的缺陷

2.1由于地质形态造成的问题：通常包括确定不明的地下物体、地下空洞以及岩石的分布形态和相关位置等。

2.2岩土参数的相关问题：需要对一些难以取到原装的岩石以及难于在室内进行实验的粗颗粒土、风化石以及残积土等。这些岩石的参数是比较难确定的。

2.3技术素质的问题：工作人员的专业素养和知识水平也会对岩石勘察工作产生巨大影响，一些工作人员缺乏基本的专业素质或者是技术交流能力，也是造成岩石勘察工作问题的重要原因。

3提高勘察水平的解决方法

3.1随着电子、电子计算机技术的飞速发展，近十几年来，工程物探专业根据弹性波理论、电磁波理论和电学原理发展了许多新的工程物探方法并相应发展了一大批集数据适时采集处理，软、硬件功能于一体的工程物探探测设备，它具有采样密度大、速度快、成本低、信息量大等特点。可以利用工程物探可连续加密测点的办法来获得连续的地质界面。从而有效的解决传统钻探手段以点带面划分地质界面时常带来的漏判、划分不准确等缺点;并且可以利用综合工程物探方法有效地解决传统勘察手段难于解决的诸多岩土工程问题，如地下不明物体、洞穴、软弱结构面、滑动面、断层、破碎带等在地下的分布特征、形态、埋藏深度、位置。并且可以提供许多工程建设所需的岩土动力参数和设计地震参数。相对传统的钻探方法，工程物探技术使用时受场地、地形条件的限制较少，具有节省时间、费用且勘探精度高等特点。但是，各种工程物探方法的有效性决定于它对探测对象的适用性，物探条件的适用性越强，解决问题的可靠的性越大，因此，为了有效地解决某些复杂的岩土工程技术难题，必须采用多种工程物探手段和钻探联合使用的方法，起到互相补充、互相验证的作用。合理地选择、运用工程物探技术与传统勘探手段相结合，无疑是解决岩土工程勘察中存在的主要问题的有效手段之一。

3.2加强室内、外测试新技术和施工检测、监测技术的使用，通过其所获得的数据和资料，经过分析、对比，建立它们之间的经验关系，并通过工程施工检测、监测所获取的实测资料反算得到的参数作为对比依据，确保所提供的岩土工程设计参数的可靠性。并达到解决那些采用传统勘探手段难于获取可靠的岩土工程设计参数等问题。此外，还可以利用土工离心模拟技术检查工程安全的可靠性;验证堤坝、边坡的变形和稳定性;解决建筑物浅基础的地基变形特征、破坏模式及极限承载力，桩基础的承载力和施工工艺对桩基础承载力及变形的影响;解决挡土结构的变形及破坏机理，土体与结构物之间的相互作用;了解动力工程、砂土液化、单桩和群桩在水平动荷载作用下的性状。

4针对我国岩土工程勘察提出的建议和对策

虽然我国岩石工程勘察技术得到一定发展但是仍然不能满足我国发展的需要，而造成这一问题的因素比较多，我国必须要结合自身发展实际选择正确的方式解决，主要从以下几个方面入手：

4.1要不断加强对岩土工程技术人员的培训，提高勘察人员整体素质;岩土工程勘察是一项专业技术工作，集多种学科于一体，近年来，随着勘察工艺和技术的不断发展，各种新的规范和标准不断更新，因此，岩土工程勘察人员必须与时俱进，提高自身的专业素质，以适应新时代的岩土工程勘察要求。在推行土木工程师准入制度的同时，要不断加强对勘察人员的培训，以全面提高其技术水平和专业素质。此外，还应该不断加强勘察市场的监管，推行勘察监理体制。

4.2要不断加强勘察质量的认证，健全勘察质量管理体系。建立专业的质量管理体系，设置以过程模式作为勘察标准的结构。而且要明确勘察工作的质量标准，通过过程方法对岩土工程实施PDCA的勘察管理方式，以全面提高勘察工作的质量及作用。

4.3对建设程序、市场勘察进行严格的规范，科学的建设程序应该严格坚持先勘察、再设计、后施工的流程。对于投资决策的工程，如没有科学的地质勘察资料，则不予报建。对于未按照地质勘察规范进行勘察的的工程不予报建。此外，还应该建立高效的市场约束体系。一方面加强国家和政府法律法规的监管，通过项目招投标制度和实际过程中对行为主体进行有效的监管;另一方面应该实行工程建设全程监理制，通过事前、事中、事后全程勘察的地质控制办法，以最大限度的避免建设过程中的地质问题，从而确保勘察有效，使建设投资效益最大化。

4.4定期进行勘察设备的维护和保养。随时掌握各种室外勘察设备和室内试验设备的完好性能，这是确保勘察工作有效进行的基础。对于现有的仪器设备应该定期进行检测，以确保其工作性能和状态，对于老化陈旧的设备仪器要及时更新换代。

5结束语

技术工程论文范文篇4

一、机械的概念规定与机械技术史的范畴

1、机械的现代定义

研究机械工程技术史，首先需要明确机械的观念规定。在我国现代的机械学著作中，“机械”一词是机构（mechanism）和机器（machine）的总称。尽管各种机械的构造、性能和用途各异，但从它们的组成和运动形式来看，却有两个共同特征：

1）它们是一种人为的实物构件的组合。

2）它们各部分之间具有确定的相对运动。

凡同时具备上述两个特征的构件组合体便称为机构或机械。机器除了具备上述两个特征外，还必须具备第三个特征：能代替人类的劳动以完成有用的机械功或转换机械能。所以机器是能转换机械能或完成有用的机械功的机构。从结构和运动的观点来看，机构和机器并无区别，因此泛称它们为机械。

机构和机器的定义来源于西方机械工程科学，它们都是现代机械原理中的最基本的概念，但在现代西方机械学著作中，并没有一个作为机构（mechanism）和机器（machine）的总称的专门名词或术语。在日本的机械工学中，机械概念是如下定义的：①

凡符合下述三项条件的，则定义为机械。

①它是物体的组合，假定力加到其各个部分也难以变形。

②这些物体必须实现相互的、单一的、规定的运动。

③把施加的能量转变为最有用的形式，或转变为有效的机械功。

这里，“机械”一词定义的是machine概念，这一定义与我国机械原理著作对机器的定义相同。mechanism一词，在日本机械工学中译为“機構”，或音译为メカニズム。

考虑到机构和机器均属现代机械学的基本范畴，我们采用能够同时涵盖机构和机器的机械概念，也是有其合理性的。

设计机械的目的是完成预定的机械运动及完成特定的动作，一般来说，一种复杂机械都由三大部分组成。一是原动部分，它是机械动力的来源。二是工作部分，它处于传动路线的终点，完成机械的预定动作。三是传动部分，它是把原动机件的运动和功率传递给工作部分的中间环节。近代机械中又有第四个部分，即自动控制部分。

2、机械的古代涵义及其演变

（1）中国古代文献中“机械”一词的涵义

“机械”一词由“机”与“械”两个汉字组成，探讨该词的涵义，首先须了解这两个字在古汉语中的意思。

“机”在古汉语中原指某种或某一类特定的装置，后来又泛指一般的机械。

古代常以“机”指弩上发箭的装置，即弩机。《尚书·太甲》有“若虞机张,往省括于度，则释”。但此篇可能作于西汉。《庄子·齐物论》：“其发若机括。”《释文》称：“机，弩牙；括，箭括。”按此言张弩发箭，以括入机，机动则发。东汉时成书的《说文解字》对“机”的解释是“机，主发者也”，说的也是弩机。由弩机延伸，触发式捕兽器也称为“机”。《庄子·山林》道：“丰狐，文豹……不免于网罗机辟之患。”即指夹子一类的装置。后来的“机防阱”和“机关”也是这个意思。

古代又以“机抒”指织布机。《淮南子·氾论》载“伯余之初作衣也，……手经指挂，其成犹网罗。后世为之机抒胜复以便其用。”《史记·郦生传》有“农夫释耒，二女下机”。南北朝《木兰词》有“不闻机抒声，唯闻女叹息”。《说文解字》：“抒，机之持纬者也。”宋《集韵》也说：“机以转轴，抒以持纬。”抒就是梭子，而机为转轴部件。“机抒”二字各表织机一个特征部件，因而后有只用一个“机”字代表织机的说法。①

由以上所述可知，“机”之本义当指机械装置中构成转动副的转动构件。

《尚书》：“在璇玑玉衡以齐七政。”伏胜《尚书大传》云：“旋机者，何也？传曰：旋者还也，机者几也，微也。其变几微，而所动者大，谓之旋机。”这里“机”为轴动之物。《管子·形势解》也载：“奚仲之为车器也，方圆曲直皆中规矩钩绳。故机旋机得，用之牢利，成器坚固。”这是讲车的部件生产的质量检验工序，“机旋机得”是指达到转动配合的精度标准要求。②

“机”还引申为许多机械发明的泛称，《战国策·宋卫》说：“公输般为楚设机，将以攻宋。”注称：“机，械，云梯之属。”《荀子·议兵》有“固塞不树，机变不张。”注称“机变，谓器械变动攻敌也。”《后汉书·张衡列传》说；“衡善机巧。”《南齐书·祖冲之传》：“初，宋武平关中，得姚兴指南车，有外形而无机巧，每行，使人于内转之。”“机”字实际可以泛指各种灵巧和关键的机械装置。

“机”的涵义由此延伸，出现了更具抽象的词义。《韩非子·十过》：“此存亡之机也。”《逸周书·大武》：“此七者，伐之机也。”“机”在这里指事物之枢要、关键。《庄子·至乐》载：“万物皆出于机，皆入于机。”疏曰：“机者，发动，所谓造化也。”这是指事物变化之所由。“机”还指事物变化之迹象、征兆等等。这样，衍生出大量相关词汇，如机巧、机先、机兆、机密、机会、机缘、机要、机谋、机关和机衡等。

“械”在古代是指器械、器物等实物。《庄子·天地》载“有械于此，一日浸百畦，用力甚寡而见功多。”“械”在这里为一般器械或器具。《墨子·公输》：“公输般为楚造云梯之械。”这是指兵器。《汉书·司马迁传》载：“淮阴（韩信），王也，受械于陈。”“械”在此指刑具。

与“机”原指局部的关键机件有所不同，“械”在中国古代原本便指某一整体器械或器具，。这两字连在一起，组成“机械”一词，便成为为一般性的机械概念了。

在先秦时期的文献中，已经讨论了抽象的机械概念。《庄子·外篇·天地第十二》有一段关于机械技术思想意义的讨论：

（子贡）见一丈人方将为圃畦，凿隧而入井，抱瓮而出灌，然用力甚多而见功寡。子贡曰：“有械于此，一日浸百畦，用力甚寡而见功多，夫子不欲乎？”为圃者仰而视之曰：“奈何？”曰：“凿木为机，后重前轻，挈水若抽，数如汤，其名曰槔。”为圃者忿然作色而笑曰：“吾闻之吾师，有机械者必有机事，有机事者必有机心。机心存于胸中，则纯白不备。纯白不备，则神生不定。神生不定者，道之所不载也。吾非不知，羞而不为也。”子贡瞒然，俯而不对。

这段文字是中国技术思想史的重要史料，后面将进行专题讨论。这里我们感兴趣的是，子贡与老人的对话给出了机械的概念界定：机械是能用力甚寡而见功多的器械。

关于机械的概念，在《韩非子》卷十五《难》二中有类似的论述：“审于地形、舟车、机械之利，用力少，致功大，则入多。”这里还有了初步的经济观点。①

由此可知，中国古代早在战国时期就已形成了与现代机械学中“机械”一词涵义比较相近的机械概念和术语了。

（2）西方古今的机械概念

英文的“machine”一词，其涵义要比现代机械学界定的“机器”（machine）概念要广。在一般使用上，它与汉语的“机械”一词类同。美国罗伯特·欧布林（RobertObrien）所著《机器》一书中指出：英文的“machine”（机械）一词来源于希腊文mechine及拉丁文mecina，两者原意都指的是“巧妙的设计”。Machine作为一般性的机械概念的出现，主要是为了区别与手工工具。在西方，一般性的机械概念的提出，可追溯到古罗马时期。

西方最先提出机械定义的是古罗马的建筑师维特鲁威（Vitruvii）。他在其著作《建筑十书》（约成书于公元前32－33年）给出了这样的定义：“机械是把木材结合起来的装置，主要对于搬运重物发挥效力。”他对机械和工具作了区别：“机械（machane）和工具（organon）之间似乎有着以下的区别。即机械是以多数人工和很大的力量而发生效果的，如重弩炮和葡萄压榨机。而工具则是一名操纵人员慎重地处理来达到目的的，如蝎形轻弩炮或不等圆的螺旋装置。因此工具和机械都是利用上不可缺少的东西。”②

亚历山大利亚城的希罗（HeroofAlexandria，公元1世纪）最早讨论了机械的基本要素，他认为机械的要素有五类：轮与轴，杠杆，滑车，尖劈，螺旋。希罗的论文只是关系到提升和推动重物，虽不够全面，但却反映了古典机械的特征。③

1724年，德国莱比锡的机械士廖波尔特（Leopold）给出的定义是：“机械或工具是一种人造的设备，用它来产生有利的运动；同时在不能用其他方法节省时间和力量的地方，它能做到节省。”④

马克思在《资本论》中对充分发展了的机械给出了界定：“一切已经发展的机器，都三个本质上不同的部分——发动机、传动机构和工具机械工作机——构成，发动机是整个机构的动力。”⑤马克思在《1861—1863年经济学手稿》讨论了机器与工具的区别，他指出：“以上所述已经对机器和工具有什么区别的问题作出了回答。工具本身一旦由机械来推动，一旦由工人的工具（它的生产率取决于工人的技巧并需要他付出作为劳动过程的媒介的劳动）变成机械的工具，——机器就代替了工具。在这种情况下，机械应该达到这样的发展程度：它既能从人或牲畜，简言之，从任意动作的那些原动力获得动力，也能从机械推动的原动机获得动力。”⑥

马克思主要从经济学和生产工具发展的宽广视角考察机器和机械的深刻涵义，力图说明当时的社会生产从工厂手工业向大机器工业的转变。他认为机器是代替人手操纵工具的机械系统，它从一开始就应是“工作部分同传导运动的机械和推动机械的原动机的组合”。马克思还谈到了当时一些学者中关于机械和机器的概念：“就象在英国的在政治经济学家一样,在英国的力学家中，可以遇到这样一些人，他们认为,机器与工具没有本质的区别；工具是简单的机器，而机器是复杂的工具，或者说，两者只有简单机器与复杂机器之分。从这种意义上说，甚至最简单的机械，如杠杆、斜面、滑轮、螺旋、楔、轮子等，也被叫作机器”①

19世纪中、后期，西方机械工程学家开始从机械的力学原理出发讨论机械或者说机器的概念，从而给出比较专业和科学的定义。下面给出的是早期机构学的两部奠基性著作中的定义。

英国机械学家威利斯（R.Willis,1800－1875）在其《机构学原理》（ThePrincipleofMechanism,1841年）所给的定义是:“任何机械（machine）都是由用各种不同方式连接起来的一组构件组成，使其一个构件运动，其余构件将发生一定的运动，这些构件与最初运动之构件的相对运动关系取决于它们之间连接的性质。”②

德国机械学家勒洛（F.Reuleaux,1829－1905）在其《理论运动学》（TheoretischeKinematik,GrundzügeeinerTheoriedesMaschienenwesens,1875年）中的定义是:“机械（machine）是多个具有抵抗力之物体的组合体，其配置方式使得能够借助它们强迫自然界的机械力做功，同时伴随着一定的确定运动。”③

威利斯给出的machine定义实际是现代机械原理中的机构。勒洛则最早给出了现代机械学中的机器（即machine）定义。从勒洛开始，机构概念与机器也被区分开来。20世纪的机械原理著作进一步明确了机构和机器的概念。

勒洛的《理论运动学》建立了机械运动学的基础，书中的许多概念、观点和研究方法被沿用至今。20世纪初，出现了把机构学和机械动力学合在一起的机械原理著作。当时西方的机械原理教科书中有如下的定义：

（1）“机械者，固定部分与运动部分之组合体，介乎能力与工作之间，所以使能力变为有用之工作者也。”（1912年，Keown）④

（2）“机械者，两个以上物体之组合体，其相对运动皆继续受一定之限制，使一种能力由之变化或传达，以作一种特别之工作者也。”（1915年，Mcksy）⑤

1930年，我国机械学家刘仙洲在编写中国最早的机械原理教科书时，参考西方这类教科书给出了一个定义：“机械者，两个以上之物体之组合体。动其一部则其余各部各发生一定之相对运动或限制运动，吾人得利用之使一种天然能力或机械能力发生一定之效果或工作者也。”⑥

1955年，乌克兰奥德萨工业大学多布罗沃利斯基（В.А.Добрвольский）在一篇论文中给出了一个定义：“机械是为人所使用的劳动工具，在这个劳动工具中，形状和尺寸适合的部分是由能经受很高压力（阻力）的材料所制成；在引入能量不断作用下，能完成适合的实际上有利的运动和动作；这些运动和动作是人们为完成技术的工艺目的所必要的。”⑦

