土木工学とは?

土木工学とは、良質な生活空間の構築を目的として、社会的・経済的基盤の整備（インフラ整備）や自然災害の軽減・防御のための技術について研究する学問である。主な対象は、道路、鉄道、港湾空港などの交通運輸施設、ダム・堤防などの海岸河川保全施設、上下水道・電力・ガスなどのライフライン施設などの建設・維持管理から、都市計画、交通計画、エネルギー資源開発計画、防災計画などに基づいた開発・保全など多岐にわたり、構造・材料工学、地盤工学、水工学、環境工学、交通・計画学、国土計画学などの分野に細分化される総合学問である。以下、V&Vに関する土木工学の特徴を土木分野の数値解析におけるV&Vに関する小委員会の活動で主として対象とする構造工学、コンクリート工学、地盤工学に焦点を当てて示す。

1）複雑な材料特性

地盤材料は土粒子（固体）、間隙水（液体）、間隙空気（気体）から構成される三相混合体であり、時間依存や拘束圧依存を示す複雑な弾塑性材料である。また、橋梁をはじめとして多くの土木構造物で使用される鋼やコンクリートは長期間の供用に伴う腐食や疲労による局所的な強度低下・損傷が危惧される材料である。コンクリートは骨材とセメントペースト、鉄筋からなる複合材料であり、ひび割れや剥離などの不連続挙動が顕著な材料でもある。近年は、炭素繊維やアラミド繊維などによる補強材料も広く使われるようになっており、対象とする材料の幅が広い。

2）空間的・時間的スケールの大きさ