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摘要:在建筑物的拟构过程中,进行可行性分析和设计,对地基进行相应的事前处理是非常有必要的,而岩土工程勘察则为这些工作提供了科学合理的参考依据。对各类岩土的特性进行研究是岩土工程勘察的重要内容,与传统的勘察技术相比,将数字化技术运用于这一领域能够给其发展带来新的思路。本文针对传统勘察技术的不足,对勘查技术的数字化应用进行了探讨,对其关键技术以及系统的构建做了具体的分析。
关键词:岩土工程 勘察技术 数字化应用
0 引言
岩体和土体是岩土工程研究的具体对象。其中,前者的形成过程十分复杂,它在整个地质的历史过程中会经受到各种外力的作用,所处的外部环境也千变万化。存在于不同地区的岩体,由于所经历的外力作用过程差别很大,它们最终的工程性质也会千差万别[1]。当岩石裸露在外面,长时间的外部环境作用后会形成土,这些岩土有的会停留在原地,有的在风雨的推动下会形成土层。在不同的地区,气候环境不同,土层受到的风化作用和搬运动力条件会存在差异,这也会导致土体的工程性质具有很强的区域性。
1 数字化岩土工程勘察简介
经过多年的发展,我国的岩土工程勘察设计技术有了很大进步。近年来,计算技术在该领域的应用也进一步加快了工程勘察设计的发展。所谓数字化岩土工程勘察,主要是利用先进的测绘、数据库以及计算机通信等技术,基于计算机软件平台,将所有相关联的信息进行合理组合集成,最终建立起合理的信息流程。这种技术改变了过去的手工方式,改用CAD技术,真正意义上实现了信息化的数据采集和数字化的勘察信息处理。同时,在硬件系统上可以进行联网操作,方便自动化的处理图形和文字。
2岩土工程勘察数字化的关键技术
首先,在数字化地质建模方法上,当前使用较多的是表面模型法。该方法已有多年的使用历史,其建模原理是:对工程地质体的外表面进行准确的表示,以此来进行均质地质体的表示。在这种建模法中,获取数据的方法是进行测点得到离散型的测点信息,该信息中不仅包括有数据的几何特征,而且还包含有数据的属性特征。通过得到的这些数据进行结果重构地质体界面的分析。当然,对这些离散测点进行处理的过程中,可以将具有相同属性的测点按照相应的规则连接在一起,以此形成网状的曲面片,从而可以进一步对整个地质体的空间属性进行确定。在表面表示的环节,还可以采用很多其他的方法,比如:数学模型法、图示模型法等。对于后者来说,又分为:规则格网法、边界表示法、等值线法、不规则格网法等[2]。在这里,对不规则格网法进行介绍,它是采用区域内的有限点进行区域的划分,将区域划分为三角面网络。在整个区域中,所有的点要么处于三角面的內部,要么处于顶点或是边上。当某点位于三角面的内部或是边上时,可以通过线性插值的方法得到其数学属性。
其次,对于数据库系统来说,在卫星定位系统基础上的勘察,涉及到的数据主要是地理信息方面的数据,分为:空间数据和非空间数据。主要来源于:基础性的地理数据,即自然区画图和地形地貌图,其中,前者反映的是研究区域内主要道路、居民区等公共设施的自然地理信息,后者反映的是研究区域内的原有地貌情况。研究区域内的勘探资料,经过合理筛选和处理后,勘探点处包含有环境、地理等大部分信息以及地层信息,如:液化等级和指数、特征周期等。构建岩土勘察工程的数字化数据库的主要步骤为:设计数据库的概念模型,数据库管理作为一项基础性工作,具有很强的数据密集度,处理起来也十分复杂,为了得到全面准确的概念性模型,需要对数据对象及其属性进行研究,同时建立数据库表结构。下一步是进行数据库的建立,将数据划分为三类:原始数据,这类数据是通过用户侧输入的,主要是由测点数据组成;中间数据,这类数据是系统自动生成的,包括地层层面的等值线模型、三维表面模型等,它们可以各种图件,供用户使用,也可以实现信息的查询操作;最终数据,这类数据的种类较多,从用户需要的角度考虑,主要是图形以及文档资料。