这里定义的“机械”，更确切地说是机器，即现代机械原理中的machine概念。

综上所述，西方有关机械的一般性概念随着机械的发展逐渐发生了变化，随着机械工程科学的建立和发展而深化。从区分机械与手工工具开始，到区别复杂机械与简单机械和工具，进而形成了机械工程学中最基本的机器和机构概念。

3、机械工程技术史的范畴

机械工程学是以机构和机器为基本对象的科学，各类和各种不同机械均属机械工程技术的范畴。机械的种类繁多，可根据部分机械在某些方面的类同特性或特征化分类别。如希罗将简单机械分为五类：轮与轴，杠杆，滑车，尖劈，螺旋。按马克思对机器系统的分类，机械可分为发动机、传动机构和工作机。刘仙洲在《中国机械工程发明史（第一编）》中将机械分为七类，即：简单机械、发动机或原动机、工作机、传动机、仪表、仅用发动机原理的机械、发电机与电动机。

按机械的使用功能则可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等；接服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械、运输机械和化工机械等；按工作原理又可分为热力机械、流体机械、往复机械和仿生机械等。

从动态观点看，机械工程又是一个技术过程。它包含了人类的主要技术活动：（1）发明与革新；（2）设计与测试；（3）制造（加工与制作）（4）使用与维修。因此各种机械的发明、设计、加工与制造以及使用与维修均属机械工程技术的范畴。发明和设计包含了更多的智力因素和思想与知识内涵。制造和使用则包含了更多的体力因素和经验与实践的内容。机械加工与制作的对象以及加工制作过程无疑属于机械工程技术的基本内容，因此，某些通过机械加工获得的技术产品，尽管不能看作是机构和机器，也常常被认为属于机械工程的范畴。

机械工程技术史是研究机械工程技术发生、发展过程及其规律的一门学科。机械工程技术史的对象和范畴与机械工程技术的对象与范畴既有在内在的联系，由有着一定的差别。从认识上看，机械工程技术是第一个层次，机械工程技术史是第二个层次，后者是以前者为基础的。机械工程技术史是研究过去的机械技术的学问，与前者不同的特点是研究者和研究对象在时间坐标上处于不同的位置，因此它重视从时间关系研究机械技术的特点和演变过程。可以说，机械工程技术史的对象是历史上的机械成果及其影响机械工程技术发展的各种主要因素。不仅历代的机械发明、机械制造技术以及机械成果的推广与应用属于机械工程技术史的范畴，而且影响机械工程发展的社会的经济、政治和文化等因素也属于它考察的对象和范畴。

二、中国机械工程技术史的研究对象、任务和价值

1、中国机械史的研究对象与任务

中国机械工程技术史主要研究机械工程技术在中国的发展过程与模式，它的对象是中国历代的机械成果及其影响机械工程技术发展的各种因素。机械技术的发展在许多方面有其一般性的规律,适用于不同的文化和国家,当然也适用于中国。但是每个国家特别是不同文化传统的国家有着不同的特殊环境和背景，各国机械的发展是不平衡的。有的国家和地区在机械技术的某些方面发展水平较高，另一些国家和地区则在机械的另一些方面发展水平较高；有的机械成果在某些国家传播和发展较快，而在另一些国家推广应用十分缓慢。由于不同文化和社会因素的制约，各国机械工程技术的发展模式也并不是千篇一律的。因此不同国家机械工程技术的发展往往呈现出不同的特点。尤其是中国古代机械的发展，技术传统与西方有很大不同，有其独特的轨迹。既有许多优点也有不少缺点，既有很多成功的经验也有不少失败的教训，值得认真加以总结。中国机械史的主要任务就是要整理和发掘中国历代在机械工程方面的重要成果及其特点，揭示机械工程技术在中国发展的规律性和特殊性。

研究中国机械史应从考察中国历代的机械成果入手，首先需要掌握大量的历史资料。中国历史上有哪些重要机械科技成果？它们的水平和价值如何？中国传统机械及其技术、工艺方法和西方有何不同？机械工程技术对中国社会生产有何作用和影响？这些都是需要机械史研究解决的基本性问题。只有对有关史料进行全面的清理和深入的分析，才能获得这些问题的答案。对于中国古代机械史来说，历代有关机械工程的成果主要反映在三类史料之中，即文字资料、图像与图形资料和实物资料。中国机械工程的文献史料，是有关古代机械的概念名称、形制、材料、动力、结构原理、工艺方法、应用与推广情况以及相关的社会历史文化背景等方面的文字记载和描述。它包括各类典籍中的有关史料和出土文物上相关的铭刻资料等。除了少数一些技术著作中有关机械的专论性记述外，有关机械工程的文献资料十分零散，大都分散在大量的各类古籍之中。图像与图形资料主要是古代美术作品和工程技术著作及其它典籍中的机械图像与图形，这些资料不仅存在于帛、纸为载体的古代绘画作品和各类写本和印刷本书籍中，而且大量存在于古代岩画、铜器刻画、砖石刻画、壁画等平面绘画和浮雕作品之中。实物资料是考古发掘中出土的和传世的与古代机械直接有关的各种实物，主要包括大量的古代各类机械成品、半成品、零部件、机械模型、明器机械和机械加工产品，目前在民间仍然尚存不少传统机械，从技术上看属于古机械的遗制，它们也是重要的实物资料。这些实物资料具有重大的价值，由此可以获得更为确切和可靠的关于过去机械技术的信息，它们与文献资料同样属于中国机械史的研究对象。搜集、整理和分析古代机械工程史资料，是中国机械工程史研究的一项基础性工作。但是，由于多数文献史料分散在数量极大的古籍和铭文中，各类与机械有关的古代绘画作品则更是分散收藏于各地不同的机构和个人手中，实物资料同样分布在十分广泛的地域范围内，此外还有大量资料流失国外，因此，对如此众多的史料进行充分的发掘、整理和研究，由少数人在短期内显然是难以完成的。中国机械工程技术史的任务因而也十分繁重，必须多人接力工作，逐步扩大调查和研究的范围，直到基本掌握整体面貌。

中国机械工程史还要探讨影响中国机械工程技术发展的各种因素。除了研究诸如工匠和技术人员在机械工程发展中的作用、古代的技术观和设计与管理思想对工程技术实践的影响等内部因素外，还应分析文化与科学传统、社会经济与政治制度、战争与军事、思维方式、技术政策与组织管理制度以及对外交流关系对机械工程发展的影响等诸多外部的因素。这些因素对于古代机械工程的发展有时起促进作用，也有时起阻碍作用。有的因素只有短期影响，有些则长期发挥作用。这方面的研究，涉及领域很多，情况极为复杂，因而难度也更大，任务更为艰巨。如果要想在中国机械史的宏观研究方面取得突破性的进展，就必须在这方面有更多的投入和下更大的功夫。在搜集、整理和分析古代机械工程史资料的基础工作取得重要进展后，研究工作的重点应逐渐向这方面转移。

2、中国机械史的价值

中国的机械工程技术在漫长的历史发展过程中形成了自己独特的风格。中国古代机械工程技术，是世界机械史的一个组成部分，在世界机械工程史上占有重要位置。

中国古代机械工程技术成果具有重要的历史价值,有许多机械发明和技术成果在世界机械史上处于遥遥领先的地位，其中不少成果还传播到了世界各地，对世界机械技术的进步起到了直接的促进作用。著名科学史家李约瑟在讨论中西科技交流与比较问题时曾指出：“有少数几种基本技术曾经从古代美索不达米亚朝四面八方传播，……可是，中国人的发明就多了。这些发明在公一元世纪到十八世纪期间先后传到了欧洲和其他地区。这里包括：（1）龙骨车；（2）石碾和水力在石碾上的应用；3水排；（4）风扇车和簸扬机；（5）活塞风箱；6平放织机（它可能也是印度的发明）和提花机；（7）缫丝、纺丝和调丝机；（8）独轮车；（9）加帆手推车；（10）磨车；（11）拖重牲口用的两种高效马具，即胸带和套包子；（12）弓弩（13）风筝；（14）竹编蜒和走马灯；（15）深钻技术；（16）铸铁的使用；（17）游动的常平悬吊器；（18）弧形拱桥；（19）铁索吊桥；（20）河渠闸门；（21）造船和航运方面的无数发明，包括防水隔舱、高效率空气动力帆和前后索具（22）船尾的方向舵；（23）火药以及和它有关的一些技术；（24）罗盘针，先用于看风水，后来又用于航海；（25）纸、印刷术和活字印刷术；（26）瓷器。我写到这里时了句点，因为二十六个字母都已经用完了,可有许多例子、甚至还有重要的例子可以列举。我们决不能认为对以上任何一种发明已经没有话可讲了，也不能认为在所有例子中，都有足够的证据可以充分证明，后来欧洲应用的是从较早的中国人的实践中得来的。但是所有这些例子有一种共同之点，这就是它们在中国应用的时期，确实早于它们在世界其他部分出现的时期。有时甚至要早得多。”①李约瑟博士列举的这些实例绝大多数都是中国古代的机械发明或相关的技术成果，由此可见，中国古代的机械技术成果不仅在中国科技史上占有突出地位，而且在世界机械史乃至科技史上的地位也是不可低估的。

中国机械史的历史价值还表现在传统机械工程技术在中国古代社会经济和科技发展中占有十分重要的位置。中国自古以来以农业立国，农业生产在古代历史发展进程中始终占据核心地位，因而作为农业生产工具的农业机械在生产中的作用极为重要。农业机械技术方面的大量发明、革新及其推广应用对社会生产力的提高起了极大的作用。同样，机械在水利工程、建筑工程、交通运输、纺织等领域中也发挥着重要作用。机械技术在军事上具有举足轻重的作用，先进和精良武器与军事装备的制造都要依赖先进的机械技术。中国古代在天文观测方面能够取得许多重要成就，与先进天文仪器的作用密不可分，而众多先进天文仪器的出现则反映了中国古代精密机械制造技术的发达。明代宋应星编著的《天工开物》是一部关于中国古代工程技术的百科全书，其中讲述机械技术的内容占了全书一半以上的篇幅，也说明机械技术在古代工程技术中的重要地位。因此，传统机械技术根植于中国古代社会生活和生产的各个领域之中，机械技术的进步不仅促进了生产的发展，丰富了古代的社会生活，而且成为推动古代不同领域科技发展的有力工具。

中国机械史的研究不仅具有重要的历史价值，而且具有较高的现实价值和意义。这主要表现在以下几个方面。

首先，中国古代机械工程技术是中国科学文化的重要组成部分，传统机械的技术成果是我国优秀的科学文化遗产，因此中国古代机械史的研究具有重要的文化价值。机械技术在人类物质文化史上一直占据核心地位，人类文明的发展阶段一般以机械技术的重要成果作为主要划分标志，便是最好的说明。而我们的祖先创造了许多杰出的机械科技成果，为后世留下了大量的物质文化财富，发掘、整理和研究这些机械成果对于丰富祖国科学文化宝库无疑极为有益。但过去这方面的工作开展得还远远不够，中国机械工程机械史仍是一个有待开发的领域，在目前情况下进一步开展中国机械史的研究也显得尤为重要。

第二，技术发展有很强的继承性和规律性，中国机械史的研究有助于揭示技术发展特质，可以起到温故知新、阐明方向和趋势的作用，因此具有重要的借鉴价值。中国历史上在机械科技方面的成功经验和失败教训，对于现今科技的发展很有借鉴价值。中国古代与机械有关的技术观和技术哲学思想，对于我们认识技术与人、技术与环境以及技术与社会的关系仍有参考价值。中国古代的一些技术思想和方法与举措正好与现代可持续发展的时代要求相切合，对于认识和解决技术给现代社会带来的环境污染，能源和资源的枯竭等一系列负面效应也有积极的参考意义。中国近现代机械史的研究则对于制定国家的技术规划、技术发展与引进的政策和战略更是有着直接的借鉴作用。

第三，研究和学习中国机械工程史，阐明中国传统机械技术的兴衰历程，了解科学家、发明家的生平、成就和思想，不仅可以学到科学和历史的知识，还可从中获得启示和汲取教益，因而中国机械史还有着比较重要的教育价值与作用。机械工程技术史知识的传播有助于人们了解机械工程技术的概念和原理的来龙去脉，加深对机械科技的认识和理解。培根说；学史可以使人明智。对于青年学生与专业科技人员来讲，机械史的知识则可起到开拓视野的作用。

第四，研究中国机械史，不难发现一些古老的机械技术、工艺和原理在现代仍然发挥着作用或具有实用价值。中国传统的农业机械与古农具至今在农业生产中广泛使用，具有极强的生命力。我国的许多传统金属工艺仍在实际应用中发挥着重要作用。在秦始皇陵墓中出土的青铜箭镞表面上有一层含铬的黑色致密层，埋在地下两千多年没有腐蚀。现代金相学研究证明这样处理有很强的抗腐蚀能力。此项表面处理技术显然具有古为今用的价值。类似的实例还有很多。机械史的研究有助于认识和发现传统机械的现代意义和实用价值。

三、中国古代机械史的分期问题

研究中国机械技术的总体发展进程，必须把中国机械技术的形成与发展过程划分为几个不同的历史阶段，因此，中国机械史的分期问题是进行中国机械工程史宏观研究的一个重要问题。合理的分期不但可以反映中国机械工程发展的阶段性，同时也应反映出中国机械科技发展的特点和主要线索。

关于中国机械史的分期问题，已有一些学者有所涉及和讨论，但目前尚未进行充分的研究，也未得出一致的结论。1984年，郭可谦、陆敬严先生最早专门讨论了这一问题。他们提出了将中国机械史分为四个时期的方案：①

（1）简单工具时期，相当于原始社会时期，即石器时代。分为两个阶段：粗制工具阶段（旧石器时代），和精制工具阶段（新石器时代）。

（2）古代机械时期，大约从四千年到十九世纪四十年代。包括三个阶段：从古车出现到秦以前为迅速发展阶段；秦到宋元时期为成熟阶段；明代到十九世纪四十年代为缓慢前进阶段。

（3）近代机械时期,,从一八四○年至新中国成立前夕。

（4）现代机械时期，新中国成立后的发展时期。

在1985年，笔者提出了关于中国机械史的另一种分期意见，将中国机械史分为六个时期：②

（1）形成与积累时期，从远古到西周时期。

（2）迅速发展和成熟时期，从春秋时期到到东汉末年。

（3）全面发展和鼎盛时期，从三国时期到元代中期。

（4）缓慢发展时期，从元代后期到清代中期。

（5）转变时期，清代后期到中国成立前夕。

（6）复兴时期，新中国成立后的发展时期。

最新出版的《中国科学技术史》机械卷有“中国古代和近代机械工程发展概述”一章，论述中基本上采用了第一种分期方案。

1987年出版的《中国的百科全书》机械工程卷有词条“中国古代机械史”、“中国近代机械工业”和“中国现代机械工业”分别涉及了中国古代机械工程技术、近代机械工业和现代机械工业发展的分期问题。这里仅介绍周世德先生在“中国古代机械史”条目中采用的古代机械史分期方案：③

（1）春秋以前（公元前770年前）。

（2）春秋至汉魏时期（公元前770年前～公元265）。

（3）两晋宋元时期（公元265～1368）。

（4）明清时期（1368～1840）。

上述分期方案都有各自的分期依据，并较好地反映了机械史与中国通史的关系。在反映中国机械工程发展的内部规律和特点方面，虽然也得到较好的处理，但细节方面似乎尚有进一步探讨的余地。笔者认为中国机械史的分期应以机械科技的重大转变和突破为主要依据，这就需要分析和研究各个历史时期各种机械在动力、材料、结构原理、工艺和功能等方面的发展水平和变化情况.此外，还应注意考察不同时期间机械工程知识的水平和先进机械的推广与应用情况以及机械的社会功能与作用。中国机械工程技术的发展是一个以波浪式曲线前进的过程。常常由于某一方面或几个方面（如材料、动力、工艺等方面）的重大转变或突变引起机械工程技术的主要内容发生了变化,使其达到新的水平,这样就形成了几个不同的自然发展时期。据此，我们在又在上述方案的基础上，提出了如下关于中国古代机械史分期的修订方案：

（1）古代机械技术的萌芽时期，从旧石器时代开始到新石器时代。

（2）传统机械技术的初步形成时期，夏、商、西周时期。

（3）传统机械技术的进一步发展时期，春秋战国到三国时期。

（4）传统机械技术的成熟与鼎盛时期，魏晋南北朝到元代。

（5）传统机械的平缓发展与西方机械的传入时期，明初到十九世纪中叶。

四、中国古代机械工程史研究的历史与现状

在我国，中国机械工程技术史的现代研究发端于20世纪二三十年代。张荫麟、刘仙洲和王振铎等是早期中国机械史研究工作的主要开拓者。张荫麟于1925年翻译了英国学者穆尔（A.C.Moule）1924年发表在ToungPao（通报）上的专题论文“TheChineseSouth-PointingCarriage”，中译文题目改为“宋燕肃、吴德仁指南车造法考”，发表在《清华学报》第2卷第1期（1925）上。张荫麟又于1926年在《清华学报》第2卷第2期上发表了“宋卢道隆、吴德仁指南车之造法”一文。此后，他又在1928年发表了论文“中国历史上之‘奇器’及其作者”（《燕京学报》第1卷第3期）。30年代开始了较为全面的古代机械的文献资料发掘、整理和专题复原研究。1935年刘仙洲在清华大学出版了《中国机械工程史料》（约6万字）一书，首次依据现代机械工程分类方法整理了中国古代机械工程的史料，初步勾勒出了中国古代机械工程的基本轮廓。几乎与此同时王振铎也开始了复原地动仪、指南车与记里鼓车的工作，他于1936年发表了专题论文“汉张衡候风地动仪造法之推测”（《燕京学报》第20期，10周年纪念专号），1937年又发表了重要论文“指南车记里鼓车之考证及模型”（《史学集刊》第3期）。40年代，刘仙洲又发表了“王征与我国第一部机械工程学”（见《国立清华大学学报》1期，《真理杂志》1卷2期）和“中国在热机历史上的地位”（《东方杂志》39卷18期）两篇有影响的论文。

