巖土勘測(cè)試驗(yàn)成果集成化數(shù)據(jù)庫開發(fā)及應(yīng)用研究

肖潤杰，郭 義，周 政，周星志

(1.中國能源建設(shè)集團(tuán)湖南省電力設(shè)計(jì)院有限公司，湖南 長沙 410007；2.湖南科創(chuàng)電力工程技術(shù)有限公司，湖南 長沙 410007)

0 引言

根據(jù)調(diào)查，理正軟件依然是目前巖土試驗(yàn)成果數(shù)據(jù)庫建立輸出文件的主要工作軟件。但該軟件在勘測(cè)試驗(yàn)成果數(shù)據(jù)集成和批量修改等方面還存在不同程度的優(yōu)化空間。這個(gè)問題也是制約勘測(cè)試驗(yàn)成果集成化數(shù)據(jù)庫開發(fā)的重要因素。

近年來，有大量學(xué)者和技術(shù)人員致力于巖土勘察工作中數(shù)據(jù)管理的二次開發(fā)，郭義[1]等基于理正軟件利用EXCEL進(jìn)行二次開發(fā)，形成輸電線路巖土勘探點(diǎn)信息集成化數(shù)據(jù)庫，極大提高了信息前處理效率。王俊飛[2]等在EXCEL平臺(tái)內(nèi)嵌VBA 進(jìn)行二次開發(fā), 保證了供電計(jì)算科學(xué)快速進(jìn)行。王桂堯[3]等在NET 開發(fā)平臺(tái)上用 Visual Studio Tools for Office 對(duì) EXCEL 進(jìn)行二次開發(fā)，設(shè)計(jì)了路基沉降監(jiān)測(cè)處理系統(tǒng)，提高了工作效率。陳靜瑜[4]等結(jié)合 Excel 數(shù)據(jù)表法和極限分析上限法進(jìn)行滑坡滑裂面抗剪強(qiáng)度參數(shù)反演分析，取得了良好數(shù)據(jù)管理及分析效果；尤蘇南[5]利用Excel數(shù)據(jù)計(jì)算處理功能和CAD 繪圖功能結(jié)合起來，使勘察工程中生成“勘探點(diǎn)平面布置圖”的時(shí)間大大縮短。

通過學(xué)習(xí)、總結(jié)其他二次開發(fā)者的工作經(jīng)驗(yàn)，本文基于理正軟件，對(duì)EXCEL平臺(tái)進(jìn)行二次開發(fā)，建立勘測(cè)試驗(yàn)成果集成化數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用于巖土勘察工作。

1 巖土勘測(cè)試驗(yàn)成果應(yīng)用現(xiàn)狀分析

1.1 客觀因素

巖土勘測(cè)試驗(yàn)樣品的取樣原則為根據(jù)相關(guān)規(guī)范和任務(wù)書的要求，兼顧擬建場(chǎng)地的勘察階段、地形地貌、地層巖性、水文地質(zhì)和不良地質(zhì)等方面抽取樣品。從空間上分析，樣品整體呈零星點(diǎn)狀分布。而由于樣品的隨機(jī)性差異，造成各試驗(yàn)樣品的同項(xiàng)數(shù)據(jù)成果難以具有關(guān)聯(lián)性和規(guī)律性。

目前，勘測(cè)試驗(yàn)樣品成果表由試驗(yàn)室通過Office軟件生成，各數(shù)據(jù)均為獨(dú)立的數(shù)值格式。因此，此類表格無法對(duì)同地層同狀態(tài)樣品的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納統(tǒng)計(jì)和計(jì)算分析。如何有效地對(duì)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)與計(jì)算分析，成為建立集成化數(shù)據(jù)庫的主要客觀因素。

1.2 常用軟件的制約

理正軟件作為巖土勘察專用的通用軟件，被廣泛使用在成果數(shù)據(jù)庫建立的工作中。但通過大量專業(yè)技術(shù)使用者的調(diào)查，總結(jié)出使用理正8.5PB及以下版本軟件建立試驗(yàn)成果數(shù)據(jù)庫存在幾點(diǎn)弊端。

1)樣品各數(shù)據(jù)錄入：理正軟件中，樣品內(nèi)各數(shù)據(jù)需逐個(gè)錄入，信息量巨大、繁復(fù)，耗時(shí)費(fèi)力；鍵入時(shí)易發(fā)生錯(cuò)誤、遺漏，造成差錯(cuò)時(shí)間加長，降低整體工程效率。

2)各試驗(yàn)項(xiàng)目多窗口錄入：單個(gè)樣品不同試驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)成果需鍵入多個(gè)獨(dú)立窗口，數(shù)據(jù)集成化程度低，自檢或校審時(shí)發(fā)現(xiàn)鍵入錯(cuò)誤后，數(shù)據(jù)管理能力降低。

3)樣品對(duì)應(yīng)的鉆孔發(fā)生變化：當(dāng)錄入環(huán)節(jié)發(fā)生樣品錯(cuò)錄其他鉆孔，或鉆孔編號(hào)發(fā)生變化時(shí)，該鉆孔下所有樣品數(shù)據(jù)需刪除后重新錄入，無法批量修改。

2 勘測(cè)試驗(yàn)成果集成化數(shù)據(jù)庫二次開發(fā)

理正軟件為方便技術(shù)人員二次開發(fā)，設(shè)置了“讀入理正標(biāo)準(zhǔn)接口數(shù)據(jù)”。所以可以利用EXCEL平臺(tái)建立易于過程控制的集成化數(shù)據(jù)庫，再生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)接口數(shù)據(jù)文件，最終通過理正軟件進(jìn)行運(yùn)算和輸出。

