計算機技術在工程勘察中的應用研究

朱連震

（滁州市建筑勘察設計院　安徽滁州　239000）

計算機技術在工程勘察中的應用研究

朱連震

（滁州市建筑勘察設計院安徽滁州239000）

工程勘察是為滿足工程建設的設計、規劃、施工、運營及綜合治理等需要，通過運用工程測繪、現場測試、鉆探、物探、長期觀測、實驗室試驗等多種勘察方式和手段進行的綜合性地質工作，查明各種工程建設地區的工程地質條件，為工程建設的規劃、設計和施工提供必須的基礎資料。本文對工程勘察進行分析，分析傳統工程勘察的問題，分析計算機技術在工程勘察的應用，尋求符合現代發展需要的工程勘察技術，為工程需要提供服務和保障。

工程勘察；計算機技術；問題；應用

工程設計的先決條件就是巖土工程的勘察，巖土工程信息包括地形地貌、斷層、地下水位、風化層厚度、地層界面及各種物探、化探資料，這些資料數據為工程設計服務。但這些數據信息分散復雜，需要運用適當的數學模型進行分析計算，根據計算結果實現規律的發現。傳統的勘察方法浪費時間和精力，不能完整的立體的表現工程的場地地質物理學性質變化。隨著計算機技術發展，科技人員根據工程勘察的操作步驟和數據需求設計開發軟件，實現巖土工程建模、巖土工程數字化等多種先進技術的廣泛應用，發展為現代化、信息化一體的巖土工程勘察數字化新體系。

1　工程勘察的現狀及存在問題

1.1現狀

①智能化的工程勘察設備和先進的計算機技術廣泛應用于工程勘察上，提高了勘察的效率和精確度；②工程勘察進入到以數據庫為核心的勘察設計一體化產業體系，實現多種復雜地形復雜狀況下的工程勘察。

1.2問題

（1）勘察資料過于地質化。地質勘察的技術特點要求勘察、設計等多項工作分散，勘查數據信息量大、結構復雜，勘查成果在設計中的轉化率較低，造成工作的浪費和損失。

（2）軟件系統的封閉性。軟件系統根據勘察細節的需求建立，缺乏完整性，各專業CAD系統之間的信息溝通由于數據模式的差異非常困難。

（3）工程勘察設計系統中空間分析能力不合理，不能根據有效的數據和數學模型形成完整的決策結果。

（4）系統綜合能力差。工程勘察的多方位信息復雜多樣，包含多類型的空間定位特征、定量指標、屬性特征等，現有的勘察設計系統缺乏數據的全面綜合處理功能，不能實現最優方案的設計和決策。

（5）數字化設計系統與數字化地圖的軟件結構不同，不能實現數據的有效對接，造成數據的機械移動，容易沾染計算機病毒和造成數據丟失，影響數據結果的應用。

2　巖土工程勘察一體化

根據工程勘察中勘查與設計分離。設計軟件溝通對接困難等不夠完善的主要問題，進行工程勘察計算機技術一體化體系的建立。建立統一的框架結構和協同工作環境，進行系統的總體設計和制定切合實際的實施方案，根據方案實施的細節匹配對應的計算機技術，將當代測繪技術、數據庫技術、網絡通信技術、CAD技術等多種計算機技術根據工程項目的所有信息環節有機的集成，實現數據采集信息化、硬件系統網絡化、勘察資料處理數字化，圖文處理自動化的智能工程勘察設計體系。

3　計算機技術在工程勘查中的應用

3.1在工程測繪中的應用

（1）工程勘察所依據的地形圖、平面圖等基礎圖件是工程測繪工作的結果。計算機技術在工程測繪的應用形式是應用高精度自動化的測量測量儀器進行數據的獲取、數據傳輸、數據處理，其中全自動數據處理系統包括數據檢核、存儲調用、平差計算、數字專題圖、數字地圖的產生及數據庫的管理應用、專家系統、機助成圖等內容，這種全自動智能化測量儀器的應用，增加了工程測量的精確度和可靠性。

