浅析岩土工程数字化勘查技术

【摘要】本文作者分析了岩土工程中数字化勘查技术的应用，供大家参考借鉴。

【关键词】岩土工程；数字化；勘查技术；应用

1 岩土工程勘察方法概述

1.1 传统的岩土工程勘察方法存在的问题

1.1.1 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。

1.1.3 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。

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。

2 岩土工程勘察数字化的关键技术

对于数据库系统来说，在卫星定位系统基础上的勘察，涉及到的数据主要是地理信息方面的数据，分为：空间数据和非空间数据。主要来源于：基础性的地理数据，即自然区画图和地形地貌图，其中，前者反映的是研究区域内主要道路、居民区等公共设施的自然地理信息，后者反映的是研究区域内的原有地貌情况。研究区域内的勘探资料，经过合理筛选和处理后，勘探点处包含有环境、地理等大部分信息以及地层信息，如：液化等级和指数、特征周期等。构建岩土勘察工程的数字化数据库的主要步骤为：设计数据库的概念模型，数据库管理作为一项基础性工作，具有很强的数据密集度，处理起来也十分复杂，为了得到全面准确的概念性模型，需要对数据对象及其属性进行研究，同时建立数据库表结构。下一步是进行数据库的建立，将数据划分为三类：原始数据，这类数据是通过用户侧输入的，主要是由测点数据组成；中间数据，这类数据是系统自动生成的，包括地层层面的等值线模型、三维表面模型等，它们可以各种图件，供用户使用，也可以实现信息的查询操作；最终数据，这类数据的种类较多，从用户需要的角度考虑，主要是图形以及文档资料。

3 岩土工程地质勘查技术应用的基本原则

结合岩土工程施工的实际需求，地质勘查技术应用的目的是了解清楚工程施工范围内的地质情况。那么，岩土工程应该如何合理应用地质勘查技术呢？笔者认为应该遵循以下的基本原则。

3.1 合理规划，完善地质勘查水平

岩土工程施工，需要秉着可持续的科学发展观，提高地质勘查的水平。因此，在工程地质勘查的时候，应该进行合理规划，采用统筹兼顾的方法，详细规划地质勘查方案，按照国家地质勘查找矿的具体要求部署工作。

3.2 合理布局，按照地质勘查规律，以提高勘查的有序性

岩土工程地质条件多种多样，地质勘查在布局方面应该兼顾岩土工程相关性的内容，在此基础上开展勘查工作，引导地质勘查工作的有序开展，提高岩土工程地质勘查工作的科学水平。

3.3 合理创新，结合地质勘查需求，以促进岩土工程地质勘查技术的创新

岩土工程地质勘查工作的技术创新，将决定了工程的施工水平。岩土工程地质勘查以往凭借的是经验判断，而如今应用各种先进技术，与科技兴国的国家发展战略如出一辙，我们应该结合具体岩土工程地质勘查需求，合理配置资源，灵活应用和不断创新各种地质勘查技术。

4 数字化勘察技术在岩土工程中的应用

岩土工程的勘察内容比较复杂，通过数字化勘察技术的应用，完善岩土工程的实际勘察，具体应用分析如下：

4.1 数字化勘察技术的建模应用

数字化勘察技术在岩土工程中的建模应用，主要是将岩土数据转化成数字化的方式，进而利用数字化技术深度分析岩土数据。建模应用必须以岩土工程的实际环境为主，以此来获取深层次的岩土信息冈。建模能够为岩土工程提供数字化的地图，整合多项岩土资料，科学匹配建模中的技术与软件，例如：传统勘察技术无法实现地图与软件的匹配，特别是CAD，很大程度上降低岩土勘察的效率，所以某工程利用数字化勘察技术连接地图与CAD软件，CAD得出的数字可以直接在地图上应用，不需进行数据转换，提升岩土工程的勘察效率。数字化技术的建模应用，促使岩土工程勘察跟上信息化的发展速度，保障工程数据的勘察水平，同时确保数字化的勘察信息在岩土工程中的应用效益。

4.2 实现岩土工程场地虚拟

场地虚拟是数字化勘察技术的核心，以数据库的方式反映工程现场。场地虚拟具有针对性，并不是岩土工程的所有勘察都可实现虚拟，只能实现于特定环境中，如：地理信息环节、地形信息环节等。以某岩土工程为例，分析数字化勘察技术的场地虚拟。该工程所处地理位置山川较为丰富，成为该岩土工程勘察的制约条件，该工程勘察人员首先收集山川资料，重点以地层、地质为主，然后虚拟勘察系统，得出各项勘察数据之间的关系，强化数字技术的勘察特性，最后勘察人员在虚拟场地中输入收集的资料，场地虚拟会自动生成勘察人员所需的信息资料。基于数字化勘察技术的场地虚拟，有利于获取交点信息，降低岩土叠加的勘察难度，实现多层次勘察。近几年，数字化勘察技术的场地虚拟，成为岩土工程中主流的勘察方式，发挥数字化的勘察优势，解决传统岩土勘察的弊端，而且勘察结构准确度非常高，有利于岩土工程的安全施工。

4.3 岩土工程的勘察模拟

数字化勘察技术促使岩土工程呈现模拟变化，严格处理多样的岩土数据，便于获取整个工程的实际信息。部分岩土工程内的数据较难通过实际勘察测量，数字化勘察技术能够模拟岩土工程环境，构建概念性的勘察系统，充分研究岩土工程勘察过程中的技术问题，实行数字化管控，利用勘察模型模拟岩土工程，快速抽取模拟勘察量。因为数字化勘察技术能够准确反映实际与模拟岩土工程之间的属性关系，所以岩土工程单位利用模拟勘察，获取复杂岩土工程的基本信息。