砂土液化勘察中信息技術(shù)的優(yōu)勢體現(xiàn)

吳家銘

摘 ?要：信息技術(shù)在砂土液化勘察工作中應(yīng)用十分廣泛，文章以地理信息系統(tǒng)為例，對信息技術(shù)在砂土液化勘察工作中的應(yīng)用優(yōu)勢進行分析。首先結(jié)合信息技術(shù)和砂土液化勘察工作的特點分析將兩者結(jié)合使用的技術(shù)優(yōu)勢，再以可視化的實現(xiàn)為例從系統(tǒng)建設(shè)角度出發(fā)分析信息技術(shù)優(yōu)勢的具體體現(xiàn)，并對系統(tǒng)建設(shè)的相關(guān)操作進行介紹，為今后砂土液化勘察工作中信息技術(shù)重要性的充分發(fā)揮奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：砂土液化;勘察;信息技術(shù);GIS;優(yōu)勢;應(yīng)用

中圖分類號：TU413 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2015）06-0073-02

受振動影響，細砂土等物質(zhì)會呈現(xiàn)液態(tài)現(xiàn)象，將其稱之為砂土液化。有時在孔隙水壓影響下，砂土所受應(yīng)力發(fā)生變化也會使其從常見狀態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。砂土液化現(xiàn)象的出現(xiàn)很容易造成地下水漫溢，造成“噴水冒砂”現(xiàn)象，嚴重時甚至可導(dǎo)致地面大面積沉陷，給建筑物帶來極大的危害。由于砂土液化現(xiàn)象多發(fā)生在地下位置，人眼無法直視，故借助信息技術(shù)實現(xiàn)勘察可視化操作成為了該項技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用的突破口。

1 ?信息技術(shù)與地質(zhì)勘察

信息技術(shù)主要用于信息處理，是多種應(yīng)用技術(shù)的統(tǒng)稱，按照操作、功能、設(shè)備等差異進行劃分，可分為多個技術(shù)類型。它集信息采集、傳輸、存儲、加工于一體，應(yīng)用十分廣泛。在地質(zhì)勘察工作中，信息技術(shù)憑借一系列優(yōu)勢也得到普及和推廣，利用信息技術(shù)配合地質(zhì)勘察相關(guān)技術(shù)應(yīng)用能幫助人們更好的進行數(shù)據(jù)分析和處理，進而優(yōu)化操作，有利于推進地質(zhì)勘察工作便捷化。目前，在這一領(lǐng)域中，信息技術(shù)與地質(zhì)勘察技術(shù)的綜合應(yīng)用已經(jīng)成為發(fā)展趨勢，越來越多的信息技術(shù)逐漸融入到地質(zhì)勘察技術(shù)中，推進了新型勘察手段的研發(fā)，在砂土液化勘察工作中也是如此，其應(yīng)用優(yōu)越性一目了然。本文結(jié)合勘察工作的具體開展對信息技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢加以說明。

2 ?砂土液化勘察中信息技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢分析——以

可視化為例

信息技術(shù)在砂土液化勘察工作中應(yīng)用十分廣泛，可以說基于科技手段開展的勘察工作或多或少都會運用到信息技術(shù)。由于篇幅有限，本文選取地理信息系統(tǒng)為主要研究對象，分析信息技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢。

2.1 ?GIS的應(yīng)用機理

可視化操作是砂土液化勘察技術(shù)發(fā)展、創(chuàng)新的一大轉(zhuǎn)折點。它的實現(xiàn)主要是基于地理信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)（GIS）是地理學(xué)研究領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛的信息技術(shù)。GIS屬空間信息系統(tǒng)，信息處理主要作用在地球表層空間，除具備前文提及的信息技術(shù)作用功能外，還能實現(xiàn)數(shù)據(jù)運算、信息的分析與描述等。

GIS系統(tǒng)在實際應(yīng)用中具備如下功能：①通過數(shù)據(jù)獲取建立相關(guān)信息數(shù)據(jù)庫;②通過格式化操作變換數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);③存取、組織數(shù)據(jù);④查詢、統(tǒng)計、計算;⑤空間分析;⑥顯示輸出。

這些功能為砂土液化勘察工作實現(xiàn)可視化操作奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，特別是顯示輸出功能的存在，能夠幫助砂土液化勘察通過計算機屏幕進行數(shù)據(jù)表達。

2.2 ?GIS的具體應(yīng)用優(yōu)勢

①砂土液化勘察所用數(shù)據(jù)或勘察工作所得數(shù)據(jù)極具空間性，大部分的應(yīng)用信息都數(shù)據(jù)空間型數(shù)據(jù)。以SPT數(shù)據(jù)為例，錘擊數(shù)與勘察深度兩個條件只有同時具備時，技術(shù)人員才能進行分析。諸如此類的空間數(shù)據(jù)在砂土液化勘察中十分常見，因此為方便管理需要有專門性質(zhì)的空間數(shù)據(jù)庫來集中存放，而這正是空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)GIS的強項。

