1687年牛顿总结的力学运动三大定律是自然科学发展史的一个里程碑，直到现在还是土木工程设计理论的基础。瑞士数学家L.欧拉在1744年出版的《曲线的变分法》建立了柱的压屈公式, 算出了柱的临界压曲荷载，这个公式在分析工程构筑物的弹性稳定方面得到了广泛的应用。 法国工程师C.-A.de库仑1773年写的著名论文《建筑静力学各种问题极大极小法则的应用》，说明了材料的强度理论、梁的弯曲理论、挡土墙上的土压力理论及拱的计算理论。这些近代科学奠基人突破了以现象描述、经验总结为主的古代科学的框框，创造出比较严密的逻辑理论体系，加之对工程实践有指导意义的复形理论、振动理论、弹性稳定理论等在18世纪相继产生，这就促使土木工程向深度和广度发展。
尽管同土木工程有关的基础理论已经出现，但就建筑物的材料和工艺看，仍属于古代的范畴，如中国的雍和宫、法国的罗浮宫、印度的泰姬陵(见彩图）、俄国的冬宫等。土木工程实践的近代化，还有待于产业革命的推动。
土木工程发展简史
由于理论的发展，土木工程作为一门学科逐步建立起来，法国在这方面是先驱。1716年法国成立道桥部队，1720年法国政府成立交通工程队，1747年创立巴黎桥路学校，培养建造道路、河渠和桥梁的工程师。所有这些，表明土木工程学科已经形成。
进步时期 18世纪下半叶，J.瓦特对蒸汽机作了根本性的改进。蒸汽机的使用推进了产业革命。规模宏大的产业革命，为土木工程提供了多种性能优良的建筑材料及施工机具，也对土木工程提出新的需求，从而促使土木工程以空前的速度向前迈进。
土木工程的新材料、新设备接连问世，新型建筑物纷纷出现。1824年英国人J.阿斯普丁取得了一种新型水硬性胶结材料──波特兰水泥的专利权，1850年左右开始生产。1856年大规模炼钢方法──贝塞麦转炉炼钢法发明后，钢材越来越多地应用于土木工程。1851年英国伦敦建成水晶宫，采用铸铁梁柱，玻
璃覆盖。1867年法国人J.莫尼埃用铁丝加固混凝土制成了花盆，并把这种方法推广到工程中，建造了一座贮水池，这是钢筋混凝土应用的开端。1875年，他主持建造成第一座长16米的钢筋混凝土桥。1886年，美国芝加哥建成家庭保险公司大厦，9层，初次按独立框架设计，并采用钢梁,被认为是现代高层建筑的开端。 1889年法国巴黎建成高300米的埃菲尔铁塔，使用熟铁近8000吨。（见彩图）
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土木工程的施工方法在这个时期开始了机械化和电气化的进程。蒸汽机逐步应用于抽水、打桩、挖土、轧石、压路、起重等作业。19世纪60年代内燃机问世和70年代电机出现后，很快就创制出各种各样的起重运输、材料加工、现场施工用的专用机械和配套机械，使一些难度较大的工程得以加速完工；1825年英国首次使用盾构开凿泰晤士河河底隧道;1871年瑞士用风钻修筑8英里长的隧道；1906年瑞士修筑通往意大利的19.8公里长的辛普朗隧道（见彩图），使用了大量黄色炸药以及凿岩机等先进设备。
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产业革命还从交通方面推动了土木工程的发展。在航运方面,有了蒸汽机为动力的轮船,使航运事业面目一新，这就要求修筑港口工程，开凿通航轮船的运河。19世纪上半叶开始,英国、美国大规模开凿运河,1869年苏伊士运河通航和1914年巴拿马运河的凿成，体现了海上交通已完全把世界联成一体。在铁路方面，1825年G.斯蒂芬森建成了从斯托克顿到达灵顿、长21公里的第一条铁路,并用他自己设计的蒸汽机车行驶,取得成功。以后，世界上其他国家纷纷建造铁路。1869年美国建成横贯北美大陆的铁路，20世纪初俄国建成西伯利亚大铁路。20世纪铁路已成为不少国家国民经济的大动脉。1863年英国伦敦建成了世界第一条地下铁道,长7.6公里。以后世界上一些大城市也相继修建了地下铁道。在公路方面，1819年英国马克当筑路法明确了碎石路的施工工艺和路面锁结理论,提倡积极发展道路建设,促进了近代公路的发展。19世纪中叶内燃机制成和1885～1886年德国C.F.本茨和G.W.戴姆勒制成用内燃机驱动的汽车；1908年美国福特汽车公司用传送带大量生产汽车以后，大规模地进行公路建设工程。铁路和公路的空前发展也促进了桥梁工程的进步。早在1779年英国就用铸铁建成跨度30.5米的拱桥。1826年英国T.特尔福德用锻铁建成了跨度177米的麦内悬索桥，1850年R.斯蒂芬森用锻铁和角钢拼接成不列颠箱管桥,1890年英国福斯湾建成两孔主跨达521米的悬臂式桁架梁桥。现代桥梁的三种基本形式（梁式桥、拱桥、悬索桥）在这个时期相继出现了。
