探究数字化技术在岩土工程勘察中的应用苏耀槟

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摘要:随着社会的迅猛发展与数字化技术的不断进步,岩土工程的勘察工作也逐渐走进了数字化的时代。如何才能在岩土勘察工程中灵活地运用数字化技术提高勘察的工作效率,是目前岩土工程勘察人员共同需要解决的首要问题。基于此,本文首先分析了当前岩土工程勘察的现状,对数字化岩土勘察技术进行简要概述,并就数字化技术在岩土工程勘察中的应用要点提出了个人浅见。

关键词:数字化技术;岩土工程;勘察;应用

引言

勘察技术是岩土工程的基础支持,其中包括多样化的勘察研究,准确获取岩土勘察的地质信息,确保岩土工程的施工稳定。岩土工程中面临大量的勘察问题,影响最终的数据精度,工程单位利用数字化的勘察技术,提升岩土工程的勘察效果,体现勘察技术的效率优势。通过数字化勘察技术的应用,提高岩土工程的勘察水平。因此,本文对岩土工程勘察中数字化技术应用的研究有着十分重要的现实意义。

1.当前岩土工程勘察的现状分析

岩土工程勘察工作仍有许多问题亟待完善,主要表现如下方面:

1.1作业石梁较为分散,手工操作。

1.2图纸、表格、文字等资料以纸质媒体为主,转抄传递,效率低,错漏时常发生。

1.3资料共享性不高。

1.4资料再利用率低,因此需要发展和推广岩土工程勘察数字化和一体化技术。

1.5勘察资料过于专业地质化,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,同时设计人员也存在知识的局限。

1.6数字化地图与数字化设计系统间贯通性差,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。

1.7综合能力,主要表现在一部分勘察技术人员缺乏对勘察各专业的野外和室内原始资料的整理、分析、利用的能力,缺乏如何辨别真伪,归纳总结的能力,缺乏建筑,结构设计方面的知识,常造成勘察的目的不明确,所提供的资料不能满足设计的需要。

2.数字化岩土工程勘察技术概述

从上述分析可以得知当前的岩土勘察工作中,由于仍然存在着一系列的问题,因此在岩土勘察工程中应用数字化技术就显得尤为重要。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。该技术体系用系统工程观点,把勘察、设计的图纸、图像、表格、文字等以数字化形式存贮,供各专业设计使用。

3.数字化技术在岩土工程勘察中的应用

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。

3.2.3数据库的主要功能

数据库的功能可以很好地帮助操作人员提高工作效率,保证信息的正确性。其中包括:

①输入功能。为了确保数据库的精度和范围能够达到实际所需要的目的,帮助勘察人员获得准确的信息。所以在开始输入数据时,一定要确保数据的有效性和处理数据程序的规范性这两个条件。

②检索功能。因为空间位置数据和属性数据是实体信息中包含的两个方面,所以数据库的检索也应该按照这两个方面进行检索。空间位置检索的方式有很多,比如图示点检索、图示矩形检索、区域检索等;而属性检索有两种,主要可以分为条件检索和交叉条件检索。操作者可以通过上述数据库的检索功能,来提取岩土工程的勘察信息。这样就极大地提高了工作的效率和准确度。

③空间分析功能。岩土工程数据库的空间分析,一般由叠加分析、缓冲区的分析、多层立体的叠加分析三个部分组成。

④属性分析功能。数据库对属性的分析工作,可以分类为时单属性基本初等函数变换、对单属性累计直方图单属性分类的统计工作、对单属性的统计分析工作、双属性累计频率直方图、单属性累计频率直方图双属性分类统计、双属性四则运算等。

结束语: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,而且我国目前在数字化勘察、勘探方面的专业人才也很匮乏,因此,必须加大数字化岩土工程勘察技术人才的培养,并加快该技术的研究应用,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]邹喜国,司涛.浅析岩土工程勘察的现状与展望[J].科技资讯.2010.

[2]张航.浅谈岩土工程勘察过程中的数字化问题[J].中国对外贸易.2012.

[3]岳海东.岩土工程数字化勘察技术方法分析[J].中国房地产业.2011.

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