浅析数字化技术在岩土工程勘察中的应用

浅析数字化技术在岩土工程勘察中的应用

关键词:数字化技术;岩土工程勘察;数字化应用

1.传统的岩土工程勘察方法存在的问题

1.1勘察资料过于地质化。

由于部门长期的条块分割,勘察、设计分散作业,加之岩土工程规范制定和新技术、新方法应用的滞后,以及专业设置过细,岩土工程本身的特殊性等原因,设计与勘察之间脱钩多,使得勘察提供的岩土工程信息通常以设计人员难以理解的形式出现,而且勘察也较难参与设计的全过程;设计人员也因知识的局限,很难深层次理解岩土工程勘察信息,因而勘察成果在设计中的转化率较低,造成许多不应有的浪费和损失。

1.2数字化地图与数字化设计系统间不够贯通

地形图是设计系统的底图或称基础数据,由于数字化地图中的某些环节技术条件不成熟,与CAD设计软件的接口不匹配,很难顺利实现对接,设计系统不得不重新将勘察资料数字化,影响了设计系统CAD的推广应用。

1.3勘察信息数字化程度低

勘察部门提供的勘察信息往往以图纸、表格、文字等形式为主,内容上定性描述较多。这一方面造成设计人员对于勘察信息难于准确理解,另一方面造成对勘察信息处理、利用上的困难。

基于以上传统岩土工程勘察方法中存在的问题,因此有必要将数字化技术应用于岩土工程勘察中。

2.岩土工程数字化勘察技术概述

岩土工程勘察的对象是建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件,具体而言主要是指场地岩土的岩性或土层性质、空间分布和工程特征,地下水的补给、存贮、排泄特征和水位、水质的变化规律,以及场地周围地区存在的不良地质作用和地质灾害情况。岩土工程勘察工作的任务是查明情况,提供各种相关的技术数据,分析和评价场地的岩土工程条件并提出解决岩土工程问题的建议,以保证工程建设安全、高效运行,促进经济社会的可持续发展。数字化岩土工程勘察是指应用当代测绘技术、数据库技术、计算机技术、网络通信技术和CAD技术,通过计算机及其软件,把一个工程项目的所有信息(勘察、设计、进度、计划、变更等数据)有机地集成起来,建立综合的计算机辅助信息流程,使勘察设计的技术手段从手工方式向现代化CAD技术转变,作到数据采集信息化、勘察资料处理数字化、硬件系统网络化、图文处理自动化,逐步形成和建立适应多专业、多工种生产的高效益、高柔性、智能化的工程勘察设计体系。

3.数字化技术在岩土工程勘察中的具体应用

3.1数字化建模方法

当前,由于数字表面模型法在表达地面起伏情况方面的准确性与真实性较高,在开展岩土工程的勘察工作时,主要以数字表面模型法作为建模方法。

3.1.1数字表面模型法

数字表面模型法可以有效的将一系列同属性的点按照一定的规则连接起来,构成网状曲面片,将抽象化为形象,从而准确确定整个地质体的空间属性,它以高度精确的表示工程地质体外表面的方式作为均质地质体的表示方法。

3.1.2地形建模方法

通过将某地区的DEM数据作为基础,然后叠加遥感影像来完成三维地形的显示,此方法即为地形建模方法。通过将正射影像图进行投影变换,结合、使用PS进行调色处理,作为地形纹理或三维城市的“底图”。

3.1.3地质三维数字化

地质三维数字化,通过将地球三维地理空间中全面的地下各项内容,包括地层、土质、岩石、石油、天然气、矿藏、海水、地下水、废物等,对此类对象相应在地球三维地理空间上各点的属性、状态、特征等的分布建立统一的三维数字化描述。

3.2数字化岩土勘察工程数据库系统的构建

构建全方位、多层次和多角度的岩土工程数据库系统,其勘察所获数据必须要包括以下几点信息:第一,所有建筑工程在其施工场地的地层信息,也就是地层年代、液化等级、沉积现象、特征周期以及液化指数;第二,岩土工程勘察地理范围内的所有地址勘察资料;第三,通过科学筛选、分析处理后的不同勘察点,也就是土层物理力学、地理物理力学以及环境物理力学等相关指标信息。只有基于这些信息才能构建科学、完整有效的数据库系统,其步骤如下:

3.2.1设计数据库相关概念模型

在岩土工程勘察一体化中,数据库信息管理是其基础功能,能够良好解决繁杂、多元数据库应用过程中的系列问题,因此就可以立足于数据库的良好应用上科学构建合理应用型数据库表结构,这样才能够有效获取能完整表达地层信息数据的概念数据模型。

3.2.2构建相应数据库

岩土工程勘察数据库系统主要包括用户输入初始化数据、系统转化的中间数据以及转化后最终形成的数据。用户输入的初始化数据主要是通过观察勘察探测点所得的数据组合;中间数据则是经过系统处理转化的、与底层层面密切相关的剖面模型、等值线模型以及三维表面模型数据;而最终数据种类较多,基本都是结合用户需求转化的文档、图形等资料。

3.3规范执行数字化岩土勘察工作

统一标准是规范各行业岩土勘测结果数字化的唯一途径。可委任专门的机构,组织各行业的代表人员,完成对勘察结果数字化程序与软件的汇编工作,并邀请社会各界共同参与。发布一套统一标准的勘察成果数字化程序软件,要求各行业在使用过程中,根据本行业的规范要求,正确输入经实地勘察后获得的有效数据,便能经过数字化处理,自动生成统一标准的勘察成果资料,并实现实施更新与完善,以便优化勘察成果的应用功能,提高勘察设计的生产效率,节约社会资源成本,创造更高的经济效益与社会效益。

4.数字化技术在岩土工程勘察中应用的展望

随着信息技术的飞速发展和应用的不断深入,地理信息系统(GIS)与岩土工程勘察的完美结合将是未来岩土工程勘察的发展趋势。岩土工程勘察数据具有形式上的多样性和内容上的复杂性特征,地理信息系统具备强大的空间查询、分析能力以及数据采集、管理能力,能够有效克服传统岩土工程勘察难以高效处理数据信息的弱点。此外,地理信息系统具有良好的可视化功能,可以针对岩土工程勘察的用户实际需求,开发出可视化的操作平台,从而使岩土工程勘察工作持续向数字化、信息化、网络化、智能化、多媒体化方向迈进。

结束语:综上所述,对岩土工程勘察方法实施改进,逐步过渡到数字化勘察技术,并推广其广泛应用,这是勘察工程发展的必然趋势,但是这其中还有一段很长的路要走,不仅仅是因为其中还有一些关键技术问题尚未完全攻克,因此这就需要相关人员加快对数字化技术的研究应用,以真正实现岩土工程的数字化勘察的广泛应用。

参考文献

[1]揭双学.谈岩土工程勘察中存在的若干问题[J].建材与装饰.2012.

[2]黄劲.数字化勘察技术在岩土工程中的应用[J].城市建设理论研究.2013.

[3]罗石.数字化岩土勘察工程技术的应用[J].中华民居.2011.

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