隨著社會的迅猛發(fā)展與數(shù)字化技術(shù)的不斷進步，對于巖土工程的勘察工作也逐漸走進了數(shù)字化的時代。如何才能在巖土勘察工程中靈活地運用數(shù)字化技術(shù)提高勘察的工作效率，是目前巖土工程勘察人員共同需要解決的首要問題。事實上，在勘察工程中使用數(shù)字化技術(shù)，需要經(jīng)過一系列的體系建設(shè)，并需要在實際的工程運用中進行相應(yīng)的技術(shù)調(diào)整。文章主要就勘察資料的收集、數(shù)字化建模方法、勘察數(shù)據(jù)庫的設(shè)計，這幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行探討。

　　摘要：如今，在巖土工程的勘察中，使用數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)成為一種普遍的趨勢。文章將就數(shù)字化技術(shù)在巖土勘察工程中的應(yīng)用進行探討，主要內(nèi)容包括勘察數(shù)據(jù)庫的設(shè)計以及數(shù)字化技術(shù)的運用。

　　關(guān)鍵詞：巖土工程師論文,巖土工程,勘察工作,數(shù)字化技術(shù)

　　1事先收集好勘察所需的資料

　　1.1確定勘探深度及間距

　　在勘察的過程中，首先要確定好勘察的間距和深度，由于巖土的結(jié)構(gòu)形式和基礎(chǔ)形式并不相同，因此相應(yīng)的勘探深度也不一樣。舉例來說，假如磚混結(jié)構(gòu)住宅是5～6層，那么勘探孔深15m就可以了，但是，如果是五層的框架結(jié)構(gòu)商場，由于柱網(wǎng)的柱荷載相對比較大、基礎(chǔ)面積足夠大，那么勘探施工人員就可以使用樁基，如果勘探孔的深度只有15m，就達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)不能使用樁基。

　　那么，我們在一般情況下，鉆孔的勘察深度要能控制主要受力層，那么就要在5m以上；如果是高層建筑，就要確保勘察孔達(dá)到基底下0.5～1.0倍的基礎(chǔ)寬度，當(dāng)然，還需要根據(jù)工程的需要達(dá)到控制性鉆孔深度，也就是要超過地基變形的計算深度，以便能夠達(dá)到勘察需要。

　　1.2科學(xué)劃分野外的地層

　　科學(xué)勘探實踐表明，在影響室內(nèi)資料整理是否準(zhǔn)確的眾多因素當(dāng)中，野外地層的正確劃分是最為關(guān)鍵的一個因素，一般來說普通的大型工程施工都采用鉆機平行作業(yè)的方式進行，這就意味著需要大量的技術(shù)人員作為支撐。但在實際的工作中，往往出現(xiàn)各勘探班組各行其事的局面，直接的后果就是資料匯總難度大，就會給室內(nèi)整理工作帶來很大麻煩。

　　那么，要想解決這一問題，可以把勘探技術(shù)人員集中起來共同勘探一到兩個的鉆孔，然后確定統(tǒng)一的編錄形式。與此同時，還要及時地組織專門的人員到現(xiàn)場去負(fù)責(zé)勘探區(qū)域整體野外的分層連線，一旦發(fā)現(xiàn)了問題，就要及時地上報，并且采取合理、科學(xué)、及時的措施進行應(yīng)對。

　　1.3對地下水位的觀測方法

　　勘察人員在地下水位勘察量測的過程中，一般需要解決以下幾個關(guān)鍵性的問題：

　　首先，勘察人員在勘察的過程當(dāng)中，要保證觀測地下水位的工作可以同步地進行，然后在最后一個鉆孔施工的二十四小時以后，再開始進行量測工作。

　　其次，勘察人員對地下水位進行量測時，要詳盡分析和了解地下水開采情況，如果量測的時間剛剛好是位于附近抽水井抽水下降漏斗，換句話說，勘察人員所量測到的地下水位，將會比實際情況深。

　　再次，在勘察人員對水位量測的工作過程中，把鉆孔坐標(biāo)、標(biāo)高回測結(jié)合起來。根據(jù)以往經(jīng)驗，水位埋深產(chǎn)生幾厘米的誤差在所難免，這也就意味著量測數(shù)據(jù)不能達(dá)到地下水位量測精度為+2cm的要求，也就意味著勘察人員，很難對地下水的流向做出測定。為了解決這一施工難題，就需要在相應(yīng)位置設(shè)置和孔口坐標(biāo)，此外，還應(yīng)該要以標(biāo)高回測時的孔口位置為準(zhǔn)向下量測地下水位深度。