西方学者早在19世纪后期就开始关注中国古文献中有关机械发明的记载，20世纪初在欧洲的技术史著作中已有关于中国古代机械发明的探讨。如奥地利著名技术史家霍维茨（H.T.Horwitz）在1913年出版的技术史著作中对中国的机械发明作了论述。此后直到30年代，在他的不少论著中都有关于中国古代机械的讨论①。葛雷斯（H.A.Giles）于1906年,劳佛尔（B.Laufer）于1912，分别对中国古代指南车进行了复原研究②。穆尔（A.C.Moule）于1924年发表了研究指南车的专题论文，并根据《宋史》的文献记载给出了具体的复原方案。穆尔的工作引起英国学者的关注,此后戴科斯（K.T.Dykes）提出了采用差动轮系复原指南车的设想（1942年）,兰彻斯特（G.Lanchster）于1947年利用差动轮系制作了复原模型。美国学者霍梅尔（R.P.Hommel）在1921年在至1928年、1928年至1930年前后用了8年时间在中国各地调查传统手工业技术,在进行了广泛的实地调查后，写成专著ChinaatWork；anillustratedRecordofthePrimitiveIndustriesofChina’sMasses,whoseLifeisToil,andthusanAccountofChineseCivilization，于1937年在纽约出版，其中包含了大量传统机械与工艺方面的内容，配有大量实物照片，是一部具有重要历史和文化价值的著作。恰特莱（H.Chatley）在1942年在TransactionsoftheNewcomenSociety（22,117）上发表了TheDevelopmentofMechanismsinAncientChina（古代中国机械学的发展）综论研究性论文，在西方首次较全面地论述了中国古代机械的发展。在国外，对中国机械史研究最有建树的学者还是李约瑟博士。他从50年代开始发表有关中国机械史方面的论文，1965年他的巨著《中国科学技术史》的机械工程卷（ScienceandCivilizationinChina,Volume4,PhysicsandPhysicalTechnology,Part2,MechanicalEngineering）由剑桥大学出版社出版，它是第一部英文的中国机械史的学术专著，在国际上影响极大。李约瑟编撰此书时利用了大量的中国机械史的原始资料和研究成果，同时参考了许多世界与西方机械史的文献和研究成果，在比较科学史的视角对中国机械技术的发展及其重要成果进行了深入研究。日本和台湾学者较早分别将此书翻译成日文和中文出版，中国大陆的中文译本也在2000年有科学出版社和上海古籍出版社出版。

20世纪50年代以来，中国机械史的研究工作在中国经历了十分曲折的过程。在50年代至60年代前期，刘仙洲做了一系列机械史专题研究工作，发表了多篇论文，并主持汇集中国工程史料。1962年他编著的《中国机械工程史（第一编）》一书由科学出版社，这是第一部中国古代机械史的著作，论述了中国古代的主要机械发明成就，从机械原理和原动力的角度出发整理了中国古代机械工程发展的脉络。1963刘仙洲年撰写的《中国古代农业机械发明史》问世，这是第一部全面历史中国古代农业机械成果及其发展的著作。王振铎则在发掘古代文献和文物资料的基础上，对许多机械成果做了深入的专题研究。他在中国历史博物馆主持复原了水运仪象台、候风地动仪、指南车、记里鼓车等一系列古代机械装置。他们的杰出工作，奠定了中国机械工程史这一学科的基础，在国内外学术界产生了重大影响。正当中国机械史的研究被引向深入之时，爆发了史无前例的“”，导致了科学文化大灾难。“”期间，和其他学科一样，机械史的研究也完全处于停顿状态。“”以后，中国机械史的研究得以恢复和发展，老一辈学者也续有力作刊行，如清华大学出版了根据刘仙洲生前汇集的史料编纂而成的《中国科技史资料汇编一农业机械》（1985年），王振择先生出版他的论文集《科技考古论丛》（1989年）。同时，同济大学、中国科学院自然科学史研究所、北京航空航天大学等单位，都积极开展了中国机械史的研究工作和国内外学术交流，并通过招收机械史的研究生，努力培养新一代的专业研究人员。一些大专院校开设了机械史的选修课，取得了良好的效果。从20世纪80年代起，中国机械史的研究队伍开始形成，研究工作逐渐活跃，数百篇，涌现了不少具有较高质量和较大影响的专题研究成果。如陆敬严先生主持的古代机械模型复原等课题，华觉明先生参与主持的曾侯乙编钟的复原研究，杨青、钱小康等先生参与主持的秦陵铜车马技术研究等都取得了突出成果。综合性与系统性的整理与研究工作也有重要进展，如1986年机械工程师进修大学刊行了郭可谦、陆敬严合著的《中国机械史讲座》，1986年文物出版社出版了华觉明等撰写的《中国冶铸史论集》，和，1992年北京理工大学出版了张柏春撰写的《中国近代机械简史》，1995年山东科技出版社出版了苏荣誉等编撰的《中国上古金属技术》，1998年清华大学出版社出版了张春辉编著的《中国古代农业机械发明史》（补编），1999年大象出版社出版了华觉明撰著的《中国古代金属技术》。此外，台湾中央文物供应社也在1987年出版了万迪棣编撰的《中国机械科技之发展》一书，此书被收入中华文化丛书中。90年代初期，中国科学技术史丛书委托陆敬严、华觉明主编《中国科学技术史》的机械卷，钱小康、张柏春、何堂坤、杨青、赵丰、黄麟雏、刘克明和冯立升等多位学者参加编写，于1997年完成全书的编撰工作。此书于2000年由科学出版社出版，全书约69万字，与前面几部通史性中国机械史著作有所不同，它突破了简史的范畴，是一部较大型的中国机械工程学术著作。此书对中国机械工程的历史发展做了比较系统的论述和讨论，对已有的研究成果进行了一次较全面的总结。这表明，中国机械史的研究已走出初创阶段，进入了一个新的历史发展时期。

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①真保吾一著，董万友译，机械工学概论，国际文化出版公司，1986，3。原作书名为“緿綐機械工学”，由日本理工学社1984年出版。

①②李志超，机发论—有为的科学观，自然科学史研究，1990，9（1）：2。

①刘仙洲，中国机械工程发明史（第一编），科学出版社，1962，5。

②维特鲁威著，高履泰译，建筑十书，这个建筑工业出版社，1986，224－225。

③A.P.Usher:AHistoryofMechanicalInventions,DoverPublications,Inc.,1988,NewYork,120.

④转引自①。

⑤马克思，资本论（第一卷），人民出版社，1963，396。

⑥马克思，机器。自然力和科学的应用，人民出版社，1978，91－92。

①马克思，机器。自然力和科学的应用，人民出版社，1978，52。

②③转引（译）自A.P.Usher:AHistoryofMechanicalInventions,DoverPublications,Inc.,1988,NewYork,117

④⑤⑥⑦见刘仙洲：中国机械工程发明史（第一编），科学出版社，1962，5－6。

①李约瑟，中国科学技术史·总论（中译本第一卷），科学出版社，1975，545－547。

①郭可谦、陆敬严，关于中国机械史的分期意见，机械设计，1984，1（2）。

②冯立升，中国机械史的分期意见，科学、技术与辩证法，1986，（3）。

技术工程论文范文篇5

1、机械的现代定义

研究机械工程技术史，首先需要明确机械的观念规定。在我国现代的机械学著作中，“机械”一词是机构（mechanism）和机器（machine）的总称。尽管各种机械的构造、性能和用途各异，但从它们的组成和运动形式来看，却有两个共同特征：

1）它们是一种人为的实物构件的组合。

2）它们各部分之间具有确定的相对运动。

凡同时具备上述两个特征的构件组合体便称为机构或机械。机器除了具备上述两个特征外，还必须具备第三个特征：能代替人类的劳动以完成有用的机械功或转换机械能。所以机器是能转换机械能或完成有用的机械功的机构。从结构和运动的观点来看，机构和机器并无区别，因此泛称它们为机械。

机构和机器的定义来源于西方机械工程科学，它们都是现代机械原理中的最基本的概念，但在现代西方机械学著作中，并没有一个作为机构（mechanism）和机器（machine）的总称的专门名词或术语。在日本的机械工学中，机械概念是如下定义的：①

凡符合下述三项条件的，则定义为机械。

①它是物体的组合，假定力加到其各个部分也难以变形。

②这些物体必须实现相互的、单一的、规定的运动。

③把施加的能量转变为最有用的形式，或转变为有效的机械功。

这里，“机械”一词定义的是machine概念，这一定义与我国机械原理著作对机器的定义相同。mechanism一词，在日本机械工学中译为“機構”，或音译为メカニズム。

考虑到机构和机器均属现代机械学的基本范畴，我们采用能够同时涵盖机构和机器的机械概念，也是有其合理性的。

设计机械的目的是完成预定的机械运动及完成特定的动作，一般来说，一种复杂机械都由三大部分组成。一是原动部分，它是机械动力的来源。二是工作部分，它处于传动路线的终点，完成机械的预定动作。三是传动部分，它是把原动机件的运动和功率传递给工作部分的中间环节。近代机械中又有第四个部分，即自动控制部分。

2、机械的古代涵义及其演变

（1）中国古代文献中“机械”一词的涵义

“机械”一词由“机”与“械”两个汉字组成，探讨该词的涵义，首先须了解这两个字在古汉语中的意思。

“机”在古汉语中原指某种或某一类特定的装置，后来又泛指一般的机械。

古代常以“机”指弩上发箭的装置，即弩机。《尚书·太甲》有“若虞机张,往省括于度，则释”。但此篇可能作于西汉。《庄子·齐物论》：“其发若机括。”《释文》称：“机，弩牙；括，箭括。”按此言张弩发箭，以括入机，机动则发。东汉时成书的《说文解字》对“机”的解释是“机，主发者也”，说的也是弩机。由弩机延伸，触发式捕兽器也称为“机”。《庄子·山林》道：“丰狐，文豹……不免于网罗机辟之患。”即指夹子一类的装置。后来的“机防阱”和“机关”也是这个意思。

古代又以“机抒”指织布机。《淮南子·氾论》载“伯余之初作衣也，……手经指挂，其成犹网罗。后世为之机抒胜复以便其用。”《史记·郦生传》有“农夫释耒，二女下机”。南北朝《木兰词》有“不闻机抒声，唯闻女叹息”。《说文解字》：“抒，机之持纬者也。”宋《集韵》也说：“机以转轴，抒以持纬。”抒就是梭子，而机为转轴部件。“机抒”二字各表织机一个特征部件，因而后有只用一个“机”字代表织机的说法。①

由以上所述可知，“机”之本义当指机械装置中构成转动副的转动构件。

《尚书》：“在璇玑玉衡以齐七政。”伏胜《尚书大传》云：“旋机者，何也？传曰：旋者还也，机者几也，微也。其变几微，而所动者大，谓之旋机。”这里“机”为轴动之物。《管子·形势解》也载：“奚仲之为车器也，方圆曲直皆中规矩钩绳。故机旋机得，用之牢利，成器坚固。”这是讲车的部件生产的质量检验工序，“机旋机得”是指达到转动配合的精度标准要求。②

“机”还引申为许多机械发明的泛称，《战国策·宋卫》说：“公输般为楚设机，将以攻宋。”注称：“机，械，云梯之属。”《荀子·议兵》有“固塞不树，机变不张。”注称“机变，谓器械变动攻敌也。”《后汉书·张衡列传》说；“衡善机巧。”《南齐书·祖冲之传》：“初，宋武平关中，得姚兴指南车，有外形而无机巧，每行，使人于内转之。”“机”字实际可以泛指各种灵巧和关键的机械装置。

“机”的涵义由此延伸，出现了更具抽象的词义。《韩非子·十过》：“此存亡之机也。”《逸周书·大武》：“此七者，伐之机也。”“机”在这里指事物之枢要、关键。《庄子·至乐》载：“万物皆出于机，皆入于机。”疏曰：“机者，发动，所谓造化也。”这是指事物变化之所由。“机”还指事物变化之迹象、征兆等等。这样，衍生出大量相关词汇，如机巧、机先、机兆、机密、机会、机缘、机要、机谋、机关和机衡等。

“械”在古代是指器械、器物等实物。《庄子·天地》载“有械于此，一日浸百畦，用力甚寡而见功多。”“械”在这里为一般器械或器具。《墨子·公输》：“公输般为楚造云梯之械。”这是指兵器。《汉书·司马迁传》载：“淮阴（韩信），王也，受械于陈。”“械”在此指刑具。

与“机”原指局部的关键机件有所不同，“械”在中国古代原本便指某一整体器械或器具，。这两字连在一起，组成“机械”一词，便成为为一般性的机械概念了。

在先秦时期的文献中，已经讨论了抽象的机械概念。《庄子·外篇·天地第十二》有一段关于机械技术思想意义的讨论：

（子贡）见一丈人方将为圃畦，凿隧而入井，抱瓮而出灌，然用力甚多而见功寡。子贡曰：“有械于此，一日浸百畦，用力甚寡而见功多，夫子不欲乎？”为圃者仰而视之曰：“奈何？”曰：“凿木为机，后重前轻，挈水若抽，数如汤，其名曰槔。”为圃者忿然作色而笑曰：“吾闻之吾师，有机械者必有机事，有机事者必有机心。机心存于胸中，则纯白不备。纯白不备，则神生不定。神生不定者，道之所不载也。吾非不知，羞而不为也。”子贡瞒然，俯而不对。

这段文字是中国技术思想史的重要史料，后面将进行专题讨论。这里我们感兴趣的是，子贡与老人的对话给出了机械的概念界定：机械是能用力甚寡而见功多的器械。

关于机械的概念，在《韩非子》卷十五《难》二中有类似的论述：“审于地形、舟车、机械之利，用力少，致功大，则入多。”这里还有了初步的经济观点。①

由此可知，中国古代早在战国时期就已形成了与现代机械学中“机械”一词涵义比较相近的机械概念和术语了。

（2）西方古今的机械概念

英文的“machine”一词，其涵义要比现代机械学界定的“机器”（machine）概念要广。在一般使用上，它与汉语的“机械”一词类同。美国罗伯特·欧布林（RobertObrien）所著《机器》一书中指出：英文的“machine”（机械）一词来源于希腊文mechine及拉丁文mecina，两者原意都指的是“巧妙的设计”。Machine作为一般性的机械概念的出现，主要是为了区别与手工工具。在西方，一般性的机械概念的提出，可追溯到古罗马时期。

西方最先提出机械定义的是古罗马的建筑师维特鲁威（Vitruvii）。他在其著作《建筑十书》（约成书于公元前32－33年）给出了这样的定义：“机械是把木材结合起来的装置，主要对于搬运重物发挥效力。”他对机械和工具作了区别：“机械（machane）和工具（organon）之间似乎有着以下的区别。即机械是以多数人工和很大的力量而发生效果的，如重弩炮和葡萄压榨机。而工具则是一名操纵人员慎重地处理来达到目的的，如蝎形轻弩炮或不等圆的螺旋装置。因此工具和机械都是利用上不可缺少的东西。”②

亚历山大利亚城的希罗（HeroofAlexandria，公元1世纪）最早讨论了机械的基本要素，他认为机械的要素有五类：轮与轴，杠杆，滑车，尖劈，螺旋。希罗的论文只是关系到提升和推动重物，虽不够全面，但却反映了古典机械的特征。③

1724年，德国莱比锡的机械士廖波尔特（Leopold）给出的定义是：“机械或工具是一种人造的设备，用它来产生有利的运动；同时在不能用其他方法节省时间和力量的地方，它能做到节省。”④

马克思在《资本论》中对充分发展了的机械给出了界定：“一切已经发展的机器，都三个本质上不同的部分——发动机、传动机构和工具机械工作机——构成，发动机是整个机构的动力。”⑤马克思在《1861—1863年经济学手稿》讨论了机器与工具的区别，他指出：“以上所述已经对机器和工具有什么区别的问题作出了回答。工具本身一旦由机械来推动，一旦由工人的工具（它的生产率取决于工人的技巧并需要他付出作为劳动过程的媒介的劳动）变成机械的工具，——机器就代替了工具。在这种情况下，机械应该达到这样的发展程度：它既能从人或牲畜，简言之，从任意动作的那些原动力获得动力，也能从机械推动的原动机获得动力。”⑥

