基于數字化的巖土工程勘察技術應用研究

李江龍

摘 要：在當下信息時代的高速發展之下，計算機數據處理等技術被應用在各個方面，對巖土工程的勘察技術也有著很大的提高。在巖石工程主要是以巖體和土體兩個作為主要的研究對象，由于地質形成的復雜性，再形成過程當中受到各種外力的作用，和氣候的影響結構的變化，就造成了工程的性質具有多樣性和很強的區域性。

關鍵詞：數字化；巖土工程；勘察技術

中圖分類號：TU195 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）15-0129-02

在巖土工程勘察過程之中由于傳統技術的局限性，從而很多復雜的工程不能去完成勘察任務。但隨著計算機技術的快速發展和成熟，建模手段的提高，現在使巖土工程勘察技術走向信息化、數字化形成了完整的科學化體系，因此數字化的巖土工程勘察技術也被廣泛的應用在勘察之中。本文就數字化的巖土工程勘察進行簡要分析和探討。

1 巖土勘察工程

開展工程建設項目之前，對工程施工地點進行勘察是最重要的一步，這樣能有利于了解建設場地的地質、巖土類型，從而能結合地質巖土的實際情況做出相應設計方案，如遇到嚴重的巖土問題也能及時制定應對措施。再加上我國又存在地形地貌復雜，特殊巖土種類繁雜，地質災害頻繁等特點，因此在工程建設之前及時有效的開展巖土勘察是非常重要的。這樣可以有效的避免地質巖土給工程建設帶來的問題，也能防止工程事故消除安全隱患。

巖土工程主要是對巖體和土體進行勘察。巖體的形成在經過演變等外力作用之下，變得地應力場環境復雜、結構復雜。在加上在不同的地區不同的環境之下，其地質作用也有很大的不同，有很強的區域性，由于不同的巖體巖土特性的變化，因此工程建設也需要做出相應的改變。

2 傳統勘察技術問題

2.1 勘察水平低

由于巖土工程的復雜性和特殊性，勘察技術就需要勘察人員時刻學習把握新的勘察技術，但由于專業的設置過細，分工太多明確使得設計和勘察脫節嚴重，使得勘察提供的數據信息，讓設計人員難于僅靠數據就理解到巖土的相關信息。因此造成勘察數據不能很好的在設計中體現，使工作效率下降影響了工程質量，并造成了不必要的浪費。

2.2 數字化地圖與數字化設計系統間不匹配

地形是工程設計的基礎，因此地形圖是設計底圖的基礎。但由于數字化地圖應用到設計當中，由于技術的不成熟很難與相關設計軟件形成對接匹配，不僅影響了工程質量還使很多設計系統得不到推廣應用。

2.3 勘察數字化程度不高

在傳統的勘察技術中，往往都是以表格、文字、圖紙等形式去體現，但信息數據很難得到體現多數都是地形地貌的描述。這樣影響了設計人員不能準確的把握勘察信息對信息的利用率不高，從而造成設計的缺陷。

3 數字化勘察技術

數字化巖土勘察技術是運用測繪技術、數據庫技術、計算機技術、網絡技術、CAD技術，在通過計算機把一個工程所以需要用到的信息，有效的整合到一起建立一個綜合的數據庫。

使勘察設計的技術手段從手工方式向現代化CAD技術轉變。做到數據信息化、勘察資料數字化、圖文處理自動化，把勘察數據、文字、表格、設計計劃、設計進度整合到一起，逐漸形成多專業、全方面、智能化的工程勘察設計體系。該體系使勘察設計更加系統化，加快了勘察技術的信息化數字化。

4 巖土工程數字化建模

4.1 表面建模法

在早期巖土工程地質建模一般采用表面模型法（也叫數字表面模型），它主要是通過準確的對工程地質外表面表示的一種建模方法，也是目前應用最廣泛的建模方法之一。表面建模法通過對地質表面一系列離散的點，檢測它們的幾何特性數據和屬性數據，然后利用數據解釋地質。所有的數據點連成一個表面，常用數學模型和圖示模型法來表示。而常見的圖示法包括不規則網格法、規則網格法、邊界表示法、等值線法等。

