李江龍

摘 要：在當(dāng)下信息時(shí)代的高速發(fā)展之下，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理等技術(shù)被應(yīng)用在各個(gè)方面，對(duì)巖土工程的勘察技術(shù)也有著很大的提高。在巖石工程主要是以巖體和土體兩個(gè)作為主要的研究對(duì)象，由于地質(zhì)形成的復(fù)雜性，再形成過(guò)程當(dāng)中受到各種外力的作用，和氣候的影響結(jié)構(gòu)的變化，就造成了工程的性質(zhì)具有多樣性和很強(qiáng)的區(qū)域性。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；巖土工程；勘察技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU195 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）15-0129-02

在巖土工程勘察過(guò)程之中由于傳統(tǒng)技術(shù)的局限性，從而很多復(fù)雜的工程不能去完成勘察任務(wù)。但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和成熟，建模手段的提高，現(xiàn)在使巖土工程勘察技術(shù)走向信息化、數(shù)字化形成了完整的科學(xué)化體系，因此數(shù)字化的巖土工程勘察技術(shù)也被廣泛的應(yīng)用在勘察之中。本文就數(shù)字化的巖土工程勘察進(jìn)行簡(jiǎn)要分析和探討。

1 巖土勘察工程

開(kāi)展工程建設(shè)項(xiàng)目之前，對(duì)工程施工地點(diǎn)進(jìn)行勘察是最重要的一步，這樣能有利于了解建設(shè)場(chǎng)地的地質(zhì)、巖土類(lèi)型，從而能結(jié)合地質(zhì)巖土的實(shí)際情況做出相應(yīng)設(shè)計(jì)方案，如遇到嚴(yán)重的巖土問(wèn)題也能及時(shí)制定應(yīng)對(duì)措施。再加上我國(guó)又存在地形地貌復(fù)雜，特殊巖土種類(lèi)繁雜，地質(zhì)災(zāi)害頻繁等特點(diǎn)，因此在工程建設(shè)之前及時(shí)有效的開(kāi)展巖土勘察是非常重要的。這樣可以有效的避免地質(zhì)巖土給工程建設(shè)帶來(lái)的問(wèn)題，也能防止工程事故消除安全隱患。

巖土工程主要是對(duì)巖體和土體進(jìn)行勘察。巖體的形成在經(jīng)過(guò)演變等外力作用之下，變得地應(yīng)力場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。在加上在不同的地區(qū)不同的環(huán)境之下，其地質(zhì)作用也有很大的不同，有很強(qiáng)的區(qū)域性，由于不同的巖體巖土特性的變化，因此工程建設(shè)也需要做出相應(yīng)的改變。

2 傳統(tǒng)勘察技術(shù)問(wèn)題

2.1 勘察水平低

由于巖土工程的復(fù)雜性和特殊性，勘察技術(shù)就需要勘察人員時(shí)刻學(xué)習(xí)把握新的勘察技術(shù)，但由于專(zhuān)業(yè)的設(shè)置過(guò)細(xì)，分工太多明確使得設(shè)計(jì)和勘察脫節(jié)嚴(yán)重，使得勘察提供的數(shù)據(jù)信息，讓設(shè)計(jì)人員難于僅靠數(shù)據(jù)就理解到巖土的相關(guān)信息。因此造成勘察數(shù)據(jù)不能很好的在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)，使工作效率下降影響了工程質(zhì)量，并造成了不必要的浪費(fèi)。

2.2 數(shù)字化地圖與數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)間不匹配

地形是工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，因此地形圖是設(shè)計(jì)底圖的基礎(chǔ)。但由于數(shù)字化地圖應(yīng)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中，由于技術(shù)的不成熟很難與相關(guān)設(shè)計(jì)軟件形成對(duì)接匹配，不僅影響了工程質(zhì)量還使很多設(shè)計(jì)系統(tǒng)得不到推廣應(yīng)用。

