浅析岩土工程勘察中数字化技术的应用.pdf
李江龙
摘 要：在当下信息时代的高速发展之下，计算机数据处理等技术被应用在各个方面，对岩土工程的勘察技术也有着很大的提高。在岩石工程主要是以岩体和土体两个作为主要的研究对象，由于地质形成的复杂性，再形成过程当中受到各种外力的作用，和气候的影响结构的变化，就造成了工程的性质具有多样性和很强的区域性。
关键词：数字化；岩土工程；勘察技术
中图分类号：TU195 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）15-0129-02
在岩土工程勘察过程之中由于传统技术的局限性，从而很多复杂的工程不能去完成勘察任务。但随着计算机技术的快速发展和成熟，建模手段的提高，现在使岩土工程勘察技术走向信息化、数字化形成了完整的科学化体系，因此数字化的岩土工程勘察技术也被广泛的应用在勘察之中。本文就数字化的岩土工程勘察进行简要分析和探讨。
1 岩土勘察工程
开展工程建设项目之前，对工程施工地点进行勘察是最重要的一步，这样能有利于了解建设场地的地质、岩土类型，从而能结合地质岩土的实际情况做出相应设计方案，如遇到严重的岩土问题也能及时制定应对措施。再加上我国又存在地形地貌复杂，特殊岩土种类繁杂，地质灾害频繁等特点，因此在工程建设之前及时有效的开展岩土勘察是非常重要的。这样可以有效的避免地质岩土给工程建设带来的问题，也能防止工程事故消除安全隐患。
岩土工程主要是对岩体和土体进行勘察。岩体的形成在经过演变等外力作用之下，变得地应力场环境复杂、结构复杂。在加上在不同的地区不同的环境之下，其地质作用也有很大的不同，有很强的区域性，由于不同的岩体岩土特性的变化，因此工程建设也需要做出相应的改变。
2 传统勘察技术问题
2.1 勘察水平低
由于岩土工程的复杂性和特殊性，勘察技术就需要勘察人员时刻学习把握新的勘察技术，但由于专业的设置过细，分工太多明确使得设计和勘察脱节严重，使得勘察提供的数据信息，让设计人员难于仅靠数据就理解到岩土的相关信息。因此造成勘察数据不能很好的在设计中体现，使工作效率下降影响了工程质量，并造成了不必要的浪費。
2.2 数字化地图与数字化设计系统间不匹配
地形是工程设计的基础，因此地形图是设计底图的基础。但由于数字化地图应用到设计当中，由于技术的不成熟很难与相关设计软件形成对接匹配，不仅影响了工程质量还使很多设计系统得不到推广应用。
2.3 勘察数字化程度不高
在传统的勘察技术中，往往都是以表格、文字、图纸等形式去体现，但信息数据很难得到体现多数都是地形地貌的描述。这样影响了设计人员不能准确的把握勘察信息对信息的利用率不高，从而造成设计的缺陷。
3 数字化勘察技术
数字化岩土勘察技术是运用测绘技术、数据库技术、计算机技术、网络技术、CAD技术，在通过计算机把一个工程所以需要用到的信息，有效的整合到一起建立一个综合的数据库。
使勘察设计的技术手段从手工方式向现代化CAD技术转变。做到数据信息化、勘察资料数字化、图文处理自动化，把勘察数据、文字、表格、设计计划、设计进度整合到一起，逐渐形成多专业、全方面、智能化的工程勘察设计体系。该体系使勘察设计更加系统化，加快了勘察技术的信息化数字化。
4 岩土工程数字化建模
4.1 表面建模法
在早期岩土工程地质建模一般采用表面模型法（也叫数字表面模型），它主要是通过准确的对工程地质外表面表示的一种建模方法，也是目前应用最广泛的建模方法之一。表面建模法通过对地质表面一系列离散的点，检测它们的几何特性数据和属性数据，然后利用数据解释地质。所有的数据点连成一个表面，常用数学模型和图示模型法来表示。而常见的图示法包括不规则网格法、规则网格法、边界表示法、等值线法等。