4.2 地形建模方法

通過地區的DEM數據加上遙感影像來繪制三維地形圖，這種方法即為地形建模方法，再結合相關的投影變換，在進行對圖片調色等處理，作為地形紋理或底圖。

4.3 地質三維數字化

地質三維數字化是將地球的三維空間全部的內容，包括地質、巖土、巖石、天然氣、海水、地下水等，對此類對象在地球三維地理空間上個點的屬性、狀態的三維空間建立統一的三維數字化進行描述。

使用數字化技術的建模應用之后使得巖土勘察技術飛速的發展，提高了工程數據勘察的準確度，同時還確保了數字化勘察技術在巖土工程中應用中的保障。

5 數字化巖土勘察數據庫系統的建立

基于巖土工程勘察涉及到的原始數據主要為地理信息方面的空間數據和非空間數據，數據來源主要包括：

5.1 基礎地理數據

主要是由主要是由地貌、植被、水系以及社會地理信息等信息要素構成，此數據可以通過制圖來表示，主要分為自然區劃圖和地形地貌圖。

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

5.2 巖土工程勘察數據這些數據主要包括

巖土勘察數據主要是指所劃定研究的區域內所有的勘察資料。但需篩選出各個勘察點有效的信息，主要是包括環境、地理位置、巖土的所有指標等信息，以及各種建筑場地地表層的地理信息（液化等級、液化指標、周期、年份、沉積程度）。

經過以上的分析總結出要建立完整的數字化巖土勘察數據庫需要以下幾個步驟構建：

5.3 巖土工程勘察數據庫的概念模型設計

首先要對巖土工程勘察數據庫建立一個模型的概念，巖土工程勘察需要依靠一個具有能大量儲存完整地理數據、處理繁雜數據問題能力的系統。為了能獲得反映信息世界的概念性數據模型，將與實體和聯系相關的功能與行為剝離出來，僅從現實世界中實體的數據側面來建立模型即研究數據對象與屬性及其關系，并以此為基礎建立相對的數據庫結構框架。

5.4 數據庫的實現

建立一體化系統數據庫，主要實現用戶輸入原始的數據經過系統的處理在生成最終數據的功能。原始的數據一般都是有測點組成，而測點的數據是由測點的屬性數據以及信息屬性組成；根據數據庫的模型處理之后可以查詢用戶想得到的數據，也可以通過模型的處理生成用戶需求的數據表格、地理圖形、地理勘察文字資料以及最終的數據，還可以進行各種的信息查詢。

5.5 巖土工程的場地模擬以及勘察模擬

模擬是數字化的核心技術。而對數字化的巖土工程勘察技術來講，工程場地的模擬以及勘察過程的模擬尤為重要。是指以數據庫的方式來體現工程現場，進行工程現場的場地模擬，但場地模擬具有針對性，只能對某一個特定的環境進行模擬比如地理信息或者地貌結構。這樣能便于解決由于地勢復雜，限制了勘察人員進行巖土工程勘察，這時只需要收集勘察地區的地理資料、地質資料以及主要的底層，在放入虛擬勘察系統經過處理之后就可得到準確的勘察數據結果，得出勘察數據之間的聯系。加強了技術的數字化程度，降低了勘察難度，提高了勘察效率。這樣完全發揮了數字化在巖土工程勘察的優勢，以數字化解決傳統勘察技術不能解決的問題，有利于工程質量的保障。

6 結語

隨著社會的高速發展信息社會的到來，數字化的水平越來越高。在各個方面的應用越來越廣泛，各行各業都進行了數字化手段的革新，在巖土工程勘察過程中引進數字化手段與傳統的勘察手段相結合，不斷的精確勘察數據創新勘察手段，提高了我國勘察技術走向新的高峰。

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