試論巖土工程勘察的數字化技術應用

摘要：本文首先闡述了巖土工程勘察及其數字化技術的相關概念，提出了傳統的工程勘察技術存在的不足之處，進而聯合實際，針對數字化巖土工程勘察技術的應用情況進行深入分析，僅供參考。

關鍵詞：巖土工程；數字化技術；勘察；應用

隨著我國科技技術的快速進步，我國的巖土工程勘察行業也隨之發展，尤其是勘察技術也發展迅速。其中，巖土工程勘察行業主要是對各種大型復雜工程進行勘察，它是各類工程設計與施工的基礎依據，其勘察的主要內容包括高層建筑和超高層建筑、復雜地基處理、深基坑開挖、大型邊坡工程、地下工程、移山填溝、圍海造陸、海上平臺、核電站等。必須嚴格按照國家的相關規定進行控制，應當在工程勘察前做好工程勘察的取樣及地址鉆探工作，以便確保巖土工程勘察的準確性與嚴密性、安全性。然而，由于巖土工程較為復雜，如何準確獲取工程的巖土性狀與特性指標，成為當前勘察行業首要應當解決的問題。當前，通過研發，對巖土工程勘察方法實施改進，主要將數字化技術應用于巖土工程的勘察中，可以有效的提高工程建設的質量、安全性及經濟性。現就巖土工程勘察的數字化技術應用進行具體分析。

1巖土工程勘察及其數字化技術概述

1.1巖土工程勘察

我國在開展各類工程建設項目之前，主要通過對工程項目的所在地進行勘察，結合巖土工程勘察的結果，對工程項目的建設場地的地質情況、巖土種類進行了解，以便工程施工單位適時了解建設場地的實際情況，從而及時對工程項目所建地存在的巖土問題提出相應的解決對策。另外，由于我國的地形獨特，而且特殊性巖土的種類繁多，屬于地質災害頻繁發生的國家，導致其中存在的巖土工程問題復雜多樣。由此可見，通過及時開展各類巖土工程的勘察工作，不僅可以有效的解決各類地質問題引起的工程問題，在工程項目所建地的不良地質發生消極影響之前便采取防治措施，消除隱患；而且可以有效的避免由于地質問題而發生工程事故、地質災害等。

根據調查，巖土工程主要是對巖體和土體進行勘察。各類巖體在其形成和演變、發展、存在的整個地質歷史過程中，由于經過各式各樣的地質作用，逐漸形成為結構復雜、地應力場環境復雜的巖體。此外，由于地區不同，其地質作用的具體情況也各不相同。因此，若巖體所形成的地區不同，它由于所經受的地質作用各不相同而使其巖體特性差別較大，在工程中的影響情況也互不相同。其中，巖石在出露地表后，主要經過風化作用而形成土，它們或留存在原地，或經過風、水及冰川的剝蝕和搬運作用在異地沉積形成土層。加上在各地質時期各地區的風化環境、搬運和沉積的動力學條件差異性較大，所形成的巖體自然各不一致，由于巖土的特性不一致，致使工程建設項目的具體條件有所改變。

1.2數字化巖土工程勘察技術

數字化巖土工程勘察是指應用當代測繪技術、數據庫技術、計算機技術、網絡通信技術和CAD技術，通過計算機及其軟件，把一個工程項目的所有信息（勘察、設計、進度、計劃、變更等數據）有機地集成起來，建立綜合的計算機輔助信息流程，使勘察設計的技術手段從手工方式向現代化CAD技術轉變，作到數據采集信息化、勘察資料處理數字化、硬件系統網絡化、圖文處理自動化，逐步形成和建立適應多專業、多工種生產的高效益、高柔性、智能化的工程勘察設計體系。