2.1 集成數(shù)據(jù)庫的建立

利用EXCEL平臺(tái)作為巖土勘測(cè)試驗(yàn)集成化數(shù)據(jù)庫載體。在一個(gè)EXCEL文件中建立“取樣鉆孔一覽表”“土工試驗(yàn)成果表”和“試驗(yàn)成果理正接口”三個(gè)子文件。

2.2 數(shù)據(jù)庫內(nèi)文件的調(diào)用

基于EXCEL函數(shù)，采用VLOOKUP和IF函數(shù)語句實(shí)現(xiàn)“試驗(yàn)成果理正接口”對(duì)“土工試驗(yàn)成果表”和“取樣鉆孔一覽表”的搜索，函數(shù)語句為：IF($AL="",VLOOKUP($B5取樣鉆孔一覽表!$M:$NCOLUMN()-Z,0),VLOOKUP($B5,土工試驗(yàn)成果表!$M:$N,COLUMN()-Z,0)) (L為目標(biāo)行；M、N為搜索范圍；Z為目標(biāo)位置相關(guān)數(shù)據(jù))。

根據(jù)語句代碼鏈接，“土工試驗(yàn)成果表”和“取樣鉆孔一覽表”內(nèi)鉆孔、試樣編號(hào)和成果數(shù)據(jù)可被“試驗(yàn)成果理正接口”輸入?yún)^(qū)動(dòng)態(tài)調(diào)用。經(jīng)此處理，以上信息數(shù)據(jù)可自動(dòng)更新，并可分散化和批量錄入，保證工作質(zhì)量，提高工作效率。

2.3 理正接口文件的實(shí)現(xiàn)

“試驗(yàn)成果理正接口”輸入?yún)^(qū)調(diào)用“土工試驗(yàn)成果表”和“取樣鉆孔一覽表”內(nèi)相關(guān)數(shù)據(jù)后，在右側(cè)成果區(qū)生成帶有理正信息代碼的數(shù)據(jù)庫，部分信息代碼意義見表1所列。

表1 信息代碼意義表

成果展示如圖1～圖3所示。

圖1 試驗(yàn)成果理正接口文件輸入?yún)^(qū)

圖2 試驗(yàn)成果理正接口文件成果區(qū)

圖3 試驗(yàn)成果TXT文件

圖1為試驗(yàn)成果理正接口文件輸入?yún)^(qū)，除鏈接代碼以外，各數(shù)據(jù)均可篩查調(diào)整。圖2為試驗(yàn)成果理正接口文件成果區(qū)，均為自動(dòng)生成部分。將該窗口成果區(qū)有效區(qū)域復(fù)制如TXT文件，再將TXT數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Word，選擇查找將字符“/n”替換為“p”，將成果復(fù)制粘貼如“試驗(yàn)成果TXT文件”，如圖3所示。最后將試驗(yàn)成果TXT文件一鍵導(dǎo)入理正軟件即可。

3 試驗(yàn)成果集成化數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢(shì)

試驗(yàn)成果集成化數(shù)據(jù)庫具有數(shù)據(jù)集成化高和信息動(dòng)態(tài)錄入可修改的特點(diǎn)。主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在數(shù)據(jù)可批量拷貝修改，方便篩查修改，操作簡便。同時(shí)保留理正軟件作為常規(guī)通用軟件的優(yōu)勢(shì)，利用TXT文件可一鍵導(dǎo)入相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算、統(tǒng)計(jì)及成圖等工作。

4 優(yōu)化方向

1)試驗(yàn)成果理正接口文件輸入?yún)^(qū)內(nèi)可進(jìn)行篩查和修改，但智能化程度還有待提高。可再次利用EXCEL平臺(tái)建立相關(guān)函數(shù)或宏文件，通過設(shè)定變異系數(shù)，直接篩除不合理數(shù)據(jù)。

2)數(shù)據(jù)庫文件導(dǎo)入理正軟件后，通過相關(guān)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，可得出各試驗(yàn)項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)值、平均值等數(shù)據(jù)。可將相關(guān)數(shù)據(jù)再次導(dǎo)出為EXCEL文件，進(jìn)行人工篩查計(jì)算得出各試驗(yàn)項(xiàng)的推薦值，再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，得出承載力、壓縮系數(shù)等參數(shù)的推薦值。

5 結(jié)論

1)理正軟件作為巖土勘察專用的通用軟件，存在數(shù)據(jù)錄入繁瑣，工作集成化低的弊端，但該軟件留有技術(shù)人員二次開發(fā)的窗口，即“讀入理正標(biāo)準(zhǔn)接口數(shù)據(jù)”。

2)EXCEL平臺(tái)是一種較好的集成化數(shù)據(jù)庫載體。通過EXCEL平臺(tái)建立子文件，輸入相關(guān)函數(shù)語句，可動(dòng)態(tài)調(diào)用和修改相應(yīng)數(shù)據(jù)信息。最后生成帶有理正信息代碼的數(shù)據(jù)庫文件，導(dǎo)入理正軟件中進(jìn)行計(jì)算統(tǒng)計(jì)，達(dá)到為巖土勘測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)集成化的目的。

3)通過EXCEL平臺(tái)進(jìn)一步開發(fā)，可在文件中篩除不合理數(shù)據(jù)和篩查計(jì)算推薦值，并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，得出承載力、壓縮系數(shù)等參數(shù)的推薦值。