②砂土液化勘察過程復(fù)雜，特別是勘察工作進入到評價階段時需大量巖土工程數(shù)據(jù)，除SPT數(shù)據(jù)、巖土體分層信息數(shù)據(jù)、地震設(shè)防數(shù)據(jù)、CTP數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)之外，還需要土層物理指標、固結(jié)、荷載、地質(zhì)構(gòu)造、地貌形態(tài)等一系列數(shù)據(jù)。GIS系統(tǒng)擬建數(shù)據(jù)庫將上述信息分門別類存放，能夠極大的提高信息提取效率，便于數(shù)據(jù)取用，從而推進勘察工作的順利開展。

③有利于實現(xiàn)勘察數(shù)據(jù)可視化。在信息領(lǐng)域中，可視化對于接受、傳輸信息而言意義重大。特別是空間數(shù)據(jù)，由于其具有多維性，利用可視化操作的優(yōu)點更是明顯。砂土液化產(chǎn)生的原因通過前文分析可以看出同巖土環(huán)境關(guān)系甚密，為了能夠?qū)⒌乩憝h(huán)境因素更多的融入到砂土液化勘察工作中，需要系統(tǒng)具備可視功能，以擴寬研究人員的想象空間，激發(fā)其創(chuàng)造性思維。

④在砂土液化研究方面，我國現(xiàn)階段使用的辦法借助GIS可以達成一定目的，例如：GIS可擬建分析模型，用以對液化問題展開評價，這也在一定程度上為GIS在砂土液化勘察中的應(yīng)用提供了契機。

3 ?信息技術(shù)下可視化的實現(xiàn)與應(yīng)用

3.1 ?可視化系統(tǒng)建設(shè)

在信息數(shù)據(jù)反應(yīng)方面，GIS空間性強，對空間數(shù)據(jù)的處理的也能體現(xiàn)出多維性。不僅如此，砂土液化問題的多因素效應(yīng)也能通過GIS來展現(xiàn)，從這兩方面可以看出，將GIS與砂土液化勘察充分結(jié)合在GIS平臺上開發(fā)可視化系統(tǒng)對于優(yōu)化勘察工作而言具有現(xiàn)實意義。可視化系統(tǒng)的具體應(yīng)用建設(shè)在砂土液化勘察工作中主要用于評價階段。

可視化系統(tǒng)的具體應(yīng)用建設(shè)在砂土液化勘察工作中主要用于評價階段，其基本構(gòu)成示意圖如圖1所示。

圖1為可視化系統(tǒng)應(yīng)用于砂土液化勘察工作的大體構(gòu)成情況，用戶界面模塊之下又劃分出多個模塊內(nèi)容，不同的模塊具備不同的功能，如空間分析模塊，其主要功能是開展數(shù)據(jù)空間分析。

可視化操作系統(tǒng)由地震導(dǎo)致的砂土液化，它不僅借用了GIS強大的數(shù)據(jù)功能，還疊加了其它一些信息，如地質(zhì)構(gòu)造信息、水系信息等。通過該系統(tǒng)設(shè)計，勘察評價工作能夠在數(shù)據(jù)空間分布顯示狀態(tài)下開展。

3.2 ?GIS數(shù)據(jù)庫在砂土液化勘察中的應(yīng)用建設(shè)

在砂土液化勘察中，通過系統(tǒng)建設(shè)實現(xiàn)可視化評價的重要前提是擁有空間數(shù)據(jù)庫。空間數(shù)據(jù)庫依照數(shù)據(jù)信息的不同又分為兩種，具體建設(shè)如下：

首先，空間圖形庫。這一類型數(shù)據(jù)庫詳細劃分下來也分為多種，如地理底圖庫。GIS之下某一方面具有共性的目標數(shù)據(jù)可歸為一個數(shù)據(jù)層，用以描述某個屬性特征，即為圖層。多個圖層集合后，則構(gòu)成砂土液化勘察地的相應(yīng)目標數(shù)據(jù)。

從各層數(shù)據(jù)內(nèi)容方面來看，可從以下幾方面進行信息系統(tǒng)建設(shè)：

①基本地理信息。包括交通圖層、水系圖層、居民地圖層、地形地貌圖層等。

②地質(zhì)構(gòu)造信息。主要包括描述斷裂的相關(guān)圖層。

③專題評價數(shù)據(jù)。如SPT數(shù)據(jù)、取樣分析等數(shù)據(jù)。

④專題評價成果數(shù)據(jù)。如砂土液化預(yù)測、危害評估、防治處理等相關(guān)圖層。

⑤水溫地質(zhì)信息。如水文地質(zhì)界線圖層等。

上述信息系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容根據(jù)勘察工作的實際情況可適當進行增減，以凸顯勘察研究工作的重點內(nèi)容。

4 ?結(jié) ?語

隨著研究領(lǐng)域加深，科技不斷進步，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方法由于局限已經(jīng)無法適應(yīng)新時期的砂土液化勘察工作。現(xiàn)階段，信息技術(shù)的應(yīng)用正好彌補了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方法所固有的局限性，特別是GIS的應(yīng)用，在很大程度上優(yōu)化了砂土液化勘察工作的相關(guān)環(huán)節(jié)。

參考文獻：

[1] 安翌飛.對建規(guī)砂土液化判別法的驗證與探討[D].北京：中冶集團建筑研究總院，2013.

[2] 鄭喜耀，姚首龍，周楊銳，等.PCPT資料在海底淺層砂土液化勢判別中的應(yīng)用[J].海岸工程，2014，（3）.