4.2 地形建模方法
通过地区的DEM数据加上遥感影像来绘制三维地形图，这种方法即为地形建模方法，再结合相关的投影变换，在进行对图片调色等处理，作为地形纹理或底图。
4.3 地质三维数字化
地质三维数字化是将地球的三维空间全部的内容，包括地质、岩土、岩石、天然气、海水、地下水等，对此类对象在地球三维地理空间上个点的属性、状态的三维空间建立统一的三维数字化进行描述。
使用数字化技术的建模应用之后使得岩土勘察技术飞速的发展，提高了工程数据勘察的准确度，同时还确保了数字化勘察技术在岩土工程中应用中的保障。
5 数字化岩土勘察数据库系统的建立
基于岩土工程勘察涉及到的原始数据主要为地理信息方面的空间数据和非空间数据，数据来源主要包括：
5.1 基础地理数据
主要是由主要是由地貌、植被、水系以及社会地理信息等信息要素构成，此数据可以通过制图来表示，主要分为自然区划图和地形地貌图。
自然区划图，自然区划图包括地理区域划图、河流、居民区、山脉、城市、公社设施等自然地理信息。还有描绘研究区域的自然地貌情况的地形地貌图。
5.2 岩土工程勘察数据这些数据主要包括
岩土勘察数据主要是指所划定研究的区域内所有的勘察资料。但需筛选出各个勘察点有效的信息，主要是包括环境、地理位置、岩土的所有指标等信息，以及各种建筑场地地表层的地理信息（液化等级、液化指标、周期、年份、沉积程度）。
经过以上的分析总结出要建立完整的数字化岩土勘察数据库需要以下几个步骤构建：
5.3 岩土工程勘察数据库的概念模型设计
首先要对岩土工程勘察数据库建立一个模型的概念，岩土工程勘察需要依靠一个具有能大量储存完整地理数据、处理繁杂数据问题能力的系统。为了能获得反映信息世界的概念性数据模型，将与实体和联系相关的功能与行为剥离出来，仅从现实世界中实体的数据侧面来建立模型即研究数据对象与属性及其关系，并以此为基础建立相对的数据库结构框架。
5.4 数据库的实现
建立一体化系统数据库，主要实现用户输入原始的数据经过系统的处理在生成最终数据的功能。原始的数据一般都是有测点组成，而测点的数据是由测点的属性数据以及信息属性组成；根据数据库的模型处理之后可以查询用户想得到的数据，也可以通过模型的处理生成用户需求的数据表格、地理图形、地理勘察文字资料以及最终的数据，还可以进行各种的信息查询。
5.5 岩土工程的场地模拟以及勘察模拟
模拟是数字化的核心技术。而对数字化的岩土工程勘察技术来讲，工程场地的模拟以及勘察过程的模拟尤为重要。是指以数据库的方式来体现工程现场，进行工程现场的场地模拟，但场地模拟具有针对性，只能对某一个特定的环境进行模拟比如地理信息或者地貌结构。这样能便于解决由于地势复杂，限制了勘察人员进行岩土工程勘察，这时只需要收集勘察地区的地理资料、地质资料以及主要的底层，在放入虚拟勘察系统经过处理之后就可得到准确的勘察数据结果，得出勘察数据之间的联系。加强了技术的数字化程度，降低了勘察难度，提高了勘察效率。这样完全发挥了数字化在岩土工程勘察的优势，以数字化解决传统勘察技术不能解决的问题，有利于工程质量的保障。
6 结语
随着社会的高速发展信息社会的到来，数字化的水平越来越高。在各个方面的应用越来越广泛，各行各业都进行了数字化手段的革新，在岩土工程勘察过程中引进数字化手段与传统的勘察手段相结合，不断的精确勘察数据创新勘察手段，提高了我国勘察技术走向新的高峰。
参考文献
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