（2）計算機技術中的衛星跟蹤定位技術實現了遙感圖像的精確傳輸和處理，控制網數據處理、高程數據處理、區域網平差、導線測量平差等計算機技術的運用，保證了大量測繪數據的整理和處理高精度、高速度。測繪情報資料的聯機檢索發展，實現了全國性脈絡貫通聯機檢索網絡。

3.2在水文地質的應用

（1）地下水的隱伏特質要求地下水的勘察需要通過建立模型實現。水文觀測資料的采集實現自動化智能儀器的運用，DSH程控水位計和全自動智能水位儀實現無人操作下的數據自動連續采集和計算處理，通過傳輸系統傳輸測量參數，并進行相關計算公式的計算。離散化模型中數值模型是地下水動態研究的重要理論基礎，有限分析法在流體力學和固體力學的應用中具有精度高、編程容易和穩定性好的實用價值優勢，水文工作的各階段計算機技術的應用保證了數學模型、電擬模型、映射孔原理模型等研究模型實現水流特征的預測，高效分析地下水系統。

（2）地基和壩基的計算機技術應用體現在有限元法、有限分析法等數值方法的SUSED程序的編制和應用，實現穩定和非穩定滲流的分析研究。計算機技術實現地下水資源的分析評價和未來狀況的預測預報，并將定量化有效體現。水化學研究應用計算機技術的圖解和數值方法將成果資料建立水化學數據庫，實現數據的共享和傳播。

3.3在工程地質的應用

3.3.1在工程鉆探的應用

現階段的鉆井工程系統是以計算機技術為基礎的多功能系統，該系統可以將鉆機的鉆孔數據結合巖石特性生成深度曲線，利用合理的參數需要，將數據結果通過數據采集系統的多路傳輸電路經數據通訊網自動輸入，實現數據的分析，發揮數據的指導作用。計算機技術在工程鉆探的應用實現了脫機使用的可能，實現鉆機的孔內參數連續監控，該系統的擴展和調整方便快捷。工程鉆探的計算機技術應用的另一個表現是專家系統和人工智能結合的鉆井人工智能系統在咨詢程序方面的應用，增加了功能的高效發揮。淺孔小鉆中應用計算機技術進行優化鉆進分析和可鉆性分級等多項工作，為數據的建立和工程地質分析研究提供最準確的資料。計算機技術實現土體的地震液化模擬分析，實現模糊綜合評定法對建筑場地類別的評定，根據試驗數據在數學模型中推導土體本構關系，并將土體動態變化的結果量進行回歸分析，得到最后的最終沉降量的預測。

3.3.2在地下工程及斜坡穩定性的應用

應用計算機技術的二維、三維的數值分析和物理模擬等進行試驗的數據采集和控制，實現應用于開發物理模型試驗和專用程序設計的同步操控，應用極限平衡法、應力-應變分析法等與穩定性的影響因素聯合作用分析，預測斜坡的穩定效果對工程建設的影響。計算機技術的應用取代了傳統的圍巖穩定性試驗，減少了試驗成本，并有效的保證了數據結果的穩定性和精確性，利用計算機技術的自動采集數據并報警的遙測儀器的應用更是在斜坡及洞室穩定性監測中發揮了重要的作用。

3.4數據庫、專家系統和機助制圖

計算機技術的發展為數據庫管理系統提供軟件基礎，實現工程勘察數據的建立。專家系統融合相關知識理論、實踐精華及專家的知識經驗，用計算機軟件體現并升華，提供專家水平的問題解答和操作模式。機助制圖實現數據資料的多途徑收集和模型加工，為工程勘察提供最需要的圖紙效果，并保持效果的精準、完整和簡練，為實際應用提供參考基礎。

4　結束語

計算機技術的應用在工程勘察中取得豐碩成果，但由于技術的更新速度和資金的缺乏，容易造成多系統的更新滯后和連接溝通問題，需要勘察單位和計算機專業人才在勘察過程中發現更多的應用問題，并尋找原理實現技術的更新突破，讓計算機技術為工程勘察提供最優質最高效的服務。

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1673-0038（2015）31-0326-02

2015-6-25