岩土工程勘察数字化技术与实现

文/芦霁 新疆建筑科学研究院（有限责任公司） 新疆 乌鲁木齐 830002

岩土工程勘察数字化技术与实现

文/芦霁 新疆建筑科学研究院（有限责任公司） 新疆 乌鲁木齐 830002

随着21世纪大量计算机技术涌入我国，使得我国各行各业的信息技术得到了根本性的提升，其中建筑工程行业也不例外。岩土工程当中最为重要的一项工作就是地址勘探，其能够提升施工人员对于施工环境的了解程度，提升施工的质量，缩减施工周期。本文即是对岩土工程勘察数字化技术进行研究，探讨了岩土工程勘察的概念，并对传统勘察方法当中所存在的问题进行分析，最后阐述了数字化岩土勘察技术当中关键性技术的实现方法，以期能为相关工作提供参考。

岩土工程；勘察；数字化技术；实现

计算机技术已经成为实现建筑工程行业当中的高效技术之一，相比于传统的岩土工程勘察技术，数字化技术将这项工作从二维平面发展到了三维动态领域，使得设计和施工人员对于施工环境的了解更加直观、更加准确，避免了传统勘察工作当中所遇到的问题，提升了施工质量。

一、岩土工程勘察工作概述

岩土工程勘察工作的规模与岩土工程本身的规模有着直接关系，目前我国国内所开展的岩土勘察工作的规模较大，勘察周期能够达到3个月。在实际工作开展时，由于岩土勘察对象大多是隐藏域地表之下的土质结构，因此其具有隐蔽性，不能像勘察地表地质结构一样方便准确，尤其是当勘察地区被植被覆盖后，更加难以对其构造进行直观的观察，因此使得岩土工程勘察工作具有极高的复杂性，勘察周期较长。如果岩土工程勘察工作不准确或不到位，虽然后期可以采取补救措施，但对于工程的进度和质量还是会造成较大的影响。对于地质构造复杂，自然环境恶劣的施工地点，其勘察工作的风险性更大，对于勘察人员技能的要求更高。

二、我国传统岩土工程勘察工作中存在的问题

（一）勘察体系不完善

由于我国地质勘察管理工作还不够完善，使得相关部门和人员开展工作过程中被各类规定束缚，同时还会出现各工种勘察工作分散性较大的情况，这就导致各部门之间无法形成有效的配合机制，并且使得各类新型技术应用较为滞后。在人员专业设置环节当中，部分岩土工程的设计和勘察数据严重脱节，这主要是由于勘察人员在记录勘察数据时大多使用专业术语来进行记录，而工程设计人员对于这些专业术语了解度不足，使其无法进一步了解勘察数据当中的有效部分。同时勘察人员无法参与到工程的整体设计过程中，而设计人员也无法深入到地质勘探工作中，导致岩土工程的勘察工作体系混乱。

（二）勘察数据的数字化程度低

在勘察数据记录和分析时，图表、数字、文字等的主要的表达方式，由于勘察人员本身的专业技术原因，导致数据当中定性描述比例较大，而定量数据比较较少，这样就使得设计人员对于地质地貌数据没有直观的了解，在处理相关数据时会造成极大的影响。

（三）数字化勘察数据与设计之间不连贯

地形图是岩土工程地质勘探过程中的重要数据载体，其主要以地图、地貌等方式将勘察数据完全显示出来，也是数字化勘察系统设计的重要基础，而地形图的设计则主要源自于勘察过程中的大量基础数据。虽然传统的地质勘察工作已经开始应用数字化地形图绘制技术，但其所绘制的地形图仅能够作为参考数据，而不能被完全用于工程的设计工作当中，因为目前我国岩土工程勘察数字化技术还不够成熟，其与设计软件的连接还不够连贯，无法显示所有数据的完全对接，导致设计人员在开展工作时需要将地形图当中的数据进行再次数字化处理，进而使其能够匹配设计软件的要求，但是在二次数字化的过程中就有可能导致数据失真，使得勘察工作的准确性受到影响。

三、现代数字化岩土工程勘察技术中关键技术的实现

（一）岩土工程数字化建模技术的实现

目前，我国较为常见的勘察数字化建模技术为表面模型技术，这种技术在国外的应用时间较早，它主要是先将所勘察的地质假设为均一性的地质，然后对其外表面进行建模处理。这种建模技术的实现方法比较简便，但需要通过大量的离散型测试点对数据进行搜集，然后利用数据重构技术对其进行建模。这种技术能够将大量抽象化的数据按照实际规律形成网状的曲面结构，进而绘制出地质地貌的空间属性，并且还可以利用数学理念和图示方法对模型进行表达。其中应用较多的为不规则网格建模技术，这种技术主要是将有效的测试点进行划分，将相互连接的三角区域进行局部建模，在该区域当中任意一点落在三角区域的定点或边线当中。其中当测试点没有落在顶点之上时，则说明该点的数据可以通过数学线性计算来获得。因此在这种技术下，大多数的数据都可以利用线性模型来定量分析。在对数据进行计算时，应将每一个三角区域的定点、边线和节点进行详细记录，对于节点要分别记录三个坐标数值，即X、Y和Z轴坐标，这种数据计算方式能够使岩土工程勘察工作获得更具空间感的数据集合。

（二）岩土工程数字化勘察技术数据库的确立

在勘察技术建模之后，就需要建立一个完整的、有效的原始数据库，这一数据库必须包含施工地点的所有空间和非空间数据。首先是自然数据，也就是施工地点周围山地、河流、公路、居民区、公共设施等具体数据；其次是地形地貌数据库，这一数据主要是对该区域内的自然地貌进行详细的记录，包括山体高度、河流长度、山体数量、河流数量、河流流量等，为工程设计和建设提供基础数据。

在对数据库进行建立的过程中，还要对基础数据进行筛选和处理，记录有效的原始数据，对于重复和与岩土工程没有关系的数据进行剔除，其中的主要数据包括该地区的液化等级、液化指数、地质周期、地质年代、地表沉降指数等。在建立数据库之后，还要设计数据的处理系统，保证用户在输入原始数据进行查询后，系统可以自动生成中间数据或最终数据，同时还必须具备三维构图、表面模型、剖面模型等的构建能力。要保证数据库内数据的多样性和有效性，提高勘察工作的效果。

结语：

我国现代岩土工程勘察工作越来越趋向于数字化，并且将这一技术的应用范围逐渐扩大，随着我国现代计算机技术的不断提升，我国必然会研发出适用于国内地质勘察的数字化技术，提高勘察质量和岩土工程质量。

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