马克思主要从经济学和生产工具发展的宽广视角考察机器和机械的深刻涵义，力图说明当时的社会生产从工厂手工业向大机器工业的转变。他认为机器是代替人手操纵工具的机械系统，它从一开始就应是“工作部分同传导运动的机械和推动机械的原动机的组合”。马克思还谈到了当时一些学者中关于机械和机器的概念：“就象在英国的在政治经济学家一样,在英国的力学家中，可以遇到这样一些人，他们认为,机器与工具没有本质的区别；工具是简单的机器，而机器是复杂的工具，或者说，两者只有简单机器与复杂机器之分。从这种意义上说，甚至最简单的机械，如杠杆、斜面、滑轮、螺旋、楔、轮子等，也被叫作机器”①

19世纪中、后期，西方机械工程学家开始从机械的力学原理出发讨论机械或者说机器的概念，从而给出比较专业和科学的定义。下面给出的是早期机构学的两部奠基性著作中的定义。

英国机械学家威利斯（R.Willis,1800－1875）在其《机构学原理》（ThePrincipleofMechanism,1841年）所给的定义是:“任何机械（machine）都是由用各种不同方式连接起来的一组构件组成，使其一个构件运动，其余构件将发生一定的运动，这些构件与最初运动之构件的相对运动关系取决于它们之间连接的性质。”②

德国机械学家勒洛（F.Reuleaux,1829－1905）在其《理论运动学》（TheoretischeKinematik,GrundzügeeinerTheoriedesMaschienenwesens,1875年）中的定义是:“机械（machine）是多个具有抵抗力之物体的组合体，其配置方式使得能够借助它们强迫自然界的机械力做功，同时伴随着一定的确定运动。”③

威利斯给出的machine定义实际是现代机械原理中的机构。勒洛则最早给出了现代机械学中的机器（即machine）定义。从勒洛开始，机构概念与机器也被区分开来。20世纪的机械原理著作进一步明确了机构和机器的概念。

勒洛的《理论运动学》建立了机械运动学的基础，书中的许多概念、观点和研究方法被沿用至今。20世纪初，出现了把机构学和机械动力学合在一起的机械原理著作。当时西方的机械原理教科书中有如下的定义：

（1）“机械者，固定部分与运动部分之组合体，介乎能力与工作之间，所以使能力变为有用之工作者也。”（1912年，Keown）④

（2）“机械者，两个以上物体之组合体，其相对运动皆继续受一定之限制，使一种能力由之变化或传达，以作一种特别之工作者也。”（1915年，Mcksy）⑤

1930年，我国机械学家刘仙洲在编写中国最早的机械原理教科书时，参考西方这类教科书给出了一个定义：“机械者，两个以上之物体之组合体。动其一部则其余各部各发生一定之相对运动或限制运动，吾人得利用之使一种天然能力或机械能力发生一定之效果或工作者也。”⑥

1955年，乌克兰奥德萨工业大学多布罗沃利斯基（В.А.Добрвольский）在一篇论文中给出了一个定义：“机械是为人所使用的劳动工具，在这个劳动工具中，形状和尺寸适合的部分是由能经受很高压力（阻力）的材料所制成；在引入能量不断作用下，能完成适合的实际上有利的运动和动作；这些运动和动作是人们为完成技术的工艺目的所必要的。”⑦

这里定义的“机械”，更确切地说是机器，即现代机械原理中的machine概念。

综上所述，西方有关机械的一般性概念随着机械的发展逐渐发生了变化，随着机械工程科学的建立和发展而深化。从区分机械与手工工具开始，到区别复杂机械与简单机械和工具，进而形成了机械工程学中最基本的机器和机构概念。

3、机械工程技术史的范畴

机械工程学是以机构和机器为基本对象的科学，各类和各种不同机械均属机械工程技术的范畴。机械的种类繁多，可根据部分机械在某些方面的类同特性或特征化分类别。如希罗将简单机械分为五类：轮与轴，杠杆，滑车，尖劈，螺旋。按马克思对机器系统的分类，机械可分为发动机、传动机构和工作机。刘仙洲在《中国机械工程发明史（第一编）》中将机械分为七类，即：简单机械、发动机或原动机、工作机、传动机、仪表、仅用发动机原理的机械、发电机与电动机。

按机械的使用功能则可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等；接服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械、运输机械和化工机械等；按工作原理又可分为热力机械、流体机械、往复机械和仿生机械等。

从动态观点看，机械工程又是一个技术过程。它包含了人类的主要技术活动：（1）发明与革新；（2）设计与测试；（3）制造（加工与制作）（4）使用与维修。因此各种机械的发明、设计、加工与制造以及使用与维修均属机械工程技术的范畴。发明和设计包含了更多的智力因素和思想与知识内涵。制造和使用则包含了更多的体力因素和经验与实践的内容。机械加工与制作的对象以及加工制作过程无疑属于机械工程技术的基本内容，因此，某些通过机械加工获得的技术产品，尽管不能看作是机构和机器，也常常被认为属于机械工程的范畴。

机械工程技术史是研究机械工程技术发生、发展过程及其规律的一门学科。机械工程技术史的对象和范畴与机械工程技术的对象与范畴既有在内在的联系，由有着一定的差别。从认识上看，机械工程技术是第一个层次，机械工程技术史是第二个层次，后者是以前者为基础的。机械工程技术史是研究过去的机械技术的学问，与前者不同的特点是研究者和研究对象在时间坐标上处于不同的位置，因此它重视从时间关系研究机械技术的特点和演变过程。可以说，机械工程技术史的对象是历史上的机械成果及其影响机械工程技术发展的各种主要因素。不仅历代的机械发明、机械制造技术以及机械成果的推广与应用属于机械工程技术史的范畴，而且影响机械工程发展的社会的经济、政治和文化等因素也属于它考察的对象和范畴。

二、中国机械工程技术史的研究对象、任务和价值

1、中国机械史的研究对象与任务

中国机械工程技术史主要研究机械工程技术在中国的发展过程与模式，它的对象是中国历代的机械成果及其影响机械工程技术发展的各种因素。机械技术的发展在许多方面有其一般性的规律,适用于不同的文化和国家,当然也适用于中国。但是每个国家特别是不同文化传统的国家有着不同的特殊环境和背景，各国机械的发展是不平衡的。有的国家和地区在机械技术的某些方面发展水平较高，另一些国家和地区则在机械的另一些方面发展水平较高；有的机械成果在某些国家传播和发展较快，而在另一些国家推广应用十分缓慢。由于不同文化和社会因素的制约，各国机械工程技术的发展模式也并不是千篇一律的。因此不同国家机械工程技术的发展往往呈现出不同的特点。尤其是中国古代机械的发展，技术传统与西方有很大不同，有其独特的轨迹。既有许多优点也有不少缺点，既有很多成功的经验也有不少失败的教训，值得认真加以总结。中国机械史的主要任务就是要整理和发掘中国历代在机械工程方面的重要成果及其特点，揭示机械工程技术在中国发展的规律性和特殊性。

研究中国机械史应从考察中国历代的机械成果入手，首先需要掌握大量的历史资料。中国历史上有哪些重要机械科技成果？它们的水平和价值如何？中国传统机械及其技术、工艺方法和西方有何不同？机械工程技术对中国社会生产有何作用和影响？这些都是需要机械史研究解决的基本性问题。只有对有关史料进行全面的清理和深入的分析，才能获得这些问题的答案。对于中国古代机械史来说，历代有关机械工程的成果主要反映在三类史料之中，即文字资料、图像与图形资料和实物资料。中国机械工程的文献史料，是有关古代机械的概念名称、形制、材料、动力、结构原理、工艺方法、应用与推广情况以及相关的社会历史文化背景等方面的文字记载和描述。它包括各类典籍中的有关史料和出土文物上相关的铭刻资料等。除了少数一些技术著作中有关机械的专论性记述外，有关机械工程的文献资料十分零散，大都分散在大量的各类古籍之中。图像与图形资料主要是古代美术作品和工程技术著作及其它典籍中的机械图像与图形，这些资料不仅存在于帛、纸为载体的古代绘画作品和各类写本和印刷本书籍中，而且大量存在于古代岩画、铜器刻画、砖石刻画、壁画等平面绘画和浮雕作品之中。实物资料是考古发掘中出土的和传世的与古代机械直接有关的各种实物，主要包括大量的古代各类机械成品、半成品、零部件、机械模型、明器机械和机械加工产品，目前在民间仍然尚存不少传统机械，从技术上看属于古机械的遗制，它们也是重要的实物资料。这些实物资料具有重大的价值，由此可以获得更为确切和可靠的关于过去机械技术的信息，它们与文献资料同样属于中国机械史的研究对象。搜集、整理和分析古代机械工程史资料，是中国机械工程史研究的一项基础性工作。但是，由于多数文献史料分散在数量极大的古籍和铭文中，各类与机械有关的古代绘画作品则更是分散收藏于各地不同的机构和个人手中，实物资料同样分布在十分广泛的地域范围内，此外还有大量资料流失国外，因此，对如此众多的史料进行充分的发掘、整理和研究，由少数人在短期内显然是难以完成的。中国机械工程技术史的任务因而也十分繁重，必须多人接力工作，逐步扩大调查和研究的范围，直到基本掌握整体面貌。

中国机械工程史还要探讨影响中国机械工程技术发展的各种因素。除了研究诸如工匠和技术人员在机械工程发展中的作用、古代的技术观和设计与管理思想对工程技术实践的影响等内部因素外，还应分析文化与科学传统、社会经济与政治制度、战争与军事、思维方式、技术政策与组织管理制度以及对外交流关系对机械工程发展的影响等诸多外部的因素。这些因素对于古代机械工程的发展有时起促进作用，也有时起阻碍作用。有的因素只有短期影响，有些则长期发挥作用。这方面的研究，涉及领域很多，情况极为复杂，因而难度也更大，任务更为艰巨。如果要想在中国机械史的宏观研究方面取得突破性的进展，就必须在这方面有更多的投入和下更大的功夫。在搜集、整理和分析古代机械工程史资料的基础工作取得重要进展后，研究工作的重点应逐渐向这方面转移。

2、中国机械史的价值

中国的机械工程技术在漫长的历史发展过程中形成了自己独特的风格。中国古代机械工程技术，是世界机械史的一个组成部分，在世界机械工程史上占有重要位置。

中国古代机械工程技术成果具有重要的历史价值,有许多机械发明和技术成果在世界机械史上处于遥遥领先的地位，其中不少成果还传播到了世界各地，对世界机械技术的进步起到了直接的促进作用。著名科学史家李约瑟在讨论中西科技交流与比较问题时曾指出：“有少数几种基本技术曾经从古代美索不达米亚朝四面八方传播，……可是，中国人的发明就多了。这些发明在公一元世纪到十八世纪期间先后传到了欧洲和其他地区。这里包括：（1）龙骨车；（2）石碾和水力在石碾上的应用；3水排；（4）风扇车和簸扬机；（5）活塞风箱；6平放织机（它可能也是印度的发明）和提花机；（7）缫丝、纺丝和调丝机；（8）独轮车；（9）加帆手推车；（10）磨车；（11）拖重牲口用的两种高效马具，即胸带和套包子；（12）弓弩（13）风筝；（14）竹编蜒和走马灯；（15）深钻技术；（16）铸铁的使用；（17）游动的常平悬吊器；（18）弧形拱桥；（19）铁索吊桥；（20）河渠闸门；（21）造船和航运方面的无数发明，包括防水隔舱、高效率空气动力帆和前后索具（22）船尾的方向舵；（23）火药以及和它有关的一些技术；（24）罗盘针，先用于看风水，后来又用于航海；（25）纸、印刷术和活字印刷术；（26）瓷器。我写到这里时了句点，因为二十六个字母都已经用完了,可有许多例子、甚至还有重要的例子可以列举。我们决不能认为对以上任何一种发明已经没有话可讲了，也不能认为在所有例子中，都有足够的证据可以充分证明，后来欧洲应用的是从较早的中国人的实践中得来的。但是所有这些例子有一种共同之点，这就是它们在中国应用的时期，确实早于它们在世界其他部分出现的时期。有时甚至要早得多。”①李约瑟博士列举的这些实例绝大多数都是中国古代的机械发明或相关的技术成果，由此可见，中国古代的机械技术成果不仅在中国科技史上占有突出地位，而且在世界机械史乃至科技史上的地位也是不可低估的。中国机械史的历史价值还表现在传统机械工程技术在中国古代社会经济和科技发展中占有十分重要的位置。中国自古以来以农业立国，农业生产在古代历史发展进程中始终占据核心地位，因而作为农业生产工具的农业机械在生产中的作用极为重要。农业机械技术方面的大量发明、革新及其推广应用对社会生产力的提高起了极大的作用。同样，机械在水利工程、建筑工程、交通运输、纺织等领域中也发挥着重要作用。机械技术在军事上具有举足轻重的作用，先进和精良武器与军事装备的制造都要依赖先进的机械技术。中国古代在天文观测方面能够取得许多重要成就，与先进天文仪器的作用密不可分，而众多先进天文仪器的出现则反映了中国古代精密机械制造技术的发达。明代宋应星编著的《天工开物》是一部关于中国古代工程技术的百科全书，其中讲述机械技术的内容占了全书一半以上的篇幅，也说明机械技术在古代工程技术中的重要地位。因此，传统机械技术根植于中国古代社会生活和生产的各个领域之中，机械技术的进步不仅促进了生产的发展，丰富了古代的社会生活，而且成为推动古代不同领域科技发展的有力工具。

中国机械史的研究不仅具有重要的历史价值，而且具有较高的现实价值和意义。这主要表现在以下几个方面。

首先，中国古代机械工程技术是中国科学文化的重要组成部分，传统机械的技术成果是我国优秀的科学文化遗产，因此中国古代机械史的研究具有重要的文化价值。机械技术在人类物质文化史上一直占据核心地位，人类文明的发展阶段一般以机械技术的重要成果作为主要划分标志，便是最好的说明。而我们的祖先创造了许多杰出的机械科技成果，为后世留下了大量的物质文化财富，发掘、整理和研究这些机械成果对于丰富祖国科学文化宝库无疑极为有益。但过去这方面的工作开展得还远远不够，中国机械工程机械史仍是一个有待开发的领域，在目前情况下进一步开展中国机械史的研究也显得尤为重要。

第二，技术发展有很强的继承性和规律性，中国机械史的研究有助于揭示技术发展特质，可以起到温故知新、阐明方向和趋势的作用，因此具有重要的借鉴价值。中国历史上在机械科技方面的成功经验和失败教训，对于现今科技的发展很有借鉴价值。中国古代与机械有关的技术观和技术哲学思想，对于我们认识技术与人、技术与环境以及技术与社会的关系仍有参考价值。中国古代的一些技术思想和方法与举措正好与现代可持续发展的时代要求相切合，对于认识和解决技术给现代社会带来的环境污染，能源和资源的枯竭等一系列负面效应也有积极的参考意义。中国近现代机械史的研究则对于制定国家的技术规划、技术发展与引进的政策和战略更是有着直接的借鉴作用。

第三，研究和学习中国机械工程史，阐明中国传统机械技术的兴衰历程，了解科学家、发明家的生平、成就和思想，不仅可以学到科学和历史的知识，还可从中获得启示和汲取教益，因而中国机械史还有着比较重要的教育价值与作用。机械工程技术史知识的传播有助于人们了解机械工程技术的概念和原理的来龙去脉，加深对机械科技的认识和理解。培根说；学史可以使人明智。对于青年学生与专业科技人员来讲，机械史的知识则可起到开拓视野的作用。

第四，研究中国机械史，不难发现一些古老的机械技术、工艺和原理在现代仍然发挥着作用或具有实用价值。中国传统的农业机械与古农具至今在农业生产中广泛使用，具有极强的生命力。我国的许多传统金属工艺仍在实际应用中发挥着重要作用。在秦始皇陵墓中出土的青铜箭镞表面上有一层含铬的黑色致密层，埋在地下两千多年没有腐蚀。现代金相学研究证明这样处理有很强的抗腐蚀能力。此项表面处理技术显然具有古为今用的价值。类似的实例还有很多。机械史的研究有助于认识和发现传统机械的现代意义和实用价值。

三、中国古代机械史的分期问题

研究中国机械技术的总体发展进程，必须把中国机械技术的形成与发展过程划分为几个不同的历史阶段，因此，中国机械史的分期问题是进行中国机械工程史宏观研究的一个重要问题。合理的分期不但可以反映中国机械工程发展的阶段性，同时也应反映出中国机械科技发展的特点和主要线索。

关于中国机械史的分期问题，已有一些学者有所涉及和讨论，但目前尚未进行充分的研究，也未得出一致的结论。1984年，郭可谦、陆敬严先生最早专门讨论了这一问题。他们提出了将中国机械史分为四个时期的方案：①

（1）简单工具时期，相当于原始社会时期，即石器时代。分为两个阶段：粗制工具阶段（旧石器时代），和精制工具阶段（新石器时代）。

（2）古代机械时期，大约从四千年到十九世纪四十年代。包括三个阶段：从古车出现到秦以前为迅速发展阶段；秦到宋元时期为成熟阶段；明代到十九世纪四十年代为缓慢前进阶段。

