巖土工程勘察設計數字化分析

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摘要：巖土工程地質勘察是工程設計的基礎和前提，傳統勘察方式具有一定的局限性，不能滿足當前勘察要求。那么如何突破當前的技術，讓巖土勘察更能真實反應當前的地質分布特點是擺在我們面前的難題。本文首先對當前我國巖土工程勘察的現狀及問題進行分析，以此為前提從數字化系統的設計和實現兩個方面重點進行了分析，以便為巖土工程勘察提供新的思路。

關鍵詞：巖土工程；地質勘察；數字化系統

眾所周知，如今學科發展的三大支柱是：理論、實驗和學科計算機技術。特別是學科計算機的發展為應用學科的發展帶來了巨大的變化。三大支柱帶來的巨大變化也影響了巖土工程勘察領域。

1我國巖土工程勘察的現狀及存在的問題

隨著經濟和科學技術的發展，巖土勘察設計工作取得了巨大的進步，并與國際差距縮小。但是仍存在有以下幾個問題：

1.1勘察資料與設計脫節

由于之前部門長期都是勘察、設計、施工都是分散作業，加之一些新規范，新技術應用不及時，造成巖土工程設計與勘察脫節。這不免造成勘察提供的勘察資料讓設計人員往往摸不著頭腦。并且就當前實踐經驗來看，勘察在設計整個過程的參與度還不夠。另外，由于設計和勘察的脫節，設計人員往往勘察方面知識不足，很難深層次理解勘察資料，使勘察資料有效性沒有得到最大發揮，造成了不必要的浪費和損失。

1.2系統綜合能力差

巖土工程勘察設計涉及到方方面面的信息，包括水文、地理等等。然而，現有的巖土工程勘察設計系統還沒有實現各類數據的綜合采集、分析，因而使得設計方案可以獲取的信息量有限，并不能得到全方位的數據支持。

1.3巖土工程勘察設計系統的局限性

現有的巖土工程勘察設計系統不具備空間分析能力，這種局限性極大的限制了其功能的發揮，如難以科學決策支持現有的勘察設計方案，取而代之，現有的勘察設計方案很大程度上受到專業人員主觀因素的影響。另外，現有的很多軟件都是比較落后的，與實際脫節。落后的軟件就很難反應實際的情況，解決具體問題也非常的不完善。

1.4勘察技術與國際水平有較大差距

雖然解放以來我國巖土工程勘察技術取得了巨大的進步，但是與國際先進技術相比，我們仍有很大的差距，主要原因是我們在改革開放以來與國際先進國家技術交流不充分，國內巖土勘察技術成熟的過程相對閉塞，呈現曲折發展的狀態。

2數字化系統方案

2.1巖土工程勘察數字化

數字化簡單來說就是將一些分散的元素整合在一起，從而成為一個更具有整體性和協調性的整體。正是由于數字化這個巨大的優勢，因而被認為是極具有價值的一個過程。如果設計到巖土工程勘察設計這個領域，我們可以將巖土工程勘察數字化解釋為不同學科的有效組合。這個數字化系統相比于傳統系統的優勢在于充分整合和利用現代科學技術。尤其是CAD技術轉變，使得信息化采集數據，數字化處理勘察資料，網絡化硬件系統等成為可能，并隨著其發展逐步建立起完善的工程勘察設計體系。具體說來巖土工程勘察數字化系統的概略工作流程如圖1所示。

2.2巖土工程數字化系統的組成

巖土工程數字化系統因承載著采集和整合數據信息的任務，因而對技術的要求比較高，它主要涉及多方面的技術，如地理信息系統（GIS）、數據庫、計算機圖形學、地質學、地質統計學、地質建模、AutoCAD和Word自動化等。如圖2所示，他們以勘察和設計為基礎形成一個嚴密的系統工程：由圖2我們可以清晰明了的看到數字化系統將這些技術緊密結合起來并形成了一個體系，這與傳統的各學科獨立工作不同，這樣不僅能夠促使各學科的相互滲透，相互交流，同時也方便數據的整合和集成。實現巖土設計數字化必經階段和前提條件是巖土勘察的數字化，因而我們應加大對巖土勘察數字化的建設。

3數字化系統的實現

巖土工程地質勘察數字化的實現，主要解決以下關鍵問題：巖土工程勘察中場地方域的數字化、場地物性指標的數字化、場地地層的數字化和巖土工程勘察數據庫的設計。如何實現這個數字化系統呢，可以結合巖土工程地質勘察與地理信息系統（GIS），這樣的好處就在于能夠充分利用GIS的優勢，充分發揮其效用。眾所周知，GIS具有強大的信息采集、處理、分析能力以及空間查詢功能。勘察數字化系統與GIS結合可謂是強強聯手，一方面可以精確分析勘察數據資料信息，改善傳統勘察系統對于復雜多變情況下束手無策的狀態。另一方面有利于實現巖土工程勘察數字化系統中場地方域的數字化。因為借助GIS的優勢可以創建可視化操作平臺，而這個平臺是實現勘察數字化的前提條件。如何實現巖土工程勘察數字化系統中物性指標呢？總的來說應該通過理論聯系實際，理論作為指導，實際情況作為重要的參考。具體說來，理論主要是指地質統計學、相關距離的基本理論。而所謂的實際就是結合工程情況包括物理力學性質指標、相關距離和工程場地剪切波速等，然后運用理論進行統計計算分析。巖土工程地質建模相關理論詳細的對巖土工程勘察參數的數據結構設計以及虛擬巖土工程剖面、地質相關屬性等計算的相關技術進行了說明，其實，這就表示巖土工程勘察數字化系統中的場地地層的數字化的實現。總的來說，數字化系統的實現需要考慮當前的現狀，并且適應其發展規律，對系統的概念和結構設計進行分析和總結，并綜合運用相關技術才得以完成。

巖土工程勘察設計數字化系統是一個系統工程，它跨多個專業多個學科，因而巖土工程勘察設計數字化不是一蹴而就的，而是一項長期的任務。要解決傳統的勘察設計情況，就應該深入剖析當前巖土勘察設計的現狀，并通過理論和實際的研究創建一個巖土工程勘察設計數字化系統，并且這個系統的開發應得到現有成熟技術并尋求或有的先進技術的支持。只有這樣才能夠真正實現巖土工程勘察設計數字化。

作者:陳媛媛 單位:四川省川建勘察設計院

參考文獻

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