數字化技術在巖土工程勘察中的應用分析

陳鑫

摘 要：隨著我國經濟建設的發展，各類工程項目規模不斷擴大，工程建設質量要求也不斷提高。巖土工程勘察在確保各類工程項目安全性和穩定性方面發揮著重要作用。本文將從巖土工程勘察的重要意義以及巖土工程勘察內容研究入手，探討傳統巖土工程勘察存在的問題，對數值化技術在巖土工程勘察中應用進行分析，希望能夠為相關工作提供參考。

關鍵詞：數字化技術;巖土工程勘察;應用

隨著現代科技的不斷發展，數字化技術已經在社會各個領域中得到了廣泛應用，不僅加快了各行業發展速度，也使具體工作變得更加精確、高效。數字化技術在巖土工程勘察中的有效應用，能夠促進巖土勘察數據的利用效率，從而促進工程建設水平提高。

1 巖土工程概念

巖土工程是上世紀60年代基于土木工程基礎上建立起來的技術體系，旨在解決巖體和土體工程相關問題，各類工程建設中地基和邊坡等地下工程均屬于巖土工程研究范圍之內。近年來，我國城鎮化建設規模不斷擴大，建筑行業也在不斷發展。巖土工程在各類土建工程建設中發揮著重要作用。巖土工程融合了土力學、工程地質學以及巖體力學相關理論，通過各類勘察及測試技術的運用，對巖土體進行綜合改造。目前，巖土工程已經廣泛涉及到道路交通、房屋建筑、市政水利等行業^[1]。

2 巖土工程勘察及數字化勘察技術內涵

2.1 巖土工程勘察

巖土工程勘察是結合建設工程的需求，對建設項目所在地域地質狀況、巖土工程特征和環境等進行查證，在勘察數據的基礎上分析巖土工程條件與工程建設要求存在的差距，對工程建設巖土工程做出評價。巖土工程工作質量將對工程建設項目的安全性和穩定性具有較大影響，是工程建設中的重要環節^[2]。

2.2 數字化勘察

數字化勘察技術是基于現代計算機科技和網絡通信技術發展基礎上而產生的新型技術。數字化巖土工程勘察將CAD技術、測繪技術以及計算機科技等相結合，利用專業化計算機軟件將工程建設項目中的各類信息有效整合，制定出具有較高綜合性特點的輔助信息流程，實現以手工方式為主的傳統勘察設計向具有現代化特征的CAD勘察設計技術轉變。數字化勘察利用計算機硬件系統和圖文處理系統的優勢，構建起多門類、多工種的勘察設計體系，使巖土工程勘察、設計以及各類文字和圖表等用數字化格式加以存儲，為設計工作提供高效、便捷的數字化服務。

3 巖土工程勘察數字化重要意義

3.1 巖土工程勘察能提升工程地質評價準確性

巖土工程勘察是為了能夠有效揭露建設工程地質問題，確保建設工程項目整體結構能夠實現穩定性和安全性。建設工程的具體實施將給地質環境帶來巨大影響，不同結構類型和不同規模的建筑工程對地質條件影響效應也不盡相同;同時，地質條件的差異也將給建設工程帶來不同的影響效應，通過數字化巖土工程勘察，能夠將巖土勘察數據利用數字化形式進行存儲、處理和分析，對建設工程和地質條件相互影響效果進行分析，有助于對建筑工程所在地區地質做出準確判斷^[3]。

3.2 巖土工程勘察能夠為工程建設提供依據

巖土工程勘察分為選址勘察、初步勘察和詳細勘察三個階段，在不同勘察階段具有不同的技術要求，數字化巖土工程勘察結合不同勘察階段具體要求，對勘察數據進行收集和整理，得出建設工程地質條件綜合評價，反映出巖土狀態對工程項目的影響。并將工程設計、計劃等環節結合起來做出評價，提出巖土工程問題的具體解決方案，能夠對建設工程項目設計和施工環節提供可靠的理論依據。

4 巖土工程階段性勘察內容

4.1 選址勘察

巖土工程選址勘察主要針對工程建設場地穩定狀態進行勘察。對地質斷層、巖溶、崩塌、滑坡等不良地質作用對建設工程區域穩定性影響進行判定;同時，對工程建設中邊坡開挖、降水等工程活動對場地穩定性的影響進行可行性分析。這些信息經過數字化處理后，將形成對建設工程選址的可行性分析作為勘察文件，為工程建設方提供參考。