3 岩土工程勘察数字化系统实现的方案分析
分析方案的第一步,需要对岩土工程勘察进行数字化。在岩土工程勘察的设计中进行数字化处理意味着不同学科的有机结合,从而建立与传统方法完全不同的全新的分析过程。数字化系统的建立涉及到的技术包括:测绘技术、数据库技术、计算机技术、网络通信技术以及CAD技术等[3]。另外,还需要与地理信息系统(GIS)有机结合,GIS系统能够为勘察数字化系统提供数据采集以及管理能力,在空间查询和分析上也有很大帮助,将原来复杂的勘察研究简单化,同时,GIS还具有强大的可视化操作能力,它能够提供可视化操作平台给岩土工程勘察,真正意义上实现场地方域的数字化。地质统计学的相关理论也为数字化系统中物性指标的数字化提供了理论依据和实现基础。
4 结语
作为一门应用型学科,岩土工程最终是为工程建设服务的。工程建设中遇到的各种岩土问题都应该成为岩土工程重点研究的课题。土木工程建设与岩土工程有着密不可分的联系,在中国这种联系表现的更加突出。要提高我国的岩土工程勘察技术,实现数字化是必经之路,也是勘察技术发展的必然趋势。它极大的改变了传统的勘察技术,综合运用各学科的知识,无论在操作方法还是实现效果上都有较大的优越性。但是在当前,这一技术依然处于发展的初级阶段,未来之路依然很长,其中有很多关键性的问题没有得到很好的解决,在人才方面也较为匮乏。因此,我国要大力培养岩土工程勘察设计方面的专业人才,加大该技术研究的投入力度,从真正意义上实现岩土工程勘察技术的数字化。
参考文献:
[1]邬伦,刘瑜,张晶等.地理信息系统)))原理、方法与应用[M].北京:科学出版社,2001.
[2]李水兵,陈旭瑞,胡俊峰等.基于GIS的地质数据库系统研究现状和发展趋势[J].地球物理学进展,2002,(22):29-31.
[3] 方海东,施斌,王宝军.GIS 在环境岩土工程中应用的回顾与展望[J].桂林工学院学报,2001,21(4).
关键词:岩土工程 勘察技术 数字化应用
0 引言
岩体和土体是岩土工程研究的具体对象。其中,前者的形成过程十分复杂,它在整个地质的历史过程中会经受到各种外力的作用,所处的外部环境也千变万化。存在于不同地区的岩体,由于所经历的外力作用过程差别很大,它们最终的工程性质也会千差万别[1]。当岩石裸露在外面,长时间的外部环境作用后会形成土,这些岩土有的会停留在原地,有的在风雨的推动下会形成土层。在不同的地区,气候环境不同,土层受到的风化作用和搬运动力条件会存在差异,这也会导致土体的工程性质具有很强的区域性。
1 数字化岩土工程勘察简介
经过多年的发展,我国的岩土工程勘察设计技术有了很大进步。近年来,计算技术在该领域的应用也进一步加快了工程勘察设计的发展。所谓数字化岩土工程勘察,主要是利用先进的测绘、数据库以及计算机通信等技术,基于计算机软件平台,将所有相关联的信息进行合理组合集成,最终建立起合理的信息流程。这种技术改变了过去的手工方式,改用CAD技术,真正意义上实现了信息化的数据采集和数字化的勘察信息处理。同时,在硬件系统上可以进行联网操作,方便自动化的处理图形和文字。
2岩土工程勘察数字化的关键技术