近代工业的发展，人民生活水平的提高，人类需求的不断增长，还反映在房屋建筑及市政工程方面。电力的应用，电梯等附属设施的出现，使高层建筑实用化成为可能；电气照明、给水排水、供热通风、道路桥梁等市政设施与房屋建筑结合配套，开始了市政建设和居住条件的近代化；在结构上要求安全和经济，在建筑上要求美观和适用。科学技术发展和分工的需要，促使土木和建筑在19世纪中叶，开始分成为各有侧重的两个单独学科分支。
工程实践经验的积累促进了理论的发展。19世纪，土木工程逐渐需要有定量化的设计方法。对房屋和桥梁设计，要求实现规范化。另一方面由于材料力学、静力学、运动学、动力学逐步形成，各种静定和超静定桁架内力分析方法和图解法得到很快的发展。 1825年C.-L.-M.-H.纳维建立了结构设计的容许应力分析法；19世纪末G.D.A.里特尔等人提出钢筋混凝土理论，应用了极限平衡的概念；1900年前后钢筋混凝土弹性方法被普遍采用。各国还制定了各种类型的设计规范。1818年英国不列颠土木工程师会的成立,是工程师结社的创举,其他各国和国际性的学术团体也相继成立。理论上的突破,反过来极大地促进了工程实践的发展，这样就使近代土木工程这个工程学科日臻成熟。
成熟时期 第一次世界大战以后，近代土木工程发展到成熟阶段。这个时期的一个标志是道路、桥梁、房屋大规模建设的出现。
在交通运输方面，由于汽车在陆路交通中具有快速和机动灵活的特点，道路工程的地位日益重要。沥青和混凝土开始用于铺筑高级路面。1931～1942年德
国首先修筑了长达3860公里的高速公路网（见联邦德国高速公路），美国和欧洲其他一些国家相继效法。20世纪初出现了飞机，飞机场工程迅速发展起来。钢铁质量的提高和产量的上升，使建造大跨桥梁成为现实。1918年加拿大建成魁北克悬臂桥,跨度548.6米；1937年美国旧金山建成金门悬索桥,跨度1280米,全长2825米，是公路桥的代表性工程；1932年，澳大利亚建成悉尼港桥，为双铰钢拱结构，跨度503米。（见彩图）
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工业的发达，城市人口的集中，使工业厂房向大跨度发展，民用建筑向高层发展。日益增多的电影院、摄影场、体育馆、飞机库等都要求采用大跨度结构。1925～1933年在法国、苏联和美国分别建成了跨度达60米的圆壳、扁壳和圆形悬索屋盖。中世纪的石砌拱终于被近代的壳体结构和悬索结构所取代。1931年美国纽约的帝国大厦落成，共102层，高378米，有效面积16万米,结构用钢约5万余吨，内装电梯67部,还有各种复杂的管网系统，可谓集当时技术成就之大成，它保持世界房屋最高纪录达40年之久。（见彩图）
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1906年美国旧金山发生大地震，1923年日本关东发生大地震，生命财产遭受严重损失。1940年美国塔科马悬索桥毁于风振。这些自然灾害推动了结构动力学和工程抗害技术的发展。另外，超静定结构计算方法不断得到完善，在弹性理论成熟的同时，塑性理论、极限平衡理论也得到发展。
近代土木工程发展到成熟阶段的另一个标志是预应力钢筋混凝土的广泛应用。1886年美国人P.H.杰克孙首次应用预应力混凝土制作建筑构件，后又用于制作楼板。1930年法国工程师E.弗雷西内把高强钢丝用于预应力混凝土， 弗雷西内于1939年、 比利时工程师G.马涅尔于1940年改进了张拉和锚固方法，于是预应力混凝土便广泛地进入工程领域，把土木工程技术推向现代化。
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现代土木工程
现代土木工程以社会生产力的现代发展为动力，以现代科学技术为背景，以现代工程材料为基础，以现代工艺与机具为手段高速度地向前发展。 第二次世界大战结束后，社会生产力出现了新的飞跃。现代科学技术突飞猛进，土木工程进入一个新时代。在近40年中，前20年土木工程的特点是进一步大规模工业化，而后20年的特点则是现代科学技术对土木工程的进一步渗透。 中国在1949年以后，经历了国民经济恢复时期和规模空前的经济建设时期。例如，到1965年全国公路通车里程80余万公里,是解放初期的10倍；铁路通车里程5万余公里，是50年代初的两倍多；火力发电容量超过2000万千瓦，居世界前五位。1979年后中国致力于现代化建设，发展加快。列入第六个五年计划（1981～1985年）的大中型建设项目达 890个。1979～1982年间全国完成了3.1亿米住宅建筑;城市给水普及率已达80％以上;北京等地高速度地进行城市现代化建设；京津塘（北京—天津—塘沽）高速公路和广深珠（广州—深圳、广州—珠海）高速公路开始兴建;有些铁路正在实现电气化;济南、天津等地跨度200多米的斜张桥相继建成;全国各地建成大量10余层到50余层的高层建筑。这些都说明中国土木工程已开始了现代化的进程。
从世界范围来看，现代土木工程为了适应社会经济发展的需求，具有以下一