（3）近代机械时期,,从一八四○年至新中国成立前夕。

（4）现代机械时期，新中国成立后的发展时期。

在1985年，笔者提出了关于中国机械史的另一种分期意见，将中国机械史分为六个时期：②

（1）形成与积累时期，从远古到西周时期。

（2）迅速发展和成熟时期，从春秋时期到到东汉末年。

（3）全面发展和鼎盛时期，从三国时期到元代中期。

（4）缓慢发展时期，从元代后期到清代中期。

（5）转变时期，清代后期到中国成立前夕。

（6）复兴时期，新中国成立后的发展时期。

最新出版的《中国科学技术史》机械卷有“中国古代和近代机械工程发展概述”一章，论述中基本上采用了第一种分期方案。

1987年出版的《中国的百科全书》机械工程卷有词条“中国古代机械史”、“中国近代机械工业”和“中国现代机械工业”分别涉及了中国古代机械工程技术、近代机械工业和现代机械工业发展的分期问题。这里仅介绍周世德先生在“中国古代机械史”条目中采用的古代机械史分期方案：③

（1）春秋以前（公元前770年前）。

（2）春秋至汉魏时期（公元前770年前～公元265）。

（3）两晋宋元时期（公元265～1368）。

（4）明清时期（1368～1840）。

上述分期方案都有各自的分期依据，并较好地反映了机械史与中国通史的关系。在反映中国机械工程发展的内部规律和特点方面，虽然也得到较好的处理，但细节方面似乎尚有进一步探讨的余地。笔者认为中国机械史的分期应以机械科技的重大转变和突破为主要依据，这就需要分析和研究各个历史时期各种机械在动力、材料、结构原理、工艺和功能等方面的发展水平和变化情况.此外，还应注意考察不同时期间机械工程知识的水平和先进机械的推广与应用情况以及机械的社会功能与作用。中国机械工程技术的发展是一个以波浪式曲线前进的过程。常常由于某一方面或几个方面（如材料、动力、工艺等方面）的重大转变或突变引起机械工程技术的主要内容发生了变化,使其达到新的水平,这样就形成了几个不同的自然发展时期。据此，我们在又在上述方案的基础上，提出了如下关于中国古代机械史分期的修订方案：

（1）古代机械技术的萌芽时期，从旧石器时代开始到新石器时代。

（2）传统机械技术的初步形成时期，夏、商、西周时期。

（3）传统机械技术的进一步发展时期，春秋战国到三国时期。

（4）传统机械技术的成熟与鼎盛时期，魏晋南北朝到元代。

（5）传统机械的平缓发展与西方机械的传入时期，明初到十九世纪中叶。

四、中国古代机械工程史研究的历史与现状

在我国，中国机械工程技术史的现代研究发端于20世纪二三十年代。张荫麟、刘仙洲和王振铎等是早期中国机械史研究工作的主要开拓者。张荫麟于1925年翻译了英国学者穆尔（A.C.Moule）1924年发表在ToungPao（通报）上的专题论文“TheChineseSouth-PointingCarriage”，中译文题目改为“宋燕肃、吴德仁指南车造法考”，发表在《清华学报》第2卷第1期（1925）上。张荫麟又于1926年在《清华学报》第2卷第2期上发表了“宋卢道隆、吴德仁指南车之造法”一文。此后，他又在1928年发表了论文“中国历史上之‘奇器’及其作者”（《燕京学报》第1卷第3期）。30年代开始了较为全面的古代机械的文献资料发掘、整理和专题复原研究。1935年刘仙洲在清华大学出版了《中国机械工程史料》（约6万字）一书，首次依据现代机械工程分类方法整理了中国古代机械工程的史料，初步勾勒出了中国古代机械工程的基本轮廓。几乎与此同时王振铎也开始了复原地动仪、指南车与记里鼓车的工作，他于1936年发表了专题论文“汉张衡候风地动仪造法之推测”（《燕京学报》第20期，10周年纪念专号），1937年又发表了重要论文“指南车记里鼓车之考证及模型”（《史学集刊》第3期）。40年代，刘仙洲又发表了“王征与我国第一部机械工程学”（见《国立清华大学学报》1期，《真理杂志》1卷2期）和“中国在热机历史上的地位”（《东方杂志》39卷18期）两篇有影响的论文。

西方学者早在19世纪后期就开始关注中国古文献中有关机械发明的记载，20世纪初在欧洲的技术史著作中已有关于中国古代机械发明的探讨。如奥地利著名技术史家霍维茨（H.T.Horwitz）在1913年出版的技术史著作中对中国的机械发明作了论述。此后直到30年代，在他的不少论著中都有关于中国古代机械的讨论①。葛雷斯（H.A.Giles）于1906年,劳佛尔（B.Laufer）于1912，分别对中国古代指南车进行了复原研究②。穆尔（A.C.Moule）于1924年发表了研究指南车的专题论文，并根据《宋史》的文献记载给出了具体的复原方案。穆尔的工作引起英国学者的关注,此后戴科斯（K.T.Dykes）提出了采用差动轮系复原指南车的设想（1942年）,兰彻斯特（G.Lanchster）于1947年利用差动轮系制作了复原模型。美国学者霍梅尔（R.P.Hommel）在1921年在至1928年、1928年至1930年前后用了8年时间在中国各地调查传统手工业技术,在进行了广泛的实地调查后，写成专著ChinaatWork；anillustratedRecordofthePrimitiveIndustriesofChina’sMasses,whoseLifeisToil,andthusanAccountofChineseCivilization，于1937年在纽约出版，其中包含了大量传统机械与工艺方面的内容，配有大量实物照片，是一部具有重要历史和文化价值的著作。恰特莱（H.Chatley）在1942年在TransactionsoftheNewcomenSociety（22,117）上发表了TheDevelopmentofMechanismsinAncientChina（古代中国机械学的发展）综论研究性论文，在西方首次较全面地论述了中国古代机械的发展。在国外，对中国机械史研究最有建树的学者还是李约瑟博士。他从50年代开始发表有关中国机械史方面的论文，1965年他的巨著《中国科学技术史》的机械工程卷（ScienceandCivilizationinChina,Volume4,PhysicsandPhysicalTechnology,Part2,MechanicalEngineering）由剑桥大学出版社出版，它是第一部英文的中国机械史的学术专著，在国际上影响极大。李约瑟编撰此书时利用了大量的中国机械史的原始资料和研究成果，同时参考了许多世界与西方机械史的文献和研究成果，在比较科学史的视角对中国机械技术的发展及其重要成果进行了深入研究。日本和台湾学者较早分别将此书翻译成日文和中文出版，中国大陆的中文译本也在2000年有科学出版社和上海古籍出版社出版。

20世纪50年代以来，中国机械史的研究工作在中国经历了十分曲折的过程。在50年代至60年代前期，刘仙洲做了一系列机械史专题研究工作，发表了多篇论文，并主持汇集中国工程史料。1962年他编著的《中国机械工程史（第一编）》一书由科学出版社，这是第一部中国古代机械史的著作，论述了中国古代的主要机械发明成就，从机械原理和原动力的角度出发整理了中国古代机械工程发展的脉络。1963刘仙洲年撰写的《中国古代农业机械发明史》问世，这是第一部全面历史中国古代农业机械成果及其发展的著作。王振铎则在发掘古代文献和文物资料的基础上，对许多机械成果做了深入的专题研究。他在中国历史博物馆主持复原了水运仪象台、候风地动仪、指南车、记里鼓车等一系列古代机械装置。他们的杰出工作，奠定了中国机械工程史这一学科的基础，在国内外学术界产生了重大影响。正当中国机械史的研究被引向深入之时，爆发了史无前例的“”，导致了科学文化大灾难。“”期间，和其他学科一样，机械史的研究也完全处于停顿状态。“”以后，中国机械史的研究得以恢复和发展，老一辈学者也续有力作刊行，如清华大学出版了根据刘仙洲生前汇集的史料编纂而成的《中国科技史资料汇编一农业机械》（1985年），王振择先生出版他的论文集《科技考古论丛》（1989年）。同时，同济大学、中国科学院自然科学史研究所、北京航空航天大学等单位，都积极开展了中国机械史的研究工作和国内外学术交流，并通过招收机械史的研究生，努力培养新一代的专业研究人员。一些大专院校开设了机械史的选修课，取得了良好的效果。从20世纪80年代起，中国机械史的研究队伍开始形成，研究工作逐渐活跃，数百篇，涌现了不少具有较高质量和较大影响的专题研究成果。如陆敬严先生主持的古代机械模型复原等课题，华觉明先生参与主持的曾侯乙编钟的复原研究，杨青、钱小康等先生参与主持的秦陵铜车马技术研究等都取得了突出成果。综合性与系统性的整理与研究工作也有重要进展，如1986年机械工程师进修大学刊行了郭可谦、陆敬严合著的《中国机械史讲座》，1986年文物出版社出版了华觉明等撰写的《中国冶铸史论集》，和，1992年北京理工大学出版了张柏春撰写的《中国近代机械简史》，1995年山东科技出版社出版了苏荣誉等编撰的《中国上古金属技术》，1998年清华大学出版社出版了张春辉编著的《中国古代农业机械发明史》（补编），1999年大象出版社出版了华觉明撰著的《中国古代金属技术》。此外，台湾中央文物供应社也在1987年出版了万迪棣编撰的《中国机械科技之发展》一书，此书被收入中华文化丛书中。90年代初期，中国科学技术史丛书委托陆敬严、华觉明主编《中国科学技术史》的机械卷，钱小康、张柏春、何堂坤、杨青、赵丰、黄麟雏、刘克明和冯立升等多位学者参加编写，于1997年完成全书的编撰工作。此书于2000年由科学出版社出版，全书约69万字，与前面几部通史性中国机械史著作有所不同，它突破了简史的范畴，是一部较大型的中国机械工程学术著作。此书对中国机械工程的历史发展做了比较系统的论述和讨论，对已有的研究成果进行了一次较全面的总结。这表明，中国机械史的研究已走出初创阶段，进入了一个新的历史发展时期。

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①真保吾一著，董万友译，机械工学概论，国际文化出版公司，1986，3。原作书名为“緿綐機械工学”，由日本理工学社1984年出版。

①②李志超，机发论—有为的科学观，自然科学史研究，1990，9（1）：2。

①刘仙洲，中国机械工程发明史（第一编），科学出版社，1962，5。

②维特鲁威著，高履泰译，建筑十书，这个建筑工业出版社，1986，224－225。

③A.P.Usher:AHistoryofMechanicalInventions,DoverPublications,Inc.,1988,NewYork,120.

④转引自①。

⑤马克思，资本论（第一卷），人民出版社，1963，396。

⑥马克思，机器。自然力和科学的应用，人民出版社，1978，91－92。

①马克思，机器。自然力和科学的应用，人民出版社，1978，52。

②③转引（译）自A.P.Usher:AHistoryofMechanicalInventions,DoverPublications,Inc.,1988,NewYork,117

④⑤⑥⑦见刘仙洲：中国机械工程发明史（第一编），科学出版社，1962，5－6。

①李约瑟，中国科学技术史·总论（中译本第一卷），科学出版社，1975，545－547。

①郭可谦、陆敬严，关于中国机械史的分期意见，机械设计，1984，1（2）。

②冯立升，中国机械史的分期意见，科学、技术与辩证法，1986，（3）。

技术工程论文范文篇6

我国相关部门对灌溉设施建设缺乏统一的标准进行约束，而且没有做好灌溉设施更新与维护工作，很多设施老化都出现了老化问题，而且采用传统土渠道进行农田灌溉，渗水量比较大，会造成水资源的浪费，增加了农田水利工程的经济损失，由于灌溉的方式比较落后，所以，水资源的利用率比较低，不利于促进农田水利工程的可持续发展，为了解决这一问题，相关研究人员对防渗渠灌溉技术进行了开发与研究，这有利于实现节水灌溉。防渗渠灌溉技术的发展，可以避免出现水资源过度开发问题，而且可以避免水资源出现恶化，有利于提高水资源的利用率，还可以改善周围生态环境，对农业发展也有着促进意义。发展防渗渠技术，可以提高农作物的品质以及产量，可以实现农业增产以及增收，可以促进我国农业更好的发展。

2砖衬砌矩型防渗渠在农田水利工程中的应用

在农田水利工程中应用砖衬砌矩型防渗渠技术，可以提高水资源的利用率，可以降低农田灌溉的需水量，避免在农田灌溉的过程中出现水资源浪费问题，实现对水资源的合理利用以及优化配置，从而达到节约用水的效果。在农田灌溉中应用砖衬砌矩型防渗渠技术，还可以降低渠道塌陷的概率，可以提高渠道抗冲击能力，有利于延长渠道的使用寿命。防渗渠可以改变水的流速，可以提高灌溉的效率，有利于为农作物生长提供充足的水源，帮助农作物更加健康的生长。砖衬砌矩型防渗渠技术施工成本比较低，在应用的过程中，可以降低灌溉的成本，提高农田水利工程的经济效益，从而改善农民的生活。

3农田水利中的砖衬砌矩型防渗渠工程技术

3.1清理平整

在农田水利灌溉工程施工前，首先需要做好清理平整工作，施工人员需要对渠道周围的杂草以及杂物进行清理，还要保证施工场地的平整性，这样才能保证后续工程项目的顺利进行。在农田中如果杂物的数量比较多，而且不好清理，施工单位可以利用挖掘机进行平整，可以在其他地区购买优质的土质进行填充，在这一过程中，一定要保证施工场地的清洁性，这样才能保证砖衬砌矩型防渗渠工程项目施工的安全性，在清理的过程中，需要同时做好平整工作，这样可以保证砌砖工程项目的顺利进行。

3.2施工工作

3.2.1找平弹线。砌筑前，先在基础上用水泥砂浆找平，然后根据龙门板上的轴线定位打或用轴线控制点弹出轴线、边线。

3.2.2摆砖样。在放好线的基面上按选定的组砌方式用干砖试摆，核对所弹出的轴线，边线等是否符合砖的模数，以便借助灰缝进行调整，尽量减少砍砖，并使砖墙灰缝均匀，组砌得当。

3.2.3砌筑。砌筑时为保证水平灰缝平直，要挂线砌筑。一般可在墙角及纵横墙交接处按皮数杆先砌几皮砖，然后在其间挂准线砌筑中间砖。砌筑时宜采用“三一”砌砖法，即一铲灰、一块砖、一挤揉。如采用镜灰法砌筑，铺灰长度不得超过750mm。

3.2.4砖砌体的质量要求及保障措施。

1）横平竖直，即要求砖砌体水平灰缝平直、表面平整和竖向垂直等。为此，要求砌筑时必须立皮杆数、挂线砌砖，并应随时吊线、直尺检查和矫正墙面的平整度和竖向垂直度。

2）灰装饱满，砌体灰缝砂桨的饱满程度直接影响它的作用和砌体强度。因此要求砖砌体书平和竖向灰缝砂浆应饱满，实心砖砌体水平灰缝的砂浆饱满度不得低于80%。

3）错缝搭接，砖砌体的砌筑应遵循“上下错缝，内外搭砌”的原则。其主要目的是避免砌体竖向出现通缝，影响砌体的整体受力。

3.2.5抹面。抹面是砌筑的最后的一道工序，具有保护墙面和美观的作用。当砌筑结束后，需用水泥砂装在墙体的两侧均匀的涂抹。涂抹的越平整就越有利于灌溉水在渠内的流淌。

3.3养护

当上述工作都完成后，就表明该项工程已经初步完成了。此时对防渗果的保养护理工作就变得尤为重要了。在常温条件下用适当的材料（如草帘）搜盖在已完成的工程表面并进行适当浇的水，维持2-3d。养护期间，切忌随意翻动覆盖在表面的材料，确保工程的养护效果。

3.4质量检查

在工程的施工过程中要不断地进行检查:最初要对砖的质量进行检查，在各阶段施工过程中也要检查施工的质量，最后当养护工作结束后也要进行最后的检查并对其验收评定。检查工作一定不能马虎，对于在检查时发现的问题要及时的解决处理，确保工程能够顺利的进行下去。

3.5砖衬砌矩型防渗渠采用的新工艺

当前对砖衬砌矩型防渗渠运用的工艺大体上有两种改进方式：

1）对砖的用料进行改进，像利用已有的工业废料进行再次利用的节约型砖、运用新型高分子材料制造的新型砖等。这些砖绿色低碳环保，符合当今社会的发展方向。

2）在去防渗渠的表面覆盖一层超薄的分子膜，这种分子膜不仅可以使渠面更加光滑，加快灌溉水的流速;还有利渠面的防渗工作，更好的减少了灌溉水在途中的损失。应用这些新颖的工艺将会使防渗渠的防渗效果迈上一个新的台阶。

技术工程论文范文篇7

关键词：感性工程技术模糊数学

前言

经典的工程技术理论研究在感性因素方面往往有意回避或者作出一定的假设，但随着社会科学技术的进步以及人们对于控制过程的精确性要求的提高，感性问题成为不可避免或者不可或缺的内容。

如何在感性的不确定于非逻辑方面应用现代技术模拟和实现可控制性成为工程技术研究方面的一个难点，而针对于设计思考中的方法问题由于长时间内无法采用工程技术解决，因而人们在设计学科方面的研究也多停留在形而上的思辨方面，“设计不可控”似乎成为设计学科不言的定律。

当然，也并不是没有人在这方面展开分析和研究，不过应该承认，我们在这个领域还显得较为稚嫩和初级，如何在人文学科与技术学科方面建立起自由通行的一座桥梁，应该是未来技术人文科学的重点，可能这个过程比较漫长并且充满荆棘。