2傳統的巖土工程勘察技術存在的不足之處

（1）勘察資料過于地質化

由于當前我國的巖土工程勘察部門的崗位分工不明確，導致工程項目單位中長期的條塊分割，勘察、設計分散作業，加上巖土工程規范制定和新技術、新方法的研究與應用項目停滯不前，以及專業設置過細，巖土工程本身的特殊性等原因，設計與勘察之間脫鉤過多，導致我國巖土工程勘察單位所提供的相應巖土工程信息通常以設計人員難以理解的形式出現。另外，加上工程勘察單位在展開工程項目的勘察過程中，難以全過程、全階段的參與工程項目的設計與實施過程，加上工程項目的設計人員專業化知識水平較低，增加了勘察工作開展的難度，致使勘察成果在設計中的轉化率較低，造成許多不應有的浪費和損失，影響了工程項目的勘察質量的精確性與準確性。

（2）勘察信息數字化程度不高

勘察部門提供的勘察信息往往以圖紙、表格、文字等形式為主，內容上定性描述較多。這一方面造成設計人員對于勘察信息難于準確理解，另一方面造成對勘察信息處理、利用上的困難。

3數字化巖土工程勘察技術應用分析

3.1數字化建模方法

當前，由于數字表面模型法在表達地面起伏情況方面的準確性與真實性較高，在開展巖土工程的勘察工作時，主要以數字表面模型法作為建模方法。

3.1.1數字表面模型法

數字表面模型法可以有效的將一系列同屬性的點按照一定的規則連接起來，構成網狀曲面片，將抽象化為形象，從而準確確定整個地質體的空間屬性，它以高度精確的表示工程地質體外表面的方式作為均質地質體的表示方法。

3.1.2地形建模方法

通過將某地區的DEM數據作為基礎，然后疊加遙感影像來完成三維地形的顯示，此方法即為地形建模方法。通過將正射影像圖進行投影變換，結合、使用Photoshop進行調色處理，作為地形紋理或三維城市的“底圖”。

3.1.3地質三維數字化

地質三維數字化，通過將地球三維地理空間中全面的地下各項內容，包括地層、土質、巖石、石油、天然氣、礦藏、海水、地下水、廢物等，對此類對象相應在地球三維地理空間上各點的屬性、狀態、特征等的分布建立統一的三維數字化描述。

3.2數字化巖土勘察工程數據庫系統

基于GIS的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，數據來源包括：第一，基礎地理數據。主要包括地形地貌圖和自然區劃圖。第二，巖土工程勘察數據。巖土工程勘察數據主要有所研究區域的工程地質勘探資料；各勘探點的所有信息；各類建筑場地的地層信息，比如年代、沉積相、液化等級等。

其中，數字化巖土勘察工程數據庫系統的主要步驟有兩方面，一方面為巖土工程勘察數據庫的概念模型設計，另一方面為數據庫的建立與實現。

（1）巖土工程勘察數據庫的概念模型設計

巖土工程勘察數據庫管理作為巖土工程勘察數字化系統的一項基礎工作，是一個數據密集、處理復雜的數據庫應用問題。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，并在此基礎上建立相對應的數據庫表結構。

（2）數據庫的建立與實現

巖土工程一體化系統的數據有三大部分：主要包括用戶原始數據，系統中間數據，最終數據。其中，原始數據由測點數據組成，而測點數據又由測點幾何屬性數據（位置）和測點信息屬性數據；中間數據包括根據原始數據系統自動生成的地層層面等值線模型、三維表面模型、剖面模型等。根據這些模型可以生成用戶需要的各種件，還可以進行各種信息查詢操作；最終數據種類繁多，主要是根據用戶需要由中間數據生成，包括圖形資料和文檔資料。

4結語

隨著當前我國計算機信息技術的發展，巖土工程勘察數字化技術現今已逐漸得到廣泛應用。綜上所述，通過采用數字化技術進行巖土工程的勘察工作，可以有效的促進巖土工程勘察工作的開展與研究，便于提高工程項目的安全性與經濟性，進而改善工程項目的質量。

參考文獻：

[1]鄒喜國，司濤.淺析巖土工程勘察的現狀與展望[J].科技資訊，2010（16）.

[2]姜明友.巖土工程勘察中常見問題的分析和解決措施[J].中國新技術新產品，2010（18）.

[3]肖興國.巖土工程勘探的監理[M].北京：工程工業出版社，2001.