首先,在数字化地质建模方法上,当前使用较多的是表面模型法。该方法已有多年的使用历史,其建模原理是:对工程地质体的外表面进行准确的表示,以此来进行均质地质体的表示。在这种建模法中,获取数据的方法是进行测点得到离散型的测点信息,该信息中不仅包括有数据的几何特征,而且还包含有数据的属性特征。通过得到的这些数据进行结果重构地质体界面的分析。当然,对这些离散测点进行处理的过程中,可以将具有相同属性的测点按照相应的规则连接在一起,以此形成网状的曲面片,从而可以进一步对整个地质体的空间属性进行确定。在表面表示的环节,还可以采用很多其他的方法,比如:数学模型法、图示模型法等。对于后者来说,又分为:规则格网法、边界表示法、等值线法、不规则格网法等[2]。在这里,对不规则格网法进行介绍,它是采用区域内的有限点进行区域的划分,将区域划分为三角面网络。在整个区域中,所有的点要么处于三角面的內部,要么处于顶点或是边上。当某点位于三角面的内部或是边上时,可以通过线性插值的方法得到其数学属性。
其次,对于数据库系统来说,在卫星定位系统基础上的勘察,涉及到的数据主要是地理信息方面的数据,分为:空间数据和非空间数据。主要来源于:基础性的地理数据,即自然区画图和地形地貌图,其中,前者反映的是研究区域内主要道路、居民区等公共设施的自然地理信息,后者反映的是研究区域内的原有地貌情况。研究区域内的勘探资料,经过合理筛选和处理后,勘探点处包含有环境、地理等大部分信息以及地层信息,如:液化等级和指数、特征周期等。构建岩土勘察工程的数字化数据库的主要步骤为:设计数据库的概念模型,数据库管理作为一项基础性工作,具有很强的数据密集度,处理起来也十分复杂,为了得到全面准确的概念性模型,需要对数据对象及其属性进行研究,同时建立数据库表结构。下一步是进行数据库的建立,将数据划分为三类:原始数据,这类数据是通过用户侧输入的,主要是由测点数据组成;中间数据,这类数据是系统自动生成的,包括地层层面的等值线模型、三维表面模型等,它们可以各种图件,供用户使用,也可以实现信息的查询操作;最终数据,这类数据的种类较多,从用户需要的角度考虑,主要是图形以及文档资料。
3 岩土工程勘察数字化系统实现的方案分析
分析方案的第一步,需要对岩土工程勘察进行数字化。在岩土工程勘察的设计中进行数字化处理意味着不同学科的有机结合,从而建立与传统方法完全不同的全新的分析过程。数字化系统的建立涉及到的技术包括:测绘技术、数据库技术、计算机技术、网络通信技术以及CAD技术等[3]。另外,还需要与地理信息系统(GIS)有机结合,GIS系统能够为勘察数字化系统提供数据采集以及管理能力,在空间查询和分析上也有很大帮助,将原来复杂的勘察研究简单化,同时,GIS还具有强大的可视化操作能力,它能够提供可视化操作平台给岩土工程勘察,真正意义上实现场地方域的数字化。地质统计学的相关理论也为数字化系统中物性指标的数字化提供了理论依据和实现基础。
4 结语
作为一门应用型学科,岩土工程最终是为工程建设服务的。工程建设中遇到的各种岩土问题都应该成为岩土工程重点研究的课题。土木工程建设与岩土工程有着密不可分的联系,在中国这种联系表现的更加突出。要提高我国的岩土工程勘察技术,实现数字化是必经之路,也是勘察技术发展的必然趋势。它极大的改变了传统的勘察技术,综合运用各学科的知识,无论在操作方法还是实现效果上都有较大的优越性。但是在当前,这一技术依然处于发展的初级阶段,未来之路依然很长,其中有很多关键性的问题没有得到很好的解决,在人才方面也较为匮乏。因此,我国要大力培养岩土工程勘察设计方面的专业人才,加大该技术研究的投入力度,从真正意义上实现岩土工程勘察技术的数字化。
参考文献:
[1]邬伦,刘瑜,张晶等.地理信息系统)))原理、方法与应用[M].北京:科学出版社,2001.
[2]李水兵,陈旭瑞,胡俊峰等.基于GIS的地质数据库系统研究现状和发展趋势[J].地球物理学进展,2002,(22):29-31.
[3] 方海东,施斌,王宝军.GIS 在环境岩土工程中应用的回顾与展望[J].桂林工学院学报,2001,21(4).