邢超

摘 要：開展前期基礎(chǔ)性保障工作，是公路工程項目建設(shè)有條不紊開展的必要條件。其中，巖土工程勘察是前期保障工作中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。巖土工程勘察的主要目的是全面掌控公路工程建設(shè)環(huán)境，深入分析可能出現(xiàn)的公路工程建設(shè)影響因素，促進公路工程建設(shè)的有序開展。MATLAB技術(shù)是公路巖土工程勘察中應(yīng)用較為普遍的技術(shù)，具有良好的實踐應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：公路工程;巖土勘察;MATLAB技術(shù);應(yīng)用

MATLAB技術(shù)是一類極具代表性的公路巖土工程勘察技術(shù)。合理運用此類技術(shù)，可以保證公路巖土工程勘察的時效性、合理性與精確性。對此，本文論述了MATLAB技術(shù)的概念，探討了公路巖土工程勘察的重點內(nèi)容，并圍繞MATLAB技術(shù)在公路巖土工程勘察中的實踐應(yīng)用展開系統(tǒng)探究。

1 MATLAB技術(shù)的基本概念

MATLAB，中譯矩陣工廠或矩陣實驗室，是由美國MathWorks公司的頂尖工程師克里夫莫勒和同事于1967年正式研發(fā)的一類矩陣數(shù)學(xué)計算分析軟件。隨著MathWorks公司逐步加大對數(shù)學(xué)計算分析軟件方面的投入，以莫勒為首的技術(shù)公關(guān)團隊于1983年再次使用C語言對MATLAB軟件進行優(yōu)化改造，正式推出運行程序成熟化的第二代專業(yè)版MATLAB軟件。

當(dāng)前，MATLAB軟件已經(jīng)成為備受國際市場認可的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，具有兼容性、通行性與適用性較強的優(yōu)勢特點，不僅適用于各個行業(yè)領(lǐng)域的科研與運算，而且支持多個數(shù)據(jù)運算操作平臺。MATLAB軟件的問世和推廣，不僅為MathWorks公司創(chuàng)造了巨大的商業(yè)價值，也推動了各個行業(yè)的良好發(fā)展。

MATLAB技術(shù)包括如下幾方面功能：（1）數(shù)值計算功能。該技術(shù)可以對海量化、復(fù)雜化的數(shù)值進行快速且精確的計算;（2）符號計算功能。該技術(shù)可以簡化符號計算程序，增強符號計算精確性;（3）數(shù)據(jù)分析功能。該技術(shù)既可以對原始數(shù)據(jù)實行常規(guī)性統(tǒng)計分析，又可以對多源原始數(shù)據(jù)展開定量定性分析;（4）動態(tài)仿真功能。該技術(shù)可以提供一個模擬動態(tài)系統(tǒng)的交互關(guān)系程序SIMULINK，而用戶只需輕觸屏幕上的功能選項即可對系統(tǒng)加以靈活操控;（5）程序接口功能。該技術(shù)的程序兼容性較強，支持多類型程序的運作;（6）文字處理功能。該技術(shù)可以對大量專業(yè)文字與特殊文字進行翻譯。

2 公路巖土工程勘察工作的重點內(nèi)容與意義

巖土工程勘察工作不僅覆蓋范圍廣，涉及環(huán)節(jié)多，而且極易受到各類外界因素的干擾，進而威脅公路工程結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)固性。另外，無論是任何類型、任何規(guī)模的工程項目，在建設(shè)過程中都會對原有的地質(zhì)環(huán)境造成損害。在這種情況下，如果前期巖土勘察工作落實不到位，會對地質(zhì)環(huán)境造成不利影響，阻礙工程項目施工的有序運轉(zhuǎn)。

巖土工程勘察工作主要是采用一系列科學(xué)合理的技術(shù)手段，對施工場區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)與巖土結(jié)構(gòu)實行深入分析，預(yù)先判斷可能對工程設(shè)計與施工造成不利影響的因素，以便為后續(xù)各道施工工序提供可靠的參考依據(jù)。

結(jié)合工程項目主體與施工環(huán)境，有針對性的開展巖土工程勘察工作。目前，道路橋梁工程、水利水電工程以及隧道工程等，不僅對巖土工程勘察工作的標(biāo)準(zhǔn)要求有所不同，而且?guī)r土工程勘察內(nèi)容也存在一定差異。為此，相關(guān)人員應(yīng)結(jié)合工程項目類型，選擇適宜的巖土工程勘察技術(shù)形式。

3 MATLAB技術(shù)在公路巖土工程勘察中的實踐應(yīng)用

3.1 實驗數(shù)據(jù)的分析與處理

公路巖土工程勘察是一項專業(yè)性與復(fù)雜性較強的工作。對實驗數(shù)據(jù)實行精準(zhǔn)分析與統(tǒng)一處理，是促進公路巖土工程勘察工作有序開展的必要條件。可以說，實驗數(shù)據(jù)的處理分析結(jié)果，決定了整體公路巖土工程勘察工作的落實成果。根據(jù)國家建設(shè)部于2019年公布《巖土工程勘察規(guī)范》可知，在公路巖土工程勘察工作中，相關(guān)人員要根據(jù)現(xiàn)場概況，采用合理的巖土鑒定方法，并參照鑒定結(jié)果，對巖土結(jié)構(gòu)展開實驗。隨著實驗測驗量的增加，數(shù)據(jù)處理量也隨之增加，加重了相關(guān)人員的工作負擔(dān)。而采用MATLAB技術(shù)可以對土工試驗中的數(shù)據(jù)進行采集、整合、處理與分析，維護試驗數(shù)據(jù)的完整性、精確性，為公路工程建設(shè)提供可靠的參考依據(jù)。

