数字化技术在岩土工程勘察中的应用分析

数字化技术在岩土工程勘察中的应用分析

张恒,杜玉祥

新疆连通恒瑞岩土工程勘察设计院有限公司 新疆乌鲁木齐市 830000

摘要：在智慧城市建设过程中,岩土工程勘察提供详细全面、直观清晰的岩土数据是非常关键的。在这种情况下，岩土工程勘察工作就受到了较高重视，同时也开始使用多种数字化技术提高勘察活动的综合效果。但是岩土工程勘察工作本身是比较复杂的，在引入了数字化技术以后也出现了较强的不适应性。结合广州市城市规划勘察设计院研发的“地质随身行”软件探讨与分析数字化技术在岩土工程勘察工作中的应用价值。

关键词：数字化技术；岩土勘察；应用研究

引言

为在岩土工程勘察中确保岩土勘察的高效性、准确性，相关人员应重视岩土勘察期间的数据分析，深入挖掘岩土勘察数据，创新岩土工程勘察模式。同时结合大数据时代特点，顺应岩土工程数字化勘察趋势，及时地改进岩土勘察流程，灵活地运用各类数据技术，逐步提升岩土工程勘察质量，为岩土工程后期建设、安全管理提供可靠依据。

1岩土工程勘探数字化技术的特点

1)动态性在岩土工程勘探数字化技术当中，通过动态监控可以做到实时跟踪用户使用状况和数据传输情况，实现了定向传输和监控的相互融合，有利于及时发现数字网络平台当中的数字安全隐患。2)安全性以数字信息作为系统运行基础，在数据传递中如何安全有效地进行信息的转化这是一个操作难点。在操作中通过静态监控方式，可以起到保护数据安全的作用。通常操作用户通过选择静态检测程序可以自动对整个数据平台进行扫描对比，对发现的恶意代码和信号实现全天候的跟踪监控，及时将异常数据和操作向用户进行汇报通知。3)集群性在岩土工程勘探中根据当前施工需求和内容进行多功能化处理数据信息是数字化技术的重要作用。通过分阶段操作完成数据信息的处理，极大地降低了勘探工程的难度。

2数字化技术在岩土工程勘察中的应用分析

2.1不规则格网

该方法需要先将勘察区域分成多个三角形，相邻三角形存在共用边，确保该区域内各点均位于三角形内、三角形边上或顶点上，对除顶点外的其他点所具有数字属性进行计算前，先要了解该点所在位置，若该点位于三角形内，则应将各顶点高程作为依据，经由线性插值法进行计算，如果该点位于三角形边上，则应根据该边各端点高程进行计算。通过该方法所建立模型的本质为线性模型，除特殊情况外，均可以采取以下方法记录其拓扑结构：分别记录三角形、其顶点和各边的情况，其中，三角形所记录内容以各边指针为主，顶点记录内容以坐标字段为主，各边记录内容以相接三角形、顶点指针为主，该结构的优势是对给定三角形各顶点、相接三角形参数进行查询的速度较快，基于该结构绘制施工现场地形剖面图，通常可以取得事半功倍的效果。如果条件允许，还可酌情调整该结构所包含内容，确保其能够对特殊值进行分析与计算。

2.2岩土勘察期的BIM技术

BIM技术的本质是建筑信息模型，是能够在建筑设计、施工建设、竣工、装饰等阶段进行建设信息集成应用的技术。BIM技术是大数据时代中应用非常广泛的技术，可将各类信息整合在3D模型中，并凭借自身模拟性、可视化特征，促进项目实践中的信息共享，突出各类项目中数据分析的价值。岩土工程勘察的主体对象在空间领域中分布广，差异性大。传统勘察多采用点状钻探手段，无法全面揭露工程场地地质条件，对未布置钻孔的区域地质情况认识不清，导致设计施工过程中存在异常。因此，可以利用BIM技术，综合钻探及物探成果，构建岩土工程的3D地质模型，随后凭借岩土空间数据统计技术、“插值算法”，模拟岩土勘察区域的岩土体情况，直观描述岩土体分布特征、展现地下水动态。设计、施工及建设方清晰直观地了解工程所在区域的地质条件，完善建设项目的设计、施工组织方案。亦可应用云GIS技术，利用大型计算机海量数据存储处理技术，解决密集型地理信息数据高性能计算的问题。在岩土工程勘察活动中，云GIS技术还能够应对现场外业无法及时计算的痛点，通过将计算机接入云端数据中心的方式，满足岩土工程勘察期间的数据核算需求。