　　2巖土工程的數(shù)字化建模方式

　　表面模型法是最為常見的一種巖土工程地質(zhì)建模方式。這種方法主要是通過測點獲得的一系列離散的測點資料，獲得表面模型的數(shù)據(jù)，在獲得這些數(shù)據(jù)之后，再解釋結(jié)果重構(gòu)地質(zhì)體界面。通常而言，施工當(dāng)中經(jīng)常使用到的不規(guī)則格網(wǎng)法，主要是通過區(qū)域內(nèi)有限個點，然后勘察人員可以把這些區(qū)域劃分為相連的三角面網(wǎng)絡(luò)。因此，我們可以說，TIN是一個三維空間的分段線性模型。

　　在實際的工作中，我們可以用多種方法來表達(dá)TIN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的存儲方式，最為簡單并且是最常用的一種方法就是：根據(jù)每一個三角形、邊和節(jié)點都會對應(yīng)一個記錄的特征，可以預(yù)見三角形的記錄包括三個指向它三個邊的記錄的指針，那么在實際的使用過程中，就可以抓住這一特點，完成數(shù)字化建模的關(guān)鍵一步。由于對于邊的記錄又分為四個指針字段，同時，還有兩個指向相鄰三角形記錄的指針和有兩個頂點的記錄的指針，所以其也可以直接對每個三角形記錄下其頂點和相鄰三角形。

　　3巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫的設(shè)計

　　3.1概念模型的設(shè)計

　　從本質(zhì)上看，我們可以將巖土工程數(shù)字化系統(tǒng)看成一個信息處理系統(tǒng)。這個系統(tǒng)的主要作用在于，其能夠準(zhǔn)確判斷系統(tǒng)需要掌握什么數(shù)據(jù)，以及數(shù)據(jù)本身的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)，這些數(shù)據(jù)之間存在什么樣的聯(lián)系，如何對數(shù)據(jù)進行科學(xué)地處理，在每個處理細(xì)節(jié)當(dāng)中，與其他的處理工作之間又會有怎樣的邏輯功能和關(guān)聯(lián)性。

　　因此，勘察人員為了把數(shù)據(jù)的要求準(zhǔn)確而有效地表達(dá)出來是比較困難的，簡單地說，就是將一種面向問題的數(shù)據(jù)模型應(yīng)用到工作過程中，然后就可以根據(jù)用戶的觀點，準(zhǔn)確地完成數(shù)據(jù)和信息的建模。其中的實體-聯(lián)系就是我們最為常用的方法。巖土工程的數(shù)據(jù)管理實體主要包括：鉆孔勘探信息、照片、各類試驗成果、錄像、圖形、文檔等。

　　因此，我們可以說，巖土工程數(shù)字化系統(tǒng)的基礎(chǔ)是由巖土工程數(shù)據(jù)庫構(gòu)成的，從專業(yè)應(yīng)用角度上看其是一個數(shù)據(jù)庫應(yīng)用問題：處理復(fù)雜、數(shù)據(jù)密集。在實際勘察工作中如果想要獲得能夠反映出信息世界的概念性數(shù)據(jù)模型，還可以有效的分離實體和聯(lián)系相關(guān)的功能與行為。因此，這就需要在現(xiàn)實的巖土測量與勘探的實體中獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，從側(cè)面開展建立模型工作，然后才能能夠根據(jù)相關(guān)的理論基礎(chǔ)，分析判斷出對象之間和數(shù)據(jù)屬性之間的關(guān)系。

　　實體-聯(lián)系E-R方法，其實就是抽象和描述現(xiàn)實世界的有效工具，其實際是用E-R圖表示的概念模型，能夠獨立于具體的DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型。勘察單位在運用的過程中，必須要合并地層分層表、物理力學(xué)表，這樣才能夠給鉆孔巖土提供參數(shù)表，然后在與土層信息表結(jié)合成鉆孔物理信息表。3.2數(shù)據(jù)庫的建立工作

　　一般而言，巖土工程一體化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可以分為：用戶輸入的原始數(shù)據(jù)、系統(tǒng)生成的中間數(shù)據(jù)及最終數(shù)據(jù)。其實，就查詢系統(tǒng)本身而言，操作者最終得到的數(shù)據(jù)較為繁雜。這些數(shù)據(jù)主要由中間數(shù)據(jù)生成，包括連線剖面圖、單孔柱狀圖等圖形資料，也包括工程地質(zhì)勘察報告等文檔資料。也正是巖土工程的復(fù)雜性，要求操作人員必須嚴(yán)格管理巖土工程的數(shù)據(jù)庫，按照原始數(shù)據(jù)-中間數(shù)據(jù)-最終數(shù)據(jù)的關(guān)系進行時間序列。其主要的數(shù)據(jù)來源主要有以下兩種：

　�、倩�礎(chǔ)區(qū)劃數(shù)據(jù)，主要包括：其一，區(qū)劃、規(guī)劃圖。通過此類圖片，能夠較為準(zhǔn)確的掌握被研究區(qū)域的地理區(qū)劃、河流、山川、道路、居民區(qū)、公共設(shè)施等自然地理信息。其二，地形、地貌圖，此類圖片則很好的歸納概括出了被研究區(qū)域的自然地貌情況。其三，經(jīng)過批準(zhǔn)的總體規(guī)劃、防災(zāi)規(guī)劃及其他分類規(guī)劃圖件。

