巖土工程勘察中的基礎地質技術應用

蔣小紅

摘要：巖土工程勘測在我國工程建設準備中起到了非常重要的作用，作為前期準備的一項重要內容，相關的巖土工程勘測人員需要掌握常見的基礎地質技術，目的是提高巖土勘測的質量，保證巖土勘測的精準。

關鍵詞：勘察；技術；巖土；工程；施工

一、前言

巖土工程勘測技術隨著科學技術的發展已經展現出了新的特點，隨著我國對于技術發展的重視，在巖土勘測技術中，從傳統的方法已經逐漸向著計算機建模的方向進行轉變，本文重點對該問題進行了詳細的分析。

二、傳統巖土工程地質勘測技術

1、原位測試。勘察工作中的原位測試注意必須根據相應的規范和標準進行測試，不能為了降低工作量或者追求簡單而選擇錯誤的測試方法，比如：在標準貫入測試中不對桿長和孔深進行調整，這是不符合規范要求的，因為如果孔底存在殘留或者縮孔就不能保證貫標器落在孔底的位置，就不能保證標貫數據的準確性。按照規范和要求進行的標準貫入試驗有利于確保測試位置處于縮頸，并及時控制孔底有殘留的情況，同時也能及時的發現極軟弱的地層，根據標貫的自沉和自陷情況來確保測試數據的準確性。靜力觸探試驗是指利用液壓靜力觸探的雙橋探頭進行試驗，利用微機來收集整理信息并自動化的處理信息，繪制相應的觸探曲線。動力觸探試驗是判斷風化基巖物理力學的性質的方法波速測試主要是用來判斷旌工場地的土的種類，并根據各層土剪切的速值等判斷出場地的種類，對場地的覆蓋層厚度進行測試，從而準確的判斷地基的土液化。

2、室內試驗。室內試驗主要是針對擬建場地的巖土存在的問題，對巖石的物理力學方面的性質進行分析，并為之后的巖土工程施工、評價、分級等奠定基礎。室內試驗主要是指根據土的物理學性質來判斷土的一般物理性質。同時利用壓縮試驗來分析土的壓縮性質，利用顆粒分析方法來確定砂土的名字。

三、巖土工程勘察中的關鍵問題

1、地下水問題。對于巖土的勘察過程中，水文的勘察是勘察過程總的重點，對于巖土下層的地下水會直接影響到我國很多建筑的施工，目前我國對于地下水的數據采集基本上是使用采集后，使用相關的儀器進行分析，最后通過計算機進行詳細的整合。而是的滲透壓以及地下水在施工過程中的控制，都是依據勘察過程的數據，所以勘察的結果的準確性對于建筑施工的安全具有重要意義，對于地下水的采集和勘測必須采用科學的方法。

2、地質構造問題。巖土工程勘察中，要對相關的地質構造進行有效掌握，了解沿線地質的大致走向、傾向、富水情況等，特別是斷裂帶及采空區，要重點勘察并及時給出建議。如有必要，應進行斷裂專題勘察，為考慮是否需對結構進行特殊處理的工程設計提供資料。

3、不良地質及特殊性巖土問題。在進行巖土工程的勘察過程中，對于施工路線周邊的不良地質情況需要盡心詳細的勘察，重點勘察對象主要有軟土、膨脹土、殘積土、人工填土、地震可液化層等等。尤其要注意的是，勘察過程中必須慎重對待人工填土問題，如有必要，要適當增大勘探孔密度，以此保障基礎資料及相關數據的科學性。

四、基于三維地質模型的巖土工程有限元自動建模方法

1、計算區域的切割與選取?？紤]到地質模型與數值模型有著一些差異，因此，必須使用區域切割技術來處理，在進行數據分析的過程中，需要建立計算模型，在計算時應該采取科學的方式消除邊界效應，這樣才能夠達到計算精度，為了縮短計算時間，必須要根據數值分析范圍來選擇切割區域。為了提升計算精度，切割區域選擇矩形體，通過區域切割算法來得到交點與公共交線，利用該種算法，即可提取到局部動態，也能夠對開挖過程進行模擬。

2、表面模型的重構。地質模型在經過處理后其數據拓撲關系會發生變化，為了與原結構保持一致，要對區域切割后的交點和交線進行表面網格重構，在重構的過程中，并不會改變地質模型的原有形態。具體的重構方式包括地層分界面重構以及地質周圍表面重構兩種。在地層分界面重構方面，需要將切割范圍的交點與交線進行分類存放，在將交線作為約束邊界，對控制點與交點進行構網，完成之后，可以對不同的控制點進行高程映射，再進行重復，這樣既可完成地層分界面模型的構建；在地層周圍表面的重構方面，需要對區域切割后的交點按照順序封閉輪廓線，再將此交線作為約束條件，對各個交點進行構網，再進行重復，即可構成周圍表面模型。將以上結構進行統一，即形成計算模型初始表面網格。

3、有限元網格的自動生成。就現階段來看，有限元網格算法已經較為成熟，但是其焦點大多集中于算法本身，在實際的計算過程中，常常需要人機交互進行修復與情理，同時也要對外邊界范圍邊長、區域的封閉性進行判斷，這就會導致了網格剖分難以得到正常的運行，這就在一定程度上降低模型自動化的程度，導致建模效率降低，借助地質模型便可很好的改善這一不足之處。

此外，體網格算法均是通過單空間域來實現，數值計算模型則需要進行自動生成，而單空間域則主要依靠人工形式完成，這就給網格剖分帶來一些不便，導致網格生產效率降低。根據地質模型有限元網格模型地層屬性的特征，能夠構建出地層單空間域，為此，需要構建出多種地層單空間域，再對網格進行自動剖分，繼而形成有限元體網格模型，在構建地層空間域的過程中，需要進行重復使用，這種方式也稱之為多空間域法。

4、模型導入有限元分析系統。完成以上的工序后，即可按照有限元數值分析的文件格式將系統中生成的有限元格拓撲數據以及幾何數據導入系統之中，再使用生成的數值來進行分析，這樣既可完成建模工作。使用該種轉化方式生成的模型不會受到分析系統的制約，在分析的過程中只要按照數據規定格式進行導入，即可以完成使用，如常用的有限元軟件ANSYS等等，都屬于該種類型。

五、結束語

綜上所述，本文對常見的巖土工程的勘察方法進行了詳細的分析，針對傳統的方法和現代計算機有限元法進行了介紹，隨著科學技術的發展，巖土工程勘測會朝著更加智能的方向進行發展。

參考文獻

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[2]胡蕾， 羅騰. 巖土工程勘察中的基礎地質技術應用分析[J]. 城市建設理論研究：電子版， 2013， （36）.endprint