2.3现场试验

在现场试验中，应对土质情况详细分析，明确不同土质分布对后期施工的影响，重点检查现场土壤疏松度，确保施工地段承载力符合要求。试验取样同样会影响勘察结果，在施工区采集试验样品，放入实验室开展力学分析，获得对应区域岩土属性与载重能力数据；还应抽取地下水样品，分别检测地表水与深处水质，并结合水样水质、成分等综合分析。在工程检测中，传统勘察只对少数目标进行生硬钻探，勘察结果具有偶然性，失误率较高。该项目引入先进物探技术，促进勘察结果准确性提升。例如，在声波检测技术应用中，先准备所需仪器，可通过面波法、单孔/多孔检测来实现。该项目选用单孔检测法，首先保证孔洞垂直，合理设定监测点间的密度，每间隔1—3cm设定一个点位，将传感器放入点位内，再将传感器固定在孔内，最后敲击木板，详细记录数据即可。值得强调的是，应敲击竖直方向上的木板，并逐一检测各个点位，才可确保数据准确可靠，所得结果更接近于真实值。

2.4构建科学合理的数字化系统

岩土工程勘察数字化是为了打通内外业勘察工作流程，减少重复工作，搭建大数据系统。现阶段由勘察单位主导的数字化进程面临碎片化、共享意愿低、统一性和完整性不足的问题。解决岩土工程勘察数字化发展中的问题方法有两种：①政府采购主导，由建设单位购买或立法要求勘察单位提供资料，建设完成的数字化系统作为公共产品推向市场；②勘察协会倡导协调建设，共同建设，共同使用，谁提供资料谁受益，谁使用资料谁付钱的模式建设数字化系统。

2.5地方域数字化

岩土工程力学信息中涉及广泛的地理信息，包括地域的空间坐标等，岩土工程勘察需要基于地理信息内容进行分析和评估，以保证工程建设能够得到全面的地理信息内容的支撑，因此地理信息系统是地质勘查的核心要素，地方域数字化就是基于网络信息技术下的WebGIS,该技术系统运行成本较低、涵盖信息范围广、平台独立，是一种分布式的应用结构，具有多门类学科的理论支撑，通过计算机信息系统等对数字信息进行处理与储存，展现出GIS强大的数据采集与空间分析的能力，保证图文信息分析管理更加高效与科学，为实际建设问题提供决策依据。相比于传统的岩土工程勘查技术，地方域数字化具有显著的优势，一方面数字化应用能够满足岩土工程勘察设计内容繁杂，形式多样的特点，通过精确的图文采集和识别系统建立完整的地质信息数据库；另一方面，地理信息系统在采集数据的数量和质量上都具有明显优势，为岩土工程的设计与方案的规划提供了全面的信息支撑；再辅以地理信息系统中拓扑叠加等强大的空间分析功能以及可视化操作效能，为岩土工程勘查技术的发展奠定良好的技术基础。

结语

综上所述，岩土工程勘察对国内建筑行业发展具有促进作用，随着工程规模逐渐扩大，结构日益复杂，岩土勘察技术应逐渐朝着数字化转型，结合地质情况，充分发挥GIS勘察系统、横波反射物探技术、地质雷达技术的优势，借助新的设备仪器，有效保障勘察结果可靠性，满足工程建设质量要求。

参考文献

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