岩土工程信息技术及其工程应用

岩土工程信息技术及其工程应用

蒋庆彬

中建海峡建设发展有限公司福建福州350000

摘要：岩土工程是当前建筑行业发展中比较热门的工程，但是操作管理流程比较复杂，需要采取有效的信息管理技术问题以此降低岩土工程设计和施工中的难度问题，进行统一规划和管理。通过对信息管理技术在岩土工程设计和施工中的总结分析来看，信息管理技术的完善加强了岩土工程方案设计的完整性，对施工进行严格检测和管理，有利于确保整个施工项目的安全性。本文介绍岩土工程行业信息技术发展历程，对岩土工程的信息技术的应用进行分析。

关键词：岩土工程；信息技术；工程应用

岩土工程作为一门涉及内容比较全面的工程项目，是建筑工程中的重要组成因素，具有科学性和管理性，对整个岩土项目的运用有着一定的影响力。随着建筑行业的不断拓展和研发，岩土工程的应用领域得到了明显的扩大，在各大城市道路桥梁施工和交通建设中都需要运用岩土工程的相关技术理论，才能得到全面性发展。岩土工程主要研究岩土的岩体和特性，使得整个岩土工程设计和施工具有一定的隐蔽性。因此，在岩土工程的信息化应用能够较快的完善岩土工程中存在的细节问题，各项施工技术得到明确规范，有利于促进岩土工程的优化设计和阶层管理。

一、岩土工程信息技术发展历程

岩土工程领域就开始运用计算机进行工程计算和数据处理，并能绘制相关的勘察图片，编写勘察报告，这些不能算是信息化，但是为以后的工程信息化打下了基础。众多的工程勘察、土工试验开始使用计算机辅助软件，包括数据采集、存储分析、绘图软件、编写报告等随后又明确了“计算机辅助岩土工程”中计算机在该工程领域的作用。指出该系统不仅应用于岩土、勘察、设计、施工，还包括规划决策、区域性岩土的工程特性分析研究和技术标准制定、基础工程的设计分析等。决策、区域性岩土的工程特性分析研究和技术标准制定、基础工程的设计分析等。近十年来，通过数据库技术管理和开发利用勘察数据信息，经过最近十多年的发展，数据库技术管理和勘查数据的整理引入了人工智能GIS技术，并且许多勘察设计院都接入岩土工程资料局部网络，实现资源的共享。总的来说目前的岩土工程领域信息技术的商业化水平还比较低，数额少，产品更新换代的空间也很大，拥有的自主知识产权和掌握的核心技术也较少，这些缺点直接制约着信息技术的更新换代和创新性。目前我国的信息化商业软件不断取得进步，特别是引入GIS和一些更强大的图形处理功能的软件，使得岩土工程的工程实际控制更智能更高效。

二、岩土工程的信息技术的应用

1、MIS管理技术的应用。MIS技术刚刚产生时便已经被应用在了岩土工程项目当中，经过多年的经验积累，该项技术的应用已经逐步趋于成熟。我国在对大型水利水电工程项目进行建设的中，产生了大量的工程数据，所以也逐步建立了MIS管理系统，对相关的数据进行了有效的管理。但是，该系统所注重的方向是对原始数据进行的收集，建立监控数据库的系统，注重建立档案等功能，对数据的具体分析能力比较弱，只是针对最终的检测结果来对数据进行分析，总体来说该项技术的应用还有一定的不足之处。

2、GIS技术的应用。该项技术产生当时人们对资源的开发以及规划工作非常多，加之有计算机等相关科技设备的辅助，便发明了GIS应用技术。对该项技术的应用可以对非常多的数据实施收集、储存、管理以及分析管理等，并且可以利用多种形式输出结果。90年代之后，该项技术在我国的石油勘探以及对油田进行开发的方面有非常大的帮助作用，同时，该项技术被认为是对岩土工程进行深入探究的全新方式，在工程中已经被广泛应用，注重工程当中的数据进行管理以及分析等，可以将数据与实际的地理情况进行结合，然后表达出来，这种应用地理的具体信息来对相关数据进行组织的形式，对岩土工程师的帮助非常大，但是在对专业和空间进行进行具体分析的能力上还存一定的缺失。

3、三维岩土工程信息系统。三维地学模型由于科技的飞速发展，也得到了重视和发展，三维地质模型即为应用计算机，在打造的三维空间条件下，把对空间进行的信息管理、对地质进行的解释、地学的相关统计等与可视化图形进行充分的结合，以便能够对地质进行详细的分析。我国对该项技术实施的研究起步有些晚，但是经过几年的经验积累，已经取得了非常大的进步。该项研究正处于研究的初级阶段，其研究的相关产品还非常不成熟，对其进行开发的空间非常大。

三、工程应用

1、信息框架设计。首先，要充分的结合生产以及实践的要求，对目前已经拥有的系统进行整合，例如：可以设计岩土工程信息系统，其具体的框架系统以及相关的数据流向在该系统当中，应用集成以及松散的形式把3D系统与专家系统进行结合，在此条件基础之上，构建专业的数据模块，建立专业进行分析的具体模型。该系统的数值模拟接口应用的是数据文件的方式，以文件进行上传的形式通过PIP，以便能够实现外部进行合作方进行合作工作的目的。并且逐步开始向实时、以及智能化的系统进行发展。在这其中，对于传感技术等模型是该系统进行自主探究的关键点，具体的3D平台流程以及相关的功能如图所示。

2、实例应用。该系统在众多的工程以及项目当中被应用，取得了非常不错的效果，其中包括工程的具体勘察设计、具体施工等，全面实现了将地质体和建筑物以及污染物之间的耦合进行有效的表达，以及详细的计算分析。

1）隧道施工产生的建筑物变形动态预测。隧道施工会使底层发生移动，在对该中情况进行预测的过程中，目前所使用的比较普遍的方式为介质随机理论法以及PECK的方式。对建筑物变形进行预测的有效方式，因为受到施工当中结构等产生的相互作用，所以该项预测的工作会比较困难。较长时间以来，通常应用考虑形式为：①对于结构刚度所产生的作用不进行考虑，把内部结构所产生的作用视为重要的安全储备。②应用非常复杂的数值模型，对其进行系统的分析。在该系统当中应用的PECK的方式以及介质随机理论的方式进行探究，对可能产生的底层位移情况，应用建筑物发生的变形之后的刚度修正方式，对变形的情况进行预测，结合相关的三维科技，开发出动态的预测方式，该种方式已经被成功使用在实际项目的咨询当中。

2）研究地下水的埋藏条件。某地区的地下水埋藏条件受到技术、经济的限制，尤其是含水层的规模以及相关的几何形状、储水能力和渗水的能力等埋藏的具体信息提出，对该地区进行开发和大规模对地下的空间进行建设，具有十分重要的意义。经过大量的数据研究，具体地下水埋藏条件的探究已经有了非常大的进展，将该区域地表之下100米的范围当中，有13层比较连续的含水层，其中三维水文内部地质构造如图三所示。对其进行具体的分析可以得出，对其地下水的控制非常不容易，极易产生突涌等情况。

岩土工程延伸信息化技术的在工程项目中的应用范围是一种比较好的尝试，这主要是由于信息化技术发展的大趋势是不可逆的，岩土工程的建设人员只是根据岩土项目建设的需要做出了正确的决定而已，但是这个选择对于岩土工程的改变比较大，主要在于改变了原有的工作模式，将原本的二维空间的设计图纸转变为数字化化程度更高的三维空间设计，将原本的静态单机模式转变为动态的网络环境，将原串联的建设流程转变为并行的建设流程。

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