巖土工程學報巖土工程勘察數字化技術

　　巖土工程勘察數字化技術是本篇巖土工程學報論文介紹的重點。隨著時代和社會的進步，這就要求各個行業對傳統落后技術和方法進行革新，同樣，我們也要對巖土工程勘察和工程設計進行創新。巖土工程勘察設計的工作人員要充分利用先進的數字化技術，并且要把它應用到巖土工程勘察的實際工作中去，對傳統的巖土工程勘察進行創新，就要不斷優化勘察系統內部的結構和質量，使得勘查工作與時俱進，能夠充分滿足市場的需求。

　　《巖土工程學報》雜志主要刊登土力學和巖石力學領域中能代表我國理論和實踐水平的論文、報告、實錄等。巖土工程學報核心期刊，是中國水利學會、中國土木工程學會、中國力學學會、中國建筑學會、中國水力發電工程學會、中國振動工程學會聯合主辦的1979年創刊的期刊，已經成為水利、土木工程、力學等領域的核心期刊。

　　摘 要：工程設計需要根據巖土工程勘察的結果和數據來確定，但是在傳統的巖土工程勘察中得到的都是二維靜態數據，設計人員根據這些數據無法直觀掌握工程地質物理力學性質的變化和空間構造變化規律。近年來，市場對巖土工程地質狀況變化數據的要求也越來越高，傳統的數據嚴重影響了工程設計質量，針對這些問題，我們需要利用先進的數字化和信息化科學技術來實現巖土工程勘察的數字化，本文將對巖土工程勘察數字化技術與實現進行相關討論。

　　關鍵詞：巖土工程;勘察;數字化技術;實現

　　1 前言

　　在網絡信息化和計算機科學化的發展背景下，傳統巖土工程勘察技術得到了很大發展，勘察質量也得到了很大程度的提高，這些都得益于當前的勘察技術利用了數字化的技術，使巖土工程所需要的信息在計算機科學技術、圖像處理技術和建模技術的基礎上進行數字化處理分析。

　　2 巖層勘察技術的一體化

　　現代信息技術的發展提升了巖土工程勘察的水平，但是一些客觀因素的存在，使得沿途勘察設計中依舊存在一些需要改進的地方，比如勘察資料的過于專業化、不同領域設計內部聯系不夠、過于封閉等等;另外一些行業工程中還存在著設計系統功能的不完善，勘查技術水平見底等問題，為了解決這些問題，就必須要建立起巖土工程勘察數字一體化系統。一般來說，巖土工程勘察一體化分成縱橫向一體化和松散密切一體化，所謂的一體化，指的是借助巖土工程勘察測繪技術，根據相應數據庫系統，利用數字化技術整合出工程項目需要的所有信息，同時構建出計算機輔助信息處理程序，讓原來巖土工程中的手工全部轉變為現代化CAD技術，極大的提高了巖土勘察的工作效率。

　　3 巖土工程勘查技術數字化具體內容

　　3.1 地理信息系統的應用。地理信息系統實質上是巖土工程方域這方面的數字化，它是以互聯網技術為基礎，同時具有分布式結構、廣泛的訪問空間以及獨立平臺的系統。這個系統主要包括計算機信息技術、地理學等多門知識，同時在計算機硬軟件的支持下，綜合分析和管理巖土工程勘察的空間物理信息的地理數據，為工程項目的決策和管理提供可靠的信息，為野外的勘查工作提供了極大的便利。盡管地理信息系統與巖土工程勘察一體化屬于不同的領域，但是在巖土工程力學中卻包含了太多的地理信息，這些信息很大一部分都是與空間坐標有關，后期的設計工作都是在空間信息的基礎上進行，換句話說，全面的地理信息是巖土工程勘察設計的強大后盾。地理信息系統集合了采集信息、管理信息和分析信息的系統，所以將地理信息系統綜合運用到巖土工程勘察設計工作中能夠充分利用該系統在采集、空間分析和管理功能，來對沿途勘察工作以及在具體施工中所需數據進行科學的分析和管理，這與傳統的勘察技術相比，地理信息系統就具有很大的改進。具體來說，地理信息系統在信息數據的采集和處理上會更加高效快速，而且采集的數據質量更加高，來源更加廣泛;地理信息系統的數據庫可以準確描述和表達出空間實體，圖形和圖像的集成高度準確，為后期勘察設計數據、構件科學專業設計、分析和決策提供了全面的信息支持;最重要的一點，地理信息系統還具有智能化的可視化操作功能，使巖土工程勘察設計的可視化操作有了可能。

　　3.2 地質統計學的應用。地質統計學是在區域化變量理論的基礎上發展起來的，通過對變異函數的應用來分析不同空間中隨機分布的結構性數據和空間格局異常變化，來對這些數據進行專業的評估分析或者是模擬相關數據的離散性。地質統計學包括典型統計學和空間統計學的知識，重點是對地質特征進行科學分析。在巖土工程的勘察過程中，地質統計學與地質的歷史和應力狀況有著很大的關系，有一定空間相關性，而且這種相關性在土層的隨意兩點間就能夠得到體現，如果兩點間的距離越大，它們之間的相關性就會減少，反之則會增加。一般在描述巖土空間自然相關性方面，是建立在隨機場景的基礎上，利用方差折減系數來判斷出“點”和它所處環境的變異性來計算巖土性相關距離，這也是巖土工程可靠度研究中的一項基礎工作。在巖土物性參數的統計過程中，相關距離是其中重要的參數之一，如果土層的巖土物性在完全相關距離之內，那么兩點的巖土物性就會相互獨立，所以我們只需要計算工程中的特定土層巖土物性參數相關距離就能夠清楚了解該巖層地質物性狀況。在相關距離的計算方面，計算方面有平均值法、相關函數法和回歸模擬法等等，不同的計算方法都需要相應的理論依據，在應用的難易程度上都有差異，有各自的優勢。

　　3.3 巖土工程建模的應用。不同的巖土工程，它們的工程構造規模、形態結構等方面都會存在一定的差別，而這些地質構造從某種意義上來說是可以認為是點線面之間的結合，而這些所謂的點元素的集合指的是測點、線元素之間的結合、面元素集合則是指人工填土的厚度等等、體元素的結合則是地下巖體形狀特征。不同的地質對象都會在一定的空間位置范圍內，都有一定的形態地質特征，同時與其他地質對象保持著一定的空間關系，所以地質對象的主要特征是空間、屬性和空間關系的特征。一般的地質對象能夠根據地質形態來分析它們的表征，接著再根據地質對象所處的年代、巖性、含水量和力學特性等不同屬性參數來分析它們各自所處的空間分布狀況，一般的地質巖層對象在空間的上關系是鄰接或者包含的關系。所以在構建巖土工程模型時需要以巖土工程的空間特征。巖土工程的屬性等關系為基礎，構建模型主要依據人們對外界信息的提煉，用來預測一個或者多個工程地質變量的空間變化規律，在巖土工程建模過程中，關鍵部分是根據已知的數據同時按照相應的數據邏輯關系推算出提其他的位置點;另外應用方面的關鍵技術是針對項目工程勘察參數結構設計和地層處理的模擬。所以我們只要根據具體的需求來模擬研究區域內某點虛擬鉆孔土層狀況，并且完成所有等值線搜素的工作。

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