2.3 勘察數(shù)字化程度不高

在傳統(tǒng)的勘察技術(shù)中，往往都是以表格、文字、圖紙等形式去體現(xiàn)，但信息數(shù)據(jù)很難得到體現(xiàn)多數(shù)都是地形地貌的描述。這樣影響了設(shè)計(jì)人員不能準(zhǔn)確的把握勘察信息對(duì)信息的利用率不高，從而造成設(shè)計(jì)的缺陷。

3 數(shù)字化勘察技術(shù)

數(shù)字化巖土勘察技術(shù)是運(yùn)用測(cè)繪技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD技術(shù)，在通過(guò)計(jì)算機(jī)把一個(gè)工程所以需要用到的信息，有效的整合到一起建立一個(gè)綜合的數(shù)據(jù)庫(kù)。

使勘察設(shè)計(jì)的技術(shù)手段從手工方式向現(xiàn)代化CAD技術(shù)轉(zhuǎn)變。做到數(shù)據(jù)信息化、勘察資料數(shù)字化、圖文處理自動(dòng)化，把勘察數(shù)據(jù)、文字、表格、設(shè)計(jì)計(jì)劃、設(shè)計(jì)進(jìn)度整合到一起，逐漸形成多專(zhuān)業(yè)、全方面、智能化的工程勘察設(shè)計(jì)體系。該體系使勘察設(shè)計(jì)更加系統(tǒng)化，加快了勘察技術(shù)的信息化數(shù)字化。

4 巖土工程數(shù)字化建模

4.1 表面建模法

在早期巖土工程地質(zhì)建模一般采用表面模型法（也叫數(shù)字表面模型），它主要是通過(guò)準(zhǔn)確的對(duì)工程地質(zhì)外表面表示的一種建模方法，也是目前應(yīng)用最廣泛的建模方法之一。表面建模法通過(guò)對(duì)地質(zhì)表面一系列離散的點(diǎn)，檢測(cè)它們的幾何特性數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，然后利用數(shù)據(jù)解釋地質(zhì)。所有的數(shù)據(jù)點(diǎn)連成一個(gè)表面，常用數(shù)學(xué)模型和圖示模型法來(lái)表示。而常見(jiàn)的圖示法包括不規(guī)則網(wǎng)格法、規(guī)則網(wǎng)格法、邊界表示法、等值線(xiàn)法等。

4.2 地形建模方法

通過(guò)地區(qū)的DEM數(shù)據(jù)加上遙感影像來(lái)繪制三維地形圖，這種方法即為地形建模方法，再結(jié)合相關(guān)的投影變換，在進(jìn)行對(duì)圖片調(diào)色等處理，作為地形紋理或底圖。

4.3 地質(zhì)三維數(shù)字化

地質(zhì)三維數(shù)字化是將地球的三維空間全部的內(nèi)容，包括地質(zhì)、巖土、巖石、天然氣、海水、地下水等，對(duì)此類(lèi)對(duì)象在地球三維地理空間上個(gè)點(diǎn)的屬性、狀態(tài)的三維空間建立統(tǒng)一的三維數(shù)字化進(jìn)行描述。

使用數(shù)字化技術(shù)的建模應(yīng)用之后使得巖土勘察技術(shù)飛速的發(fā)展，提高了工程數(shù)據(jù)勘察的準(zhǔn)確度，同時(shí)還確保了數(shù)字化勘察技術(shù)在巖土工程中應(yīng)用中的保障。

5 數(shù)字化巖土勘察數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的建立

基于巖土工程勘察涉及到的原始數(shù)據(jù)主要為地理信息方面的空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來(lái)源主要包括：

5.1 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)

主要是由主要是由地貌、植被、水系以及社會(huì)地理信息等信息要素構(gòu)成，此數(shù)據(jù)可以通過(guò)制圖來(lái)表示，主要分為自然區(qū)劃圖和地形地貌圖。

自然區(qū)劃圖，自然區(qū)劃圖包括地理區(qū)域劃圖、河流、居民區(qū)、山脈、城市、公社設(shè)施等自然地理信息。還有描繪研究區(qū)域的自然地貌情況的地形地貌圖。