4.2 初步勘察

初步巖土工程勘察用于初設階段使用。在此階段，需要對工程土質、巖土工程資料等進行收集，查明巖土工程特點和地質結構等潛在條件，明確建設工程項目所在區域不良地質情況產生的原因、分布情況以及發展趨勢等，對建設工程地域未定型做出評定。此外，通過初步巖土工程勘察對工程項目場地地震效應、對建材腐蝕性做出判斷。對于高層建筑項目，通過初步巖土勘察還要對基礎類型、基坑開挖及支護等方案進行分析評價^[4]。

4.3 詳細勘察

詳細巖土工程勘察用于施工圖設計中使用，需要結合不同建設工程項目為設計提供所需的詳細技術參數以及巖土工程資料，對建設項目的地基進行巖土工程分析評價，給設計人員基礎設計和基礎處理提供理論依據，提出相關解決方案。在此階段需要對項目區域地形、標高、建筑物性質等資料進行收集，計算建筑物沉降，預測建筑物和地基變形特征等。

4.4 施工勘察

施工勘察是施工過程中，有針對性地對單一問題進行勘察。在地基處理階段或者深基坑施工中，需要進行巖土工程檢查和監測;對施工中出現的邊坡失穩情況進行監測并查清原因所在，提出合理整改方案;另外，通過巖土工程勘察進行施工中的地基處理和加固效果監測，確保施工質量。

5 數字技術在巖土工程勘察中的應用

5.1 數字化建模

巖土工程數字化建模主要采用表面模型法，通常也被稱作數字表面模型（DSM），是通過數字化的方式對工程地質外表面進行表達。DSM是目前較為常用的建模方法，表面模型法利用測點來獲得基本的數據來源，測點資料中包括了測點的幾何特征以及屬性特征數據，利用這些數據的分析處理結果構建地質體界面。當具有相同屬性的點連接起來后，將會形成網狀的曲面，以此來確定地質體的空間特征和屬性。

5.2 數據庫系統

5.2.1 地理數據分類

首先，需要具備數據庫系統的基礎數據。數據庫系統的基礎地理數據包括自然區的劃分圖和地形地貌圖。自然區劃分圖主要能夠體現出所要勘察地理范圍的區域劃分以及范圍內的公共設施、河流山川、道路橋梁和居民區等;而地形地貌圖則體現出所要勘察研究區域的自然環境特征。

其次，需要具備數據庫系統的巖土工程勘察數據。巖土工程勘察數據包括建設工程所在地域工程勘察資料，其中包括地理信息和環境信息以及地理力學指標等。

5.2.2 數據庫概念模型

基于地理數據信息和巖土工程資料，結合數據資料的應用需求，需要用形象直觀的方法展示出來，需要設計和構建能夠反映出信息世界的數據庫概念模型。將實體有關的功能和行為從概念模型中剝離開，僅依賴于實體數據建立研究對象，分析數據與屬性的關系。

5.2.3 建立數據庫系統

巖土工程一體化系統的數據包括用戶通過外部設備輸入的數據，系統經過處理形成的中間數據和經過處理和分析后形成的最終數據。原始數據由具有幾何屬性和信息屬性數據構成，中間數據由原始數據生產的等值線模型、剖面模型等構成，數據與模型結合能夠生產使用者需要的各類圖件并根據使用者提出的查詢條件對數據進行選取。最終數據主要包括圖形資料和相關的文檔，例如：巖土工程勘察報告等，這些數據是根據使用者的需求，由中間數據生成的。

6 結語

現代科技發展推動了巖土工程勘察數字化進程，不僅帶來了巖土工程勘察數據處理準確率的提升，還能夠利用巖土工程一體化系統進行直觀展示，結合使用者需求在海量信息中進行高效查詢，使巖土工程勘察工作效果顯著提升，從而推動工程建設水平的不斷發展。

參考文獻：

[1]王嘉偉. 數字化技術在巖土工程勘察中的應用分析[J]. 科學技術創新， 2017（4）：5-5.

[2]宋保衛. 巖土工程勘察中數字化技術應用探究[J]. 建筑技術開發， 2019（9）.

[3]周四海. 巖土工程中數字化勘察技術的應用與分析[J]. 城市地理， 2018（8）.

[4]羅皓， 王志云. 巖土工程勘察中數字化技術的應用[J]. 工程技術研究， 2018（4）.