1感性的可测量性

1.1感性的含义

感觉从人类认知的角度分析，是正常的人建立在完善的心理和生理基础之上的对于客观事物的主体性认识，并将这种认识通过大脑的反应上升到人的主观体会的过程，在这个过程中既包含着非逻辑性的表象认知，同样也包含着逻辑性的内涵性思考。

对于感觉的分析，我们既不可以否认其非逻辑性的存在，同样，逻辑过程也包含在其中，例如：我们在对冷热的评价时经常提到“我感到这个杯子很凉”，分析这个结论的过程发现：

1）.这是一个感性过程，同样在一定程度上为个体感受；

2）.凉与热只是比较词汇，在这个过程中存在着比较意义上的程度问题；

3）.很凉说明了杯子的凉的程度，模糊性的定性评判。

那么，非逻辑性体现在感觉意义上的差异性，即这只是你自己的感受，能否说明他真得很凉或者说明它是凉的，可能如果换一个人或者换一个环境而言，它确实热的。同样，逻辑性体现在，凉与热是一个比较，也就是讲，这个人在对于两这个感受形成之前肯定存在一个凉与热的标准，通过触觉感受，而明确了他在比较意义上的冷热程度，因而，从这个意义上讲逻辑性显得就很重要了。

对于感性而言，是在对于感觉的主体人的思维基础上对与客体所描述出来的基本属性，其表达是主体性的，但对象是客体性的，由此可以认为，感性是对于思维主体的一种客观属性的描述，是对客观事物物化行为的主体性认识。

1.2感觉是感性的第一表征

感觉应该属于思维领域的一个重要内容，由于感性是感觉对于描述对象所形成的语意情态表述，而且是最直接和最为明确的表达，因而我们认为感觉是感性的第一表征。

长时间来，人们在这个领域的认识是相互矛盾和相互混杂的，即感觉就是感性，既是对物的客观属性的客观性体现，或者认为，感性就是对物的主体性描述，非此即彼的群体性认识，使得我们对于感觉和感性的认识存在很多的争论，其中争论的焦点为：感性的可测量性、感性的研究方法与研究手段、感性的是否存在客观性等，这使得它成为理论的禁区，所以对于感性的研究大都停留在哲学和思想领域的层次上，其中表现在“美学”研究方面尤为严重，定义说明定义，权威解释权威的论证方法比比皆是。

1.3感觉的个体差异性与群体的统计一性的辩证关系

研究感觉问题，我们必须了解到个体差异性，所谓个体差异性主要表现在，对同一个事物或者事件，每个人的评价和认识存在差异性，以往我们从哲学上认为这是世界观和人生观以及所采用的方法论的差异所致，从宏观上看这样解释是可以行得通的，但在微观角度，我们即便有相同的人生观和世界观，采用同样的方法论，其差异性依然存在，这使得我们很难解决的一个问题，同样，通过一定的教育和所谓的引导可能依然无济于事，因而，我们不得不去思索产生差异性的其他原因。

从客观角度分析，差异性产生在每一个个体的心理和生理的差异以及成长阶段和所处环境的差异，其中心理和生理差异，可能在形成完整思维过程中就出现了，在研究上通过比较分析和观察应该发现其中的差异性产生的客观性原因的，比如，有的人害怕黑夜，这可能由于在成长过程中受到过关于黑夜的语境描述而使其产生恐惧的心理，或者由于自己的经历有过类似的黑夜恐惧的过程，如果跳出这些方面的原因，也可能从进化论的角度分析能够得出观点，不管如何，其中的差异性存在于这些方面的原因，都应该存在客观性的事件作为支撑，平白无故的产生差异性应该属于“变异”（生物学名词，指的示生物在进化过程中的与原来的群体出现非统一性）的范畴，而生物学家也在积极而努力的研究“变异”产生的机理，所以讲，差异产生的原因应该能够在客观性方面取得证据。设计在线.中国

2现代工程测量和计算机模拟技术为感觉的测量提供了依据

依据这种技术广泛的作为刑侦手段的测谎仪就是建立在对于这些问题的理论研究基础之上的。而且随着技术的提高，与基础理论研究的深入，对于感觉问题的解决会越来越准确和精确。

同样，现代计算机模拟技术也为感觉的测量提供了依据，对比我们以往实验手段，计算机模拟技术能够更为直观和准确，例如我们曾经做过的一个试验，即汽车在驾驶过程中遇到障碍物的碰撞过程中的反应速度与驾驶室色调关系的测试问题，不可能真实的采用实际的测试，所以计算机模拟的手段就被广泛的应用，充分利用模拟驾驶室，操纵机构，计算机视频系统，信号传感器和计算机模拟软件来完成，能够得到一定的室内色调与反应速度之间的定性与定量的关系，这都可以在实际应用中作为汽车内是提供参考。

2.1控制论

控制论是“关于在动物和机器中控制和通讯的科学”，是自动控制、电子技术、无线电通讯、神经生理学、心理学、医学、数学逻辑、计算机技术和统计力学等多种学科相互渗透的产物。控制论的奠基人是维纳，他于1943年在《行为、目的和目的论》中，首先提出了“控制论”这个概念，第一次把只属于生物的有目的的行为赋予机器，阐明了控制论的基本思想（摘自维基百科）。

随着对于控制论理论与实践的发展，人们对于行为目的的控制大大加强，这些理论相互渗透，成为很多学科在解决逻辑关系方面提供了一条途径，虽然我们认为控制与被控制之间的反馈问题现有数学工具还不能完全解决，但是，在行为与目标之间的可预测性大大加强。

控制论在感性问题中的应用，现在研究还处于基础和初始阶段，如何提高对感性问题的非逻辑过程拟和是控制论感性研究的难点和拐点，因为感性问题在一定程度上属于模糊数学的研究的范畴，非线性非逻辑性表现很强，如何采用逻辑关系和线性手段模拟阶段性的表征一直是个相关引入控制论学科研究的重点，而感性问题似乎表现得更为强烈，所以有的人认为，采用控制论来研究感性问题在一定程度上是痴人说梦，不会有结果的。当然我们认为，虽然我们无法完整的到达真实的感性问题的内核，但至少在现象的表面与初始条件可以架起一座有价值的桥梁，尽管这座桥梁显得有些突兀。

2.2计算机的模拟仿真

通过计算机模拟或者计算机模型来模拟一个特定系统抽象模型的计算机程序或过程。这些技术建立在离散数学基础之上，同样也面临着非逻辑过程和随机问题研究问题，在这方面，计算机的模拟技术日臻完善，在某些特定的方面计算机模拟以可以达到应用的程度。

例如自然状态的色彩是一个连续的过程，本质是光波被物体吸收和反射形成的一个自然过程，现在计算机在模拟中已可以达到64位的色彩来逼近真实自然，实际上这就是一个很成功的例子说明计算机模拟真实的强大能力。

在人工智能方面，计算机模拟更显示了独特的作用，现代的人工智能在解决思维方法、自学习能力、和智库房面也取得很大成就，人工智能是一个很好的用来说明计算机模拟真实的例子。

2.2.3现代数学工具的发展

数学分为初等代数、高等代数、几何、拓扑学、数论、概率和数理统计等内容，而这些内容一般认为是建立在集合论的基础上。通过一组对象确定一组属性，人们可以通过说明属性来说明概念（内涵），也可以通过指明对象来说明它。符合概念的那些对象的全体叫做这个概念的外延，外延其实就是集合。从这个意义上讲，集合可以表现概念，而集合论中的关系和运算又可以表现判断和推理，一切现实的理论系统都可能纳入集合描述的数学框架。

经典集合论只能把自己的表现力限制在那些有明确外延的概念和事物上，它明确地限定：每个集合都必须由明确的元素构成，元素对集合的隶属关系必须是明确的，决不能模棱两可。但是，在客观世界中还普遍存在着大量的模糊现象。虽然以前人们回避它，但是，由于现代科技所面对的系统日益复杂，模糊性总是伴随着复杂性出现。

更由于人文、社会学科及其它“软科学”的数学化、定量化趋向把模糊性的数学处理问题推向中心地位，这中间当然也包括设计的数理化问题。1965年，美国控制论专家、数学家查德发表了论文《模糊集合》，标志着模糊数学这门学科的诞生。

在日常生活中，经常遇到许多模糊事物，没有分明的数量界限，要使用一些模糊的词句来形容、描述。比如，比较年轻、高个、大胖子、好、漂亮、善、热、远……。在人们的工作经验中，往往也有许多模糊的东西。例如，要确定设计是否“好”，其模糊信息相当普遍。这就需要一定模糊数学来思维和判断。

我们发现，其实解决现代感性测量问题的关键还是因为数学工具的发展，由于建立在经典集合数学基础上的数学分析手段，使我们在模拟自然的非线性和非逻辑问题方面显得软弱无力，而作为一线曙光的模糊数学的发展还处于分形等基本问题的研究上，鲜有长足的发展，进而在实现真实反映感性问题的推理环节出现空缺，致使我们对于工程技术解决感性问题无法或者不敢涉足，影响了这个方向的发展。

当然，这些客观问题与相关的难题有待于解决，但是，也应该看到在我们设计界已经被注意到，考察近年来国内关于数学问题应用于设计方面的研究已出现倪端，例如有人在研究分形技术对于设计的影响以及分形形态创造的计算机形态的应用问题，可以预见在不久的将来，我们肯定会有所收获。

3实现感性测量的准确性和还原性必须有测量的标准

我们在讨论感性测量的时候，肯定要求测量的准确性和还原性，这就是说要实现感性的量化与感觉的一致性，为了实现这种结果，就必须确定一定的测量标准，这些标准要求准确度提高模糊度降低，而且标准的层次明确，中间不存在非确定性。显然这是很困难的，但由于现有的计算机都是建立在二值逻辑基础上的，它在处理客观事物的确定性方面，发挥了巨大的作用，但是却不具备处理事物和概念的不确定性或模糊性的能力。要达到这种模拟真实的程度，现阶段只能采用细分标准的手段，即将测量标准尽量细分，无限逼近真实的分段，可以拟和成一个连续的过程，同时增加逻辑分段点的准确性，即精确的表达该段的“语意”，采用将离散化问题逻辑化的过程，通过一定的逻辑规律判断感性的真实外延。

由此可以发现，这中间存在一个矛盾，即简化与复杂的悖论，我们试图简化感性的复杂，但带来了处理问题的复杂化，即本来要使得模糊问题简化为一个逻辑的数学模型，而得到的确实是一个相当复杂的形式，显然这不是我们所预期的目的，因而，我们可以采用诸如优化等数理分析手段，取得分段过程中的概率最大化，进而加权平衡这些算子，得到一定方向性语意，这在确定一些定性问题方面一般可以达到预期分析目标。

例如采用VTs方法来判断多方案的设计感觉方面我们曾做过有益的尝试，并取得一定成果（论文：“语意描述”研究在产品形态设计中的应用.包装工程.2006第4期有较详细介绍）。

4结论

在传统的设计研究中，思想、感觉、审美等人文主观性的概念是不可以测量的，主要是因为测量过程需要的几个要素不具备，例如测评的语意准确化、量级标准化和评价主体的非主观化等。因而，感觉的评判只是停留在定性和定向的解析和确认之上，没有形成所谓的科学性和客观化的过程，这与工程技术的发展和现代计算机技术的普遍要求所不相适应。

社会学主要研究相对现代尤其是当代的人类社会行为，从过去主要研究人类社会的起源、组织、风俗习惯的人类学倾向变为以研究现代社会的发展和社会中的组织性或者团体性行为的学科，在社会学中，人们不是作为个体，而是作为一个社会组织、群体或机构的成员存在。由社会群体具有一定同一性认知，感性的同一性应该与社会的群体统一性有着逻辑关系和联系。

技术工程论文范文篇8

论文关键词：工程造价信息化系统功能

近年来，世界信息技术得到了空前发展，特别是互联网在全球的迅速普及震撼了各个行业，使世界真正迈人信息时代。随着我国经济的飞速发展，工程造价行业的业务规模和业务需求也快速扩大。提升效率、降低成本、降低错误率、提升管理质量、加强信息的管理和利用等要求不断增加，我国工程造价的信息技术应用进人了快速发展期。信息技术的进步不仅解决了工程造价管理中信息量不易采集、加工、的矛盾，提高了原有工作效率和预决算编制精度。而且能够及时、准确地使用材料价格信息，并且已深入地拓展到工程造价管理的全过程。

工程造价信息化从功能上划分，由四大模块组成:动态价格信息采集、处理与系统，造价资料积累、储存与分析系统，计算机辅助计算系统，造价信息化管理系统。

1．动态价格信息采集、处理与系统

(1)动态价格从内容上可分两大类:一是本地区的人工、材料、机械等单项价格信息。其中人工和机械价格相对稳定，而建筑材料的价格则起伏变化较大。二是工程造价的各种指数指标。造价指数指标是说明不同时期单项和综合价格的相对变化趋势和变化幅度的指标，是研究工程造价动态性的一种重要工具。工程造价指数分单项价格指数和综合造价指数两种类型。

(2)建筑造价动态价格信息系统主要包括三个环节:价格采集、数据处理、信息.衡量其系统有效性的一是其准确性，二是其时效性。

目前各省市采集材料价格大多采取现场询价的方式，然后定期将采集的数据上报采集单位，由采集单位进行加工整理和，的形式大多在相关刊物上发表。由于信息员队伍人数有限，加上时间紧，对数据缺乏有效的分析和处理，其堆确性则大打折扣。传统的方式又需要较长的时间周期，许多材料刚刚就可能已经失去了它应有的时效性。

(3)利用互联网快速、广泛、便捷的特点则可以有效地克服上述弊端，大大提高动态价格信息的准确性和时效性。

在价格采集环节，尽量通过互联网直接上传，快速提交，缩短采集周期。在数据处理环节，可根据相关理论建立数学模型，进而开发专用的动态价格数据统计与处理软件。在环节，也应尽量采取网上的方式。使用者同样也采用上网方式查询数据。这样的价格信息才是能够及时、准确地反映动态的、实时变化的市场信息。

2工程造价资料积累、储存与分析系统

工程造价专业是一门覆盖面广，实践性很强的专业。经验和资料的积累非常重要。必须十分重视造价管理和技术资料的积累与整理分析。

(1)建立工程价格信息库。主要包括人工、材料、机械等单项价格信息和各种指数指标。上述历史资料经过一定技术处理，压缩打包，格式转换等，再拷人数据库长期保存，供各方查阅。有条件地还可据此对市场的走势作动态分析和预测。

(2)建立典型工程资料库。大量收集汇总已建成的、能反映本地区、本行业建筑业发展水平的各类建设项目的工程资料，分项目行业、分工程类别选择确定典型的工程造价实例，经过一定的形式规范处理后，存入统一标堆的工程价格信息库。

(3)建立造价依据资料库。包括工程造价方面的国家定额、地方定额、专业定额，《全国统一工程量清单计价规范》及各地区、各行业配套的定额、标准、规范等计价依据资料。

3工程造价的计算机辅助计算系统

目前国内已开始全面推行工程量清单计价模式，但各种基础定额在相当长的一段时期.仍然是市场各方参照的主要技术资料和依据。现阶段计价方式的特点是工程量清单计价与消耗量定额相结合。所以造价软件就有着多元化和过渡性的特点。要研制开发出适应工程量清单报价模式，清单计价与定额计价同时并存，交叉使用的新一代造价软件系列。

(1)工程造价计价软件，即套价软件。包括传统定额方式的概预算软件和工程量清单计价软件两大类。在工程量清单计价模式下，要求建筑企业进行清单报价，企业定额成为计价依据。但是无论从市场还是企业，都必然有一个较长的发展期和适应期。而且招投标过程中的标底编制，评标审价等目前也还是多以基础定额为主要参考计价依据。现阶段的计价软件开发要求工程量清单计价与消耗量定额相结合，定额方式与清单计价方式相结合，符合当今改革过渡时期的需要。目前国内一些有代表性的造价软件开发商，如上海神机电脑软件有限公司等在这些方面做了不少有益的探索和尝试。

(2)图形算量软件。主要是从施工图计算工程量。这种软件的主要技术问题是如何识别和使用设计图纸。目前主要有直接作图法和CAD导入法两种。直接作图法是预算人员借助造价软件自带的作图功能，将现有设计图重新画到计算机中，然后计算出工程量。这种方法计算出的工程量比较准确，但需要预算人员重新绘制图纸，工作量比较大。CAD导人法就是将设计人员的CAD电子图纸文件直接导入到造价软件平台，由计算机计算工程量。这种方法大大减少了预算人员的工作量，是将来研究和使用的方向。在国内，上海神机软件公司的《鲁班算量Lubancal》、(鲁班钢筋Steel》等软件就已具有直接导入CAD图形文件计算工程量的功能。

(3)定额管理软件。定额管理软件的功能主要在以下两方面提供技术支持:政府主管部门根据政策规定和市场变化，组织编制新定额，或定期调整、修订现有定额。企业根据主管部门的指导性定额生成或调整自己的企业定额。