5.2 巖土工程勘察數(shù)據(jù)這些數(shù)據(jù)主要包括

巖土勘察數(shù)據(jù)主要是指所劃定研究的區(qū)域內(nèi)所有的勘察資料。但需篩選出各個(gè)勘察點(diǎn)有效的信息，主要是包括環(huán)境、地理位置、巖土的所有指標(biāo)等信息，以及各種建筑場(chǎng)地地表層的地理信息（液化等級(jí)、液化指標(biāo)、周期、年份、沉積程度）。

經(jīng)過(guò)以上的分析總結(jié)出要建立完整的數(shù)字化巖土勘察數(shù)據(jù)庫(kù)需要以下幾個(gè)步驟構(gòu)建：

5.3 巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)的概念模型設(shè)計(jì)

首先要對(duì)巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)建立一個(gè)模型的概念，巖土工程勘察需要依靠一個(gè)具有能大量?jī)?chǔ)存完整地理數(shù)據(jù)、處理繁雜數(shù)據(jù)問(wèn)題能力的系統(tǒng)。為了能獲得反映信息世界的概念性數(shù)據(jù)模型，將與實(shí)體和聯(lián)系相關(guān)的功能與行為剝離出來(lái)，僅從現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體的數(shù)據(jù)側(cè)面來(lái)建立模型即研究數(shù)據(jù)對(duì)象與屬性及其關(guān)系，并以此為基礎(chǔ)建立相對(duì)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)框架。

5.4 數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)

建立一體化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，主要實(shí)現(xiàn)用戶(hù)輸入原始的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的處理在生成最終數(shù)據(jù)的功能。原始的數(shù)據(jù)一般都是有測(cè)點(diǎn)組成，而測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)是由測(cè)點(diǎn)的屬性數(shù)據(jù)以及信息屬性組成；根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的模型處理之后可以查詢(xún)用戶(hù)想得到的數(shù)據(jù)，也可以通過(guò)模型的處理生成用戶(hù)需求的數(shù)據(jù)表格、地理圖形、地理勘察文字資料以及最終的數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行各種的信息查詢(xún)。

5.5 巖土工程的場(chǎng)地模擬以及勘察模擬

模擬是數(shù)字化的核心技術(shù)。而對(duì)數(shù)字化的巖土工程勘察技術(shù)來(lái)講，工程場(chǎng)地的模擬以及勘察過(guò)程的模擬尤為重要。是指以數(shù)據(jù)庫(kù)的方式來(lái)體現(xiàn)工程現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行工程現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地模擬，但場(chǎng)地模擬具有針對(duì)性，只能對(duì)某一個(gè)特定的環(huán)境進(jìn)行模擬比如地理信息或者地貌結(jié)構(gòu)。這樣能便于解決由于地勢(shì)復(fù)雜，限制了勘察人員進(jìn)行巖土工程勘察，這時(shí)只需要收集勘察地區(qū)的地理資料、地質(zhì)資料以及主要的底層，在放入虛擬勘察系統(tǒng)經(jīng)過(guò)處理之后就可得到準(zhǔn)確的勘察數(shù)據(jù)結(jié)果，得出勘察數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。加強(qiáng)了技術(shù)的數(shù)字化程度，降低了勘察難度，提高了勘察效率。這樣完全發(fā)揮了數(shù)字化在巖土工程勘察的優(yōu)勢(shì)，以數(shù)字化解決傳統(tǒng)勘察技術(shù)不能解決的問(wèn)題，有利于工程質(zhì)量的保障。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的高速發(fā)展信息社會(huì)的到來(lái)，數(shù)字化的水平越來(lái)越高。在各個(gè)方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，各行各業(yè)都進(jìn)行了數(shù)字化手段的革新，在巖土工程勘察過(guò)程中引進(jìn)數(shù)字化手段與傳統(tǒng)的勘察手段相結(jié)合，不斷的精確勘察數(shù)據(jù)創(chuàng)新勘察手段，提高了我國(guó)勘察技術(shù)走向新的高峰。

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