在MATLAB技術(shù)推廣應(yīng)用的大環(huán)境背景下，statis-ticstoolbox軟件的功能也越來越完善和成熟。該軟件可以簡化數(shù)據(jù)處理流程，將數(shù)據(jù)處理流程轉(zhuǎn)化為目的明確、程序合理的指令。在輸入指令關(guān)鍵詞時，完成對數(shù)據(jù)信息的定性分析。MATLAB技術(shù)的應(yīng)用關(guān)鍵點在于為采集土工試驗數(shù)據(jù)提供必要的協(xié)助，為繪制完整且精確的數(shù)據(jù)圖形提供可靠的參考依據(jù)。在數(shù)據(jù)處理流程中，以“ans”和“mean”這兩類邏輯語言為主。這兩類邏輯語言包含的數(shù)值計算類型是多種多樣的，如樣本平均值、樣本眾數(shù)、樣本標(biāo)準(zhǔn)差以及輸出結(jié)果等。在數(shù)據(jù)計算與分析中，只有合理運用各類邏輯語言與計算技術(shù)，才能保證計算結(jié)果的完整性、精確性與可靠性。

3.2 實現(xiàn)可視化勘察與分析

可視化是一類將抽象化符號轉(zhuǎn)化為具象化幾何圖形的方法。可視化分析技術(shù)的應(yīng)用目的在于實現(xiàn)人與計算機系統(tǒng)之間的視覺信息的交互傳遞。當(dāng)前，社會對公路巖土工程勘察中的信息處理提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)要求。在這樣的形勢下，公路巖土工程勘察中的信息處理必須保持高效化、直觀具象化、精確可靠性以及可交互性。顯而易見的是，傳統(tǒng)的信息計量、分析與處理工具無法滿足信息一體化的建設(shè)要求，制約了公路巖土工程勘察信息一體化建設(shè)進程。

隨著公路工程建設(shè)數(shù)量、規(guī)模與里程數(shù)的擴大，巖土工程獲取的數(shù)據(jù)信息量也隨之增加，而這也對信息分析處理的時效性與精確性提出了更高的要求。傳統(tǒng)計算工具的可操作性較弱并不適用于復(fù)雜的公路路基地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件。而采用MATLAB技術(shù)可以實現(xiàn)公路巖土工程的可視化勘察，有效彌補了傳統(tǒng)分析處理技術(shù)存在的不足。盡管我國在公路巖土工程可視化勘察方面獲得了充足的理論基礎(chǔ)和豐碩的研究成果，但是仍有諸多技術(shù)尚未完全成熟化與完善化，需要專業(yè)學(xué)者的進一步探究。MATLAB軟件技術(shù)中包含了二維、三維甚至是四維的圖形函數(shù)，不僅可以繪制多維度圖形，還可以對模擬圖形的不同部分予以重點描述。

3.3 勘察結(jié)果評價

巖土工程勘察評價既是對勘察數(shù)據(jù)完整性、精確性與可靠性進行客觀評價的關(guān)鍵舉措，也是公路工程建設(shè)施工中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。巖土工程勘察評價覆蓋面較廣，涉及的內(nèi)容較多，而且勘察數(shù)據(jù)具有海量化、不完整性、非線性規(guī)律變化等基本特征。這不僅加重了相關(guān)人員的工作任務(wù)量，還對相關(guān)人員的綜合能力提出了一定的要求。而MATLAB技術(shù)具備強大的功能兼容性，可以實現(xiàn)對巖土工程勘察的全面性、系統(tǒng)性與客觀性評價。例如，采用MATLAB技術(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具，對公路巖土砂土液化災(zāi)害進行評價，以便施工隊伍采取科學(xué)的不良地質(zhì)處理措施，保障公路工程的質(zhì)量安全。

在巖土工程建設(shè)中，不可避免的會遇到各種災(zāi)害現(xiàn)象。其中，砂土化就是一類較為常見的災(zāi)害現(xiàn)象，而且砂土化災(zāi)害的預(yù)防處理難度較大。而合理運用MATLAB技術(shù)，則可以對復(fù)雜程度較高的災(zāi)害現(xiàn)象的關(guān)鍵參數(shù)信息加以采集、整合、處理與分析，進一步明確具有代表性的評價指標(biāo)，通過創(chuàng)建科學(xué)可靠的檢驗數(shù)據(jù)模型，建立綜合性、標(biāo)準(zhǔn)性與適用性的評價體系，進而參照數(shù)據(jù)模型中的參數(shù)信息，對關(guān)鍵數(shù)值進行精確計算與定性分析。

4 結(jié)束語

綜上所述，MATLAB軟件技術(shù)具有數(shù)據(jù)分析處理、動態(tài)圖像模擬以及多元化圖形表達等優(yōu)勢功能，能夠高度滿足公路巖土工程勘察工作的未來發(fā)展需求，進而推動整個公路工程建設(shè)事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，值得相關(guān)部門的大力推廣與應(yīng)用。

參考文獻：

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