4工程造价的信息化管理系统

技术工程论文范文篇9

[论文摘要]邵武市东关水利枢纽工程是一座采用翻板门活动坝进行泄洪的工程，具有闸孔尺寸大、泄洪能力强、对城区防洪影响小的特点。该文介绍了泄水闸布置，坝体构造、坝体断面、翻板闸门等的有关设计内容，以期为今后在城区建设具有发电、改善水环境、美化城市、促进旅游等综合效益的水利工程提供参考。

1工程基本情况

邵武市东关水利枢纽工程是一座集改善环境、蓄水发电、旅游开发为一体的综合利用水利工程，工程采用分期导流、分期施工方式；工程于1999年9月28日开工，一期工程于2000年6月28日完成，二期工程于2004年10月10日完工；工程投入运行以来已产生了良好的经济、社会和环境效益。

东关水利枢纽工程位于邵武市东关大桥下游180m处的富屯溪干流上。坝址以上流域面积2748km2，多年平均流量106m3/s,多年平均年径流量33.4亿m3；水库正常蓄水位189.5m，校核洪水位193.41m，总库容935万m3；电站装机容量4.8MW，保证出力900kW，年利用4217h，多年平均发电量2024万kWh。电站接入福建省电网，主要向邵武地区供电，电站建成后进一步促进了地方经济发展。工程为低水头径流式水电站，枢纽主要由活动坝、河床式厂房、升压站等组成。

枢纽工程位于城区，为降低邵武城关的防洪压力，经分析比较和论证，采用活动坝为本工程的泄洪建筑物。活动坝是采用一定开度的翻板闸门作为主要挡水结构的一种坝型，共有8孔，安装8扇尺寸为25×5.0m（闸门宽度×挡水高度）的翻板闸门，平时通过闸门不同开度的控制来调节下泄流量，或保持上游库水位在正常蓄水位189.50m；洪水时翻板闸门全部开启，近于消失（当洪水大于设计洪水时活动坝处于水下），保持了天然河道的过水断面，使枢纽具有足够的泄洪能力（坝址处20年一遇洪水位较天然状态仅壅高0.23m），较有效的解决了城区枢纽工程挡水与防洪的矛盾。

工程的建成，美化了邵武市区，正常蓄水位189.5m时，相应水库面积1.2km2，枯水期回水长度5.4km，市区河床裸露景象不复存在，形成一个宽阔优美的人工湖。

2枢纽布置

根据东关水利枢纽工程所处地形、地质、水流条件，施工条件以及运行管理等因素，发电厂房布置在河床左岸，河床中部及右岸布置溢流闸（翻板门活动坝），左、右岸采用混凝土挡墙与岸坡连接，坝顶全长284.9m。

拦河坝为低堰溢流闸，坝顶高程191.80m，坝高12.80m，溢流闸全长238.9m，分8孔，每孔净宽25.0m，闸墩内设两个冲淤积导水孔；为使溢流堰不影响行洪，堰顶高程比下游河床略低，采用宽顶堰，高程确定为184.50m；下游消能采用跌流及底流消能，坝顶不设交通桥。

溢流闸采用8孔平板翻板工作闸门挡水，翻板工作闸门尺寸25.0×7.07m（宽×高），每扇翻板闸门用2×2000kN液压启闭机操作。工作门上游采用浮式闸门作为检修设施。活动坝闸墩内导水孔闸门尺寸为1.2×1.2m，采用手电二用闸阀进行动水启闭，导水孔进口设拦污栅和检修闸门。翻板闸门在门顶过流时，门顶后侧挂有一道水帘，为使闸门与水帘之间的空间能够补气和排气，在闸门上设有破水器，在闸墩边墙设有通气孔。

主厂房总长46.0m，总宽度32.9m，主机段长33.5m，装配场段长12.5m。厂房内安装3台竖井贯流式水轮发电机组，单机容量1.6MW，机组间距11.0m。进水口布置拦污栅、事故检修闸门及进人孔，每台机组设2个进水口，其中拦污栅一道，事故闸门两扇，进水口平台高程190.0m，布置了起吊拦污栅和事故检修闸门的电动葫芦门型构架。

3工程主要技术及特点

3.1活动坝

3.1.1坝体构造

（1）坝顶高程：由于活动坝坝顶可以过水和坝顶无交通桥布置要求，考虑在设计洪水标准下技术廊道内不进水，并减少行洪影响，坝顶高程以设计洪水位191.71m加一定超高确定，最终为191.80m。

（2）坝内技术廊道：为解决技术廊道液压启闭机油管布置、左右岸交通、检修、通风、排水等，在活动坝底设技术廊道。技术廊道尺寸为2.0×2.7m（宽×高），位于中心桩号为坝下0+014.2m，底部高程181.0m，其下游侧布置排水沟，集水井尺寸3.0×2.0m×1.95m（长×宽×深）。水泵和通风机室设在右岸，翻板闸门液压启闭机的泵站设在左边墩194.6m高程的平台上。

（3）冲砂孔：由于溢流堰堰顶及闸门支铰高程较低，堰后较易淤积，为便于翻板闸门开启，在每个活动坝闸墩均设有冲砂孔（孔口尺寸1.2×1.2m），取压力水通过冲砂孔将堰后底坎沉积淤积物冲掉。

（4）坝体分缝止水：考虑活动坝坝体高度及底板厚度不大，基础约束较弱，为降低闸门设计、制造安装难度，降低止水要求和工程造价，借鉴有关工程经验，在溢流闸八孔中部设一道伸缩缝，解决基础不均匀沉降问题。厂坝间、右边墩与集水井之间结构缝、坝体伸缩缝各设一道止水铜片和一道橡胶止水带。

3.1.2坝体断面设计

（1）坝体基本断面：溢流闸活动坝坝体断面除满足稳定与应力要求外，主要受金属结构布置控制。溢流闸共8孔，每孔净宽25m，闸室底板长26.5m，上下游侧设防渗齿墙，左边墩因启闭机布置要求宽度为5.0m，中墩和右边墩均为4.0m。

（2）溢流闸孔口确定：考虑本工程处于城区，洪峰流量大，库区洪水位雍高受限的特点，根据洪水流量，河床地质条件选定具有泄洪能力大的混凝土溢流闸（活动坝、翻板闸门）为泄洪建筑物，洪水全部由溢流闸渲泄。由于本工程处于邵武市区，上游淹没和市区防洪是确定闸孔总净宽的主要影响因素，计算闸孔总净宽时，上游淹没要小，上、下游水位差一般在0.1～0.3m，同时兼顾允许过闸单宽流量、水工建筑物布置和工程造价。通过7种孔口方案的比较，最终选定大孔口方案，布置8孔溢流闸，每孔净宽25m，堰顶高程184.5m（低于原河床高程），在下泄20年一遇设计洪水时，上下游水位差为0.23m。

（3）坝后消能防冲：由于翻板闸门的运行特点，活动坝泄洪时，下游流态变化形式与一般闸门不同，且更为复杂；参照国内相关工程经验，按翻板闸门不同开度，下游流态由按跌流与底流相互演变进行消能设计，消力池长15.4m，底板高程180.68m；在跌流不同开度工况下，计算冲坑深度均小于消力池水深，不会影响溢流坝安全。闸门泄水运行中采取合理的调度方式，保证在任何情况下水跌发生在消力池内。

3.1.3闸墩拉锚筋

活动坝中水荷载通过翻板闸门传至闸墩上，受力点为油缸支座、锁定梁处，而闸门检修时需固定浮动门，此时荷载主要受力点为闸墩上游两侧面的浮动门吊耳，这些部位由于承受荷载较大，在闸门全开时，油缸支座拉力达2130kN，因此上述闸墩局部受拉区须配置扇形受拉钢筋（拉锚钢筋）。

3.1.4闸墩侧面翻板门扇形运行区处理

翻板门底铰在底坎上，闸门从关闭至卧倒全开的运行轨迹在闸墩侧面形成一扇形区。为了使闸门在不同开度情况下均能正常工作，并保证闸门两侧水封能紧密与闸墩表面接触，以达到止水效果，此扇形区进行一定处理；扇形区闸墩表面要求光滑垂直，表面磨光，喷涂903聚合物改性水泥砂浆，垂直度2/1000，平整度3mm/m，粗糙度2μm。3.1.5基础处理及防渗型式

东关水利枢纽坝高较低、水头较小，建基面基岩为强风化顶板，坝基稳定与应力小满足规范要求，坝基设置上下游齿墙后，坝基抗渗也满足要求，坝基不进行固结、帷幕灌浆处理，仅在上下游坝脚处抛填大块石保护，防止水流冲刷和掏空。

右坝头采用连续防渗墙防渗，墙顶高程193.47m，延伸长度9.51m；同时在右坝头开挖后，回填一定比例的粘性土以增加坝头的防渗能力。2003年为了进一步防止绕坝渗流危及下游防洪堤基础，在东关大桥至坝址段布置防渗孔，加强防渗处理措施。

3.2活动坝段金属结构

（1）挡水闸门及启闭

挡水闸门布置：活动坝挡水闸门为翻板平面钢闸门，采用向下游倾斜55°角布置方式，为使正常蓄水位时，闸门操作设备不浸水，其操作用的2支液压缸中心线成水平布置在高程190.0m孔口两侧闸墩上，闸门宽度方向两端上游侧设置了两个垂直于面板的三角形支臂，闸门即通过该支臂与液压缸相连接。液压启闭机最大启闭力2×2000kN，最大持住力2×1300kN，工作行程6.3m。每扇翻板闸门均在闸墩上设机械锁定装置，该锁定装置的爪式锁定块通过在闸门三角形支臂上端的一个锁定挡头对闸门进行锁定。活动坝上游采用浮式闸门作为检修设施，其支承跨度25.75m。

翻板闸门结构设计：闸门孔口净宽25m，具有闸门跨度大、启闭力大，底部支承和变形控制要求高的特点。为保证闸门整体变形小，运行安全可靠，设计时充分考虑底部支承和闸门启闭时两吊点启闭力差异等情况。每孔闸门底部采用多铰支承布置，共设5个圆柱铰；对闸门进行抗扭计算，使闸门整体具有足够的抗扭刚度。

翻板闸门的启闭：闸门开启依靠水压力和闸门重产生的倾倒力矩，此时液压缸只用于持住闸门，泵站的输出压力仅用于开启液压锁定阀，闸门的开启速度采用调节液压系统的调速阀来控制。闸门关闭采用启动液压泵站，通过液压缸提起闸门，关闭孔口，一般情况下分两批交替关门。

液压系统的布置：除液压缸为露天布置外，液压泵站和电气设备均设在大坝1#闸墩194.6m高程的启闭房内，油管从泵站经竖井和活动坝底板下的技术廊道通向各液压油缸。

（2）导水孔闸门：每个活动坝闸墩均设有冲淤积导水孔，导水孔的进口处设置了一道固定式拦污栅，孔口尺寸为1.9×1.9m，设计水头3m，拦污栅重量约0.4t。导水孔设一道检修门，孔口尺寸为1.2×1.2m；导水孔工作闸门为手电两用蝶阀，直径Ф1.2m，开启压力0.6MPa，重量约3.25t，该蝶阀可进行动水启闭。一般情况下，在开启活动坝翻板闸门时，均应先开启导水孔阀门进行冲淤，以利于翻板闸门的正常运行。

3.3水轮发电机组

电站为低水头径流式水电站，水头范围为2.1～5.6m，根据工程经验，此水头段宜采用贯流式水轮机，通过灯泡贯流式、轴伸贯流式和竖井贯流式3种机型的技术经济比较，最终选用利于枢纽布置、运行检修、经济合理的竖井贯流式机组，型号为GZSK114-WS-290。水轮机转轮直径2.9m，额定水头4.1m，额定转速125rpm，额定出力1737kW，额定点效率87%；机组安装高程181.3m，吸出高度-2.8m。

发电机与水轮机同轴，型号为SFW1600-8/1480，额定容量为1.6MW，额定电压6.3kV，额定电流183A，额定功率因素0.8。

技术工程论文范文篇10

1.概述

我国地处世界上两个最大地震集中发生地带——环太平洋地震带与欧亚地震带之间，地震较多，大多是发生在大陆的浅源地震，震源深度在20km以内。位于青藏高原南缘的川滇地区，主要发育有北西向的鲜水河-安宁河-小江断裂、金沙江-红河断裂、怒江-澜沧江断裂和北东向的龙门山-锦屏山-玉龙雪山断裂等大型断裂带[1]。该区新构造活动剧烈，绝大多数属构造地震，地震活动频度高、强度大，是中国大陆最显著的强震活动区域[2]。

而西南地区蕴藏了我国68％的水力资源，水利工程较多，且主要集中在川滇地区。据

2005年数据，四川省有大中小型水库约6000余座[3]。2008年5月12日的四川省汶川大地震，初步统计，已导致803座水库出险，受损的大型水库有紫坪铺电站和鲁班水库，中型水

库36座，小一型水库154座，小二型水库611座[3]。此外，地震还致使湖北和重庆地区各

79座水库出现险情[4，5]。为保证水利工程的安全运行，地震之后及时对水利工程进行检测，并对受损工程进行监

测和修复是必要的。有关震灾受损水利工程修复方面的文献不多，散见于各种期刊或研究报告，为便于应用参考，本文搜集、筛选了一些震灾受损水利工程的案例，并对一些实用技术进行了介绍。

2.地震对水利工程的危害

由于地震烈度、地震形态以及水库本身工程质量的不同，地震对于水利工程的危害也有所区别。高建国[6]对我国因地震受损水利工程进行分类整理，认为水库坝体险情主要可分为

3级：1级，一般性破坏，不产生渗漏；2级，严重性破坏，坝体开裂渗漏；3级，垮坝（崩塌），水库水全部流走。

我国因地震引起的水库垮坝并不多见，总结国内外地震对水利工程的危害，主要有以下几种形式：

2.1坝体裂缝

地震作为外力荷载将会导致大坝尤其是土石坝整体性降低，防渗结构破坏，引起大量裂缝。地震会产生水平和垂直两个方向的运动，并使周期性荷载增大，坝体和坝基中可能会形成过高的孔隙水压力，从而导致抗剪强度与变形模量的降低，引起永久性（塑性）变形的累积，进而导致坝体沉降与坝顶裂开。

2003年10月甘肃民乐—山丹6.1级地震引起双树寺水库大坝、翟寨子水库大坝，坝顶

均出现一条纵向裂缝，长约401~560m，最大宽度2cm左右，并有多处不同长度断续裂缝，

防浪墙局部错动约0.5cm。大坝右侧出现山体滑坡，形成长条带及凹陷，滑坡长37m左右，凹陷坑深2.5~3m、宽7m左右，凹陷处上部山体有多条斜向裂缝，缝宽20cm左右。李桥水库坝顶有纵向裂缝，多处缝宽在2~5mm，其中一条长约100m左右，出现横向贯通裂缝，防浪墙出现多处竖向裂缝。这些裂缝在坝体漏水、自然降水和温度作用下，又将产生新的冻融、冻胀破坏，影响大坝的整体性和稳定[7]。

托洪台水库位于新疆布尔津县境内，1995年被列为险库，1996年新疆阿勒泰地震（6.1级），使拦水坝出现10处横向裂缝，3处纵向裂缝，最宽处达16cm，长17m，防浪墙垂直裂缝27处。经评估，水库震后只能在低水位运行，致使发电系统瘫痪，同时对于下游构成潜在威胁[6]。

岷江上的紫坪铺水利工程位于都江堰市与汶川县交界处，2006年投产，是中国实施西部大开发首批开工建设的十大标志性工程之一。2008年5月12日的汶川地震造成紫坪铺大坝面板发生裂缝，厂房等其他建筑物墙体发生垮塌，局部沉陷，整个电站机组全部停机。[3]。此外，地震对泄水输水建筑物也将造成巨大危害。2003年8月16日赤峰发生里氏5.9级地震，使沙那水库混凝土泄洪灌溉洞产生纵向裂缝，长15m，最大裂缝15mm；环向裂缝

22m，最大裂缝宽度1.8mm；洞出口消力池两侧边墙产生竖向裂缝，总长15m，最大裂缝宽

度25mm。大冷山水库溢洪道两侧导流墙产生裂缝，以纵向裂缝为主，最大缝宽12mm[8]。

2.2坝体失稳

地震可能引起坝基液化，从而导致大坝失稳。地震时，受到周期性或波动性荷载作用，土石坝内土体将产生递增的孔隙水压力和递增的变形。粘性土体构成的土石坝在地震中相对安全。但相对密度低于75%的粉砂土和砂土，在几个循环之后孔隙水压力就会显著上升，当达到危险应力水平时，土体在周期性荷载作用下显示出极大的变形位移，坝内土体就会呈现出液化的流态，导致坝体失稳[9]。

喀什一级大坝1982年施工时，其坝体及防渗墙都未进行碾压，致使密实度降低，1985

年地震时，由于液化和沉陷，导致该坝整体失稳破坏。

美国加州的Sheffield坝，1917年建成，坝高7.63m，坝顶宽6.1m，长219.6m，水库库

容17万m3。1925年6月距坝11.2km处发生里氏6.3级地震，长约128m的坝中段突然整体滑向下游。事后，经调查研究发现，坝体溃决的主要原因是地震使饱和土内的孔隙水压力增大，造成坝下部和坝基内的细颗料无凝聚性土发生液化。