　　②巖土工程勘察數(shù)據(jù)，主要包括：其一，被研究區(qū)域的工程地質(zhì)勘探資料，以及已經(jīng)經(jīng)過篩選、處理的各勘探點。主要信息有地理、環(huán)境指標(biāo)等，具體有年代、沉積相等。其二，各類建筑場地土的室內(nèi)、野外試驗信息，包括特征周期、液化指數(shù)、巖土物性參數(shù)等。

　　由此可見，在數(shù)據(jù)庫中原始數(shù)據(jù)由兩個部分組成：幾何屬性數(shù)據(jù)和物理屬性數(shù)據(jù)；其中鉆孔屬性數(shù)據(jù)則由鉆孔幾何屬性數(shù)據(jù)和鉆孔物理屬性數(shù)據(jù)，如地層頂面標(biāo)高、地層厚度、含水率、孔隙度、抗壓強度等物性參數(shù)組成，其在Access中則以兩張數(shù)據(jù)表表現(xiàn)出來。

　　3.3巖土工程數(shù)據(jù)庫的主要功能

　�、贁�(shù)據(jù)輸入。在開始數(shù)據(jù)輸入時，一定要確保數(shù)據(jù)的有效性，以及處理數(shù)據(jù)程序的規(guī)范化。只有滿足這兩個基本條件，才能夠確保數(shù)據(jù)庫能夠達(dá)到實際需要的精度和范圍，也才能幫助勘察人員獲得有效的信息。

　　②數(shù)據(jù)庫檢索。通常情況下，某一實體的信息包含空間位置數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)兩個方面。因此數(shù)據(jù)庫檢索也相應(yīng)的需要按照實體的空間位置檢索，或者根據(jù)實體的屬性檢索�？臻g檢索的方式主要有“圖示點檢索”、“圖示矩形檢索”、“區(qū)域檢索”等幾種；而屬性檢索可以分為“條件檢索”和“交叉條件檢索”兩種。這樣，操作者可以通過數(shù)據(jù)庫的檢索功，在計算機運行中檢索、提取數(shù)據(jù)中的巖土工程參數(shù)信息，這就大大提高了工作的效率和精度。

　�、蹖�空間的分析。巖土工程數(shù)據(jù)庫的空間分析，一般由三個部分組成：第一是疊加分析，包括有指點對線疊加的分析區(qū)、區(qū)對點疊加的分析、對線疊加的分析、區(qū)對區(qū)疊加的分析等幾個類型；第二是對緩沖區(qū)的分析，包含有區(qū)緩沖區(qū)的分析、線緩沖區(qū)的分析、點緩沖區(qū)的分析等幾個類型；第三是對多層立體的疊加分析。

　�、軐�屬性的分析。對屬性的分析工作，可以分類為對單屬性累計直方圖單屬性分類的統(tǒng)計工作、對單屬性基本初等函數(shù)變換、對單屬性的統(tǒng)計分析工作、雙屬性累計頻率直方圖、單屬性累計頻率直方圖雙屬性分類統(tǒng)計、雙屬性累計直方圖、雙屬性四則運算等。

　　總之，作為巖土工程數(shù)字化系統(tǒng)的核心部分，巖土工程數(shù)據(jù)庫在數(shù)字化時揮著至關(guān)重要的作用。通過它與GlS的聯(lián)結(jié)，能夠有效的將幾何屬性與物理屬性結(jié)合起來，這樣就能夠快速的完成虛擬場地的創(chuàng)建。

　　4結(jié)語

　　在信息科技時代，所有行業(yè)都開始朝著數(shù)字化的方向發(fā)展。巖土工程的數(shù)字勘探進程也在時代的浪潮中，不斷向前發(fā)展也取得了很大的成就。而作為處于一線的勘察人員，需要根據(jù)自身的需要，建設(shè)相應(yīng)的數(shù)字化應(yīng)用系統(tǒng)，才能確保數(shù)字化信息得以充分利用。

　　當(dāng)然，數(shù)字化技術(shù)的使用，不代表傳統(tǒng)的勘察技術(shù)就沒有任何意義。事實上，在數(shù)字化技術(shù)發(fā)展的進程中，傳統(tǒng)的勘察模式仍然會發(fā)揮相當(dāng)大的作用，關(guān)鍵是看操作人員如何使用，如何平衡數(shù)字化和傳統(tǒng)操作技術(shù)之間的關(guān)系。

　　參考文獻：

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　　[2]揭雙學(xué).談巖土工程勘察中存在的若干問題[J].建材與裝飾，2012，（3）.