地震还会造成土石坝体脱落或堆石体沉陷，从而引起坝体失稳。在库水位较高的情况下，堆石体沉陷会造成坝体受力不均，更严重的会引起库水漫顶，引发坝体垮塌。1961年4月

13日在距西克尔水库库区约30km处发生里氏6.5级地震，该水库位于VIII度区[10]，坝体出现了严重的堆石体沉陷现象，一段220m长的坝体沉陷值达到2~2.5m，崩塌范围在从坝轴线上游3~10m到下游的35~50m[11]。

前面述及的沙那水库土坝和朝阳水库因地震致使土坝排水体砌石脱落，经抗震复核下游坝坡不稳定[8]。

2.3岸坡坍塌

若水库两岸有高边坡和危岩、松散的风化物质存在，地震发生后，造成的岩体松动，可诱发产生崩塌、滑坡和泥石流，甚至形成堰塞湖等现象。

乌江渡水库处于地震多发区，1982年6月地震中，化觉乡东部厚层灰岩和白云岩地层

中发生大面积崩塌。同年8月，化觉、柏坪一带又发生较大规模的地层滑动，影响面积约

18km2[12]。

5•12汶川大地震造成四川多处山体滑坡，堵塞河道，形成34处堰塞湖。其中唐家山堰塞湖蓄水过1亿m3，另外水量在300万m3以上的大型堰塞湖有8处[13]，对下游地区造成严重威胁。

另外，地震还可能对水利工程一些其它部分造成损坏。如1995年1月日本阪神淡路7.2

级地震[14，15]中，使堤防基础液化发生侧向流动，造成堤防破坏以及护岸受损。我国历次地震中，出现较严重险情的多为土石坝，且多为年代较久远的土石坝，如果发

生强地震就更容易造成损坏[16]。

3.震灾受损水利工程的修复技术

地震后受损水利工程修复措施主要包括以下几个方面：

3.1坝体监测

地震后，对于受损水利工程，应及时降低水库运行水位，并进行充分的坝体探测。对土石坝，可开挖土坑检测，对混凝土坝，则可用无损探伤检测[17]。包括使用地震波法、地质雷达、水下声纳法检测侵蚀程度，必要时还需要采取槽探、钻孔、孔内地球物理方法进行检测。根据地震前后大坝监测结果的对比分析，判明是否存在普遍的结构损伤迹象。尤其需要加强对坝体变形和渗透的观测，防止裂缝前后贯通，内部发育，产生渗漏通道。同时，加强对输水洞漏水、溢洪道裂缝的监测，以防渗漏进一步扩大[18]。

震后坝体探测中，作为一种非破坏性的探测技术，地质雷达具有探测效率高、分辨率高、抗干扰能力强等特点，可以快捷、安全地运用于坝体现状检测和隐患探查[1

9]。

2003年甘肃山丹地震后，利用地质雷达对双树寺、瞿寨子、瓦房城等水库的震后坝体裂缝、坝基渗透、溢洪道、高边坡开裂和库岸道路滑坡等进行了探测[20]，效果很好。

3.2裂缝修复

对于已经出现的裂缝，要对其分布、走向、长度和开度等进行定时观测和检测。在大坝主裂缝部位设置标志，缝口要覆盖塑料布，防止雨水流入加速其恶化。对受洪水威胁的建筑物，要采取临时措施（如围堰）进行保护。

裂缝的修补应从实际出发，在安全可靠的基础上，同时考虑技术和施工条件的可行性，力求施工及时、简单易行、经济合理。常用的有以下几种处理方法：

3.2.1表面处理法

表面处理法[21]主要适用于对结构承载能力没有影响或者影响很小的表面裂缝及深层裂缝，同时还可以处理大面积细裂缝的防渗防漏。常用的有表面涂抹水泥砂浆、表面涂抹环氧胶泥以及表面涂刷油漆、沥青等防腐材料等，从而达到封闭裂缝和防水的作用。在防护的同时应当采取在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施，这样可以防止混凝土在各种作用下继续开裂。

3.2.2灌浆法

灌浆法主要应用于对结构整体有影响或有防水防渗要求的混凝土裂缝的修补。经修补

后，能恢复结构的整体性和使用功能，提高结构的耐久性。

灌浆法[22]分水泥灌浆和化学灌浆。水泥灌浆适用于裂缝宽度达到1mm以上时的情况；裂缝较窄的情况下宜采用化学灌浆。此外，工程经验表明水泥浆适于稳定裂缝的灌浆处理，不适用于活缝或伸缩缝的处理。化学灌浆也存在类似问题，应用最广的环氧树脂浆固结体是脆性材料，因此对活缝应选用弹性材料。部分化学灌浆还有毒性，应加强施工人员的保护措

施。

大量实践证明，灌浆法是目前最有效的裂缝修补处理方法。

3.2.3结构加固法

危及结构安全的混凝土裂缝都需作结构补强。结构加固法适用于对整体性、承载能力有较大影响的较深裂缝及贯穿性裂缝的加固处理。混凝土结构的加固，应在结构评定的基础上进行，以达到结构强度加固、稳定性加固、刚度加固或抗裂性加固的目的。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。结构加固法还适用于处理对结构的承载能力、整体性、耐久性有较大影响的不均匀沉陷裂缝和较为严重的张拉裂缝

[23]。

3.3滑坡处理

土坝滑坡有剪切破坏、塑流破坏、液化破坏三种形式[24]。可采用“上部减载”与“下部压重”法来处理。“上部减载”就是在滑坡体上部的裂缝上侧削坡，以保持稳定；“下部压重”就是放缓下部坝坡，在滑坡体下部做压坡体等。当滑坡稳定后，应当及时进行滑坡处理[17]。主要处理方法介绍如下：

3.3.1放缓坝坡

若滑坡由于剪切破坏造成，则放缓坝坡为最好的处理方法。可填入土体将坝坡放缓，或是先削掉滑动面上坝顶的土体，使滑动面坝坡变缓，然后再加大未滑动面的断面[24]。

对存在失稳危险的土石坝也可采用水上抛石法放缓上游坝坡，施工方法简单，且不受季节和水位的变化。加固工程不破坏原坝体结构，减去拆除原有的坝体护坡石和反滤料工序，对保护原坝体非常有利。石料渗透系数大，在库水位降落时，新筑部分的自由水面线，几乎与库水位重合，这样就造成新增断面和原有断面共同承担原有坝壳中库水位降落时产生的渗透水压力及地震产生的超隙孔压力，起到压重的作用，从而有利于大坝的稳定[25]。

3.3.2压重固脚

若滑坡体底部滑出坝趾以外，则需要在滑坡段下部采取压重固脚的措施，以增加抗滑力。压重固脚的材料最好用砂石料。在砂石料缺乏的地区，也可用土工织物，代替反滤，以达到排水的要求[17]。

通过在坝体上加压盖重，或对坝体培厚加固处理，可以进一步提高防渗流土、坝体抗裂和抗渗性能，同时增加坝体稳定性。

实例：1999年山西大同堡村发生5.6级地震，对位于震中附近的册田水库造成VII度影响，坝体产生结构变形[26]。震后对主坝和北副坝下游坝坡采用石渣进行培厚加固处理。主坝所在956m高程以下石渣培厚体，坝坡分别为1:2.75，在956m高程设12m宽的平台，在

949m高程、940m高程设3.0m宽的马道，并在石渣体与原坝体设置反滤层。培厚坝体后，

即使再次遭遇地震，由于坝体在正常水位下（956m高程）宽度增加，也可避免大坝整体失

稳，从而保证大坝的安全[27]。

3.3.3库岸岩体加固

对于地震中松动的库岸岩体，应采取工程措施进行加固。地震后，首先需要对库岸岩石情况进行重新评估，选择加固方式。库岸加固通常采取锚固、支挡、排水相结合的方式。锚固措施是利用预应力锚索和锚杆固定不稳定岩层，适用于震后加固岩体滑坡和不稳定的局部岩体。通过一端与建筑物结构相连，一端打入岩体内部，在增强岩体抗拉强度的同时，

改善库岸岩体的完整性[28]。该方法在高切坡中被广泛应用。支挡方法是通过支挡体来平衡滑坡体的下滑力，确保滑坡体的稳定安全。支挡结构能有

效地改善滑坡体的力学平衡条件，阻止滑坡、泥石流等。常用的方法有重力式挡墙、拉钉挡墙、加筋土挡墙、抗滑桩等[29]。

此外，由于地震过后经常伴随暴雨，更易在松动岩石处产生滑坡、泥石流等灾害，因此需及时排水，包括地表水和地下水。可设置截水沟排除地表水；排除地下水可用廊道、竖井和水泵等。在美国、加拿大和日本等国家较多采用专用钻机打水平孔的办法排地下水[28]。

3.4渗漏修复

应根据具体情况降低库水位或放空水库，彻底修复防渗体，对由于浸润线过高而逸出坡面或者由于大面积散浸引起的滑坡，除结合下游导渗设施外，还应考虑加强防渗。

3.4.1劈裂灌浆

对于土石坝较严重的渗漏破坏，可以采取劈裂灌浆或加强防渗斜墙等方式解决。劈裂灌浆是指在垂直渗流的方向沿坝轴线劈开坝体，灌入稠泥或水泥砂浆，截断渗流通道，可以在短时间内坝体内的渗流，使大坝转危为安。

采用劈裂灌浆技术的岭澳水库具体做法如下：根据坝长选用适量的灌浆机，多台灌浆机同时开灌，为使浆液尽快硬化固结，所用浆料为掺入速凝剂的水泥加粘土。在灌浆工艺上，连续的多次复浆，使混凝土或泥浆墙尽快加厚，并使贯通的漏水通道通过灌浆压力和多次灌浆挤压膨胀与原坝土体紧密结合，最终形成垂直连续的防渗混凝土砂浆墙，防止再次出现漏水通道的可能[30]。

3.4.2开挖置换

置换技术是土石坝震后修复中的一种重要手段，尤其对于心墙开裂的土石坝具有重要意义。首先需要通过探测技术检测到侵蚀的区域，然后在心墙的下游侧补填塑性混凝土，并用颗粒反滤层加以支持。最后使用水泥膨润土混合物进行灌浆。置换技术可以有效阻止土石坝心墙的进一步破坏，达到防渗漏的目的[18]。

实例：新西兰的马拉希纳坝，在经历埃奇克姆地震后，初期表现稳定，在1987年12月后出现水位明显下降的现象。通过详细的监测发现，虽然大坝没有遭受严重的渗漏，但左坝肩心墙和下游副心墙出现明显的开裂和侵蚀，且侵蚀依然在继续发展。持续不断的侵蚀导致库水位不断下降，因而采取心墙置换的方式，即对左右岸坝肩进行开挖，喷上混凝土，置换开挖出来的材料。水库再次蓄水时没有出现新的事故[18]。

3.4.3排水设施

在阻止渗流发生的同时，需要做好排水工作，通过设置宽敞的排水带，使渗流能顺利排走，降低坝体内的浸润线，减小孔隙水压力。

4.典型水利工程抗震抢险及修复实例

4.1美国Hebgen坝

Hebgen土石坝[31]位于美国Montana州，1915年建成，1959年8月遭受里氏7.1级的强烈地震，坝和水库所在地变形并整体下沉约3.1m，右岸溢洪道严重损坏，坝体沉陷开裂，水库岸坡坍塌，库水震荡并漫溢坝坝。当时此坝并无抗震设计，承受地震对其的各种危害而未垮坝，其破坏模式和耐震经验极有借鉴意义。

当时业主Montana电力公

司采取的紧急抢救措施包括：

（1）立即将泄水底孔进水口原用迭梁封闭的二个孔口开启，以80m3/s的流量泄水降低库水位。

（2）对半角沉陷区和被流冲蚀的坝下游面填土修复。检查表明，心墙与溢洪道连接处的漏水并非通过心墙上的裂缝而是从破坏的溢洪道流出。

（3）在心墙的大裂缝处下游，打竖井检查和修补。同时对下游河岸坍方区进行了修整。此后于1960年4月开始对溢洪道、坝体心墙和上游面进行了全面的修复和加固工作。

至今运行完好。

4.2美国LowerSanFernando坝

LowerSanFernando坝[31]位于美国加州洛杉矶市北，1912年动工，最大坝高43.2m，坝顶宽6m，长634m。1971年2月在坝东北12.9km处发生里氏6.6级地震，致使主坝发生巨大滑坡，坝的上游部分带动坝上部9.2m高的坝体和坝顶一起坍落滑向水库20多米远。

事故发生后，救援人员立即采取了如下措施：一方面立即运来砂袋加固筑高坝的低陷部位；另一方面紧急撤离坝下游地区8万居民；此外，通过2条泄水道和3条引水管排放水库中的水。

经初步调查和后期进一步挖槽、钻孔取样研究得出，坝内有大范围土区在地震后液化，但液化区被强度较高的非液化土约束住，因而直到液化区内有足够扩张力，促使土向外和向下移动时，才出现大规模滑动。

4.3新疆西克尔水利工程

西克尔水库[10，11]位于新疆伽师县东北西克尔镇，1959年建成使用，为均质土坝，设计库容10053万m3，属大型拦河式平原水库。该工程自建成以来共经历了15次地震，其中较严重的有3次：1961年4月13日发生6.5级地震，震中距水库约30km，致使220m长的坝出现沉陷崩塌，余坝产生165条裂缝；1996年3月19日发生6.4级地震，坝段出现涌沙，裂缝，局部产生沉陷；2002年3月3日，阿富汗发生里氏7.1级地震，造成水库副坝段出现决口，并迅速扩大到50m左右，决口流量约120m3/s，损失惨重。

由于西克尔水库运行年限长，且早年建设时没有进行地质勘探，因此极易糟受地震破坏。多次地震后，主要采取的措施有：

（1）加高坝顶，坝后设置压重，并铺设无纺布反滤。

（2）大坝决口后，进行抢险封堵，修复缺口。

（3）按库区基本烈度八度进行设计校核，对西克尔水库主坝、副坝和其它建筑物进行加固修复。针对部分坝段坝基地震液化问题，主坝采用压盖重措施，以进一步提高防渗流土、坝体抗裂和抗渗性能。副坝部分改线，采用粘料含量高的土进行填筑，加固填筑总方量为

58.59万m3，其中粘土39.29万m3，占60%。

4.4北京密云水库

密云水库位于北京密云县城北13km处，库容43.8亿m3，是北京市民用、工业用水的主要来源。水库始建于1958年9月，分白河、潮河、内湖三个库区，主要建筑有白河主坝

（高66m，长1100m）、潮河主坝（高56m，长960m）和5道副坝等。

1976年7月28日，河北唐山发生里氏7.8级强烈地震，白河主坝发生强烈扭动，主坝水面以下6万m2的块石坡和砂砾保护层滑落，受损严重。地震后，采取的主要措施[6]有：

（1）及时探测大坝裂缝，并派潜水员进行水下探测。

（2）通过筑堰建闸，把密云水库分隔成两个库区，放空库水后，进行全面检查加固。清除白河主坝上的砂砾保护层，加厚铺盖粘土斜墙，改用碴石保护层，往水下填粘土及砂石

达20万m2。随后，打通白河廊道、削坡清基，进行坝体加固。

（3）加固了3座副坝，并增建了3条泄水隧洞、1座溢洪道等。

白河主坝加固工程于1977年11月21日完成，达到了国家一级工程标准，至今完好。

5.小结

地震后受损水利工程修复是项复杂的工作，要因地制宜尽快采取最合适的方法进行修复。几条主要结论如下：

（1）地震发生后，各级水行政主管部门应该对境内的水利工程，尤其是堤防、水库大坝、水闸等工程进行排查，及时掌握工程破坏的情况及其隐患，有针对性地制定抢修方案。对地位重要、关系重大、危险性高的受损水利工程，要抓紧修复，确保度汛安全。

（2）坝和地基土料的液化，是导致垮坝或严重破坏的主要原因，此外，较普遍的震害有滑坡、开裂、沉陷和位移。

（3）尽可能保证水坝顺利泄水，降低蓄水位，避免出现垮坝事故。

（4）目前对于水利工程一般都有相应的突发事故（如地震、洪水等）预警机制，但对于如何应对出现的险情，采取必要的工程措施，尚是一个薄弱环节，宜提高认识，加强要应的工作。

（5）对山区河流因沿岸崩山、泥石流等形成的堰塞湖，要当机力断主动尽早清除，以避免水位升高，堰塞湖溃决形成洪灾。

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2001.2

Casestudiesandrepairingtechniquesrelatedtohydraulic

engineeringprojectsdamagedbyearthquakes

MaJiming,ZhengShuangling

DepartmentofHydraulicEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing(100084)

Abstract

EarthquakesfrequentlyoccurinChina,especiallyintheSichuan-Yunnanregionwheredensehydro

projectsareconstructed.Actingasexternalforces,earthquakescandecreasetheintegrityofthedams,causedamcracks,landslide,settlementanddisplacement,foundationliquefaction,resultingindaminstabilityorevendamfailure,aswellasthedamageofoutletstructures.Besidesthedamageofhydroprojects,seismicactivitiesalsothreatenthedownstreamarea.Basedontheexistingliteraturedataindomesticandabroad,thispaperintroducestheseismicdisastersregardinghydroprojects,especiallythesoilandrockfilldams.Somepracticalremedialmeasuresandrepairingtechniquesaresummarized