城市岩土工程基础勘察技术分析

城市岩土工程基础勘察技术分析

李子优

湖北武汉   中南勘察设计集团有限公司

摘要：

岩石是天然的矿物集合体，具有突出的不确定性、各向异性和非均匀性，使其力学行为难以准确预测。因此，地质条件在大多数情况下过于复杂，无法提前清楚地了解。与地面工程建设相比，地下工程的管理和建设面临着更多的挑战和高风险。为了更好地理解这些问题，近年来，数字勘探技术逐渐在岩石工程中得到了应用，相对于早期的岩土工程勘探技术，数字化勘探技术具有经济性、便携性、可操作性高等特点，以目前岩土工程勘察工作的展开现状作为研究基础，对数字化勘察技术在城市岩土工程勘察工作中的应用以及其相应的应用效果展开进一步分析。

关键词：岩土工程;勘探技术;分析措施;

数字化技术的发展为岩土勘探工程的数据分析工作提供了支持，数字化技术之中的多媒体分析技术以及智能化技术能够有效提升岩土勘探工程的勘探效率。目前在岩土勘探工程之中，数据采集、数据标准化、模型重建和可视化、数字-数字集成、数据挖掘和集成平台等数字化技术是岩土勘探技术的主要构成部分。在岩土勘探工作展开的过程中，勘探人员首先通过数据采集获取施工和试验中的各种参数，为岩土工程的建模、计算和分析提供基本的信息基础。然后在数字系统中重建和可视化虚拟模型，并对工程数据进行数字化管理。通过数值积分和人工智能系统对虚拟模型进行进一步分析，为决策提供支持。最后，结合地理信息系统(GIS)，将所有这些数字模型和方法集成到一个数字平台中，使工程信息在一个集成的、综合的、动态的环境中进行获取、存储、管理、共享、计算和分析。通过数字化技术，我国的岩土勘探工程能够得到更进一步的有效发展。

1.数字化技术应用对于岩土勘察工程的意义

土勘探工程数字化技术的应用理念最早出现在二十世纪八十年代，相关研究人员在岩土工程勘探理论研究中指出数字化技术的应用在岩土工程领域有着非常重要的作用，通过数字技术，岩土勘探质量能够得到显著的提升。通过数字化技术，岩土勘探工程所得到的数据资料能够被传输到信息服务平台之上，为后续的岩土工程项目展开提供保障。

2.岩土勘察项目数据采集技术的应用

目前岩土勘探项目的数据采集技术主要分为直接采集和间接采集两种。在勘探工作展开的过程中，岩土工作人员能够通过传感器将所收集到的各种信息资料转变为数字格式，将其储存在信息系统之中。传统的数据采集技术有：水位高程测量、经纬仪测量、比例尺测量、视距测量、电磁距离测量、GPS测量、传感器测量、声波和超声波检测技术、地质雷达检测技术等。这些传统技术在具体工程问题上具有独特的优势，在实际应用中已经成熟。近年来，信息技术的飞速发展，一些新的数据采集技术得到了广泛的应用，特别是数字成像和无线传感器网络技术在岩石力学和岩石工程中具有巨大的发展潜力。

3.三维建模技术在岩土勘察工程中的应用

基于数字化的三维建模以快速的信息流取代物质流是当今信息时代的突出特征。在信息系统建设中，特别是在包含大量地质空间数据的信息系统建设中，对地质对象进行三维可视化是非常必要的。岩土勘探工程本就需要较强三维空间性的数据的支持，在岩土勘察工程展开的过程中，如果勘察的项目过于复杂，枯燥的数据或二维平面表示可能过于抽象或使用户难以理解。三维地质建模可以解决这一问题，实现对象的可视化，为后续的工作提供一个生动的三维模型。三维模型的重建包括复杂地质单元的重建，也包括地质体内部或上部的人工结构的重建。人工建筑具有众所周知的、标准的、准确的空间特征，而这些特征的信息量是巨大的。利用目前可用的可视化技术，在大多数情况下，重建人造结构的三维模型并不是一项困难的任务。但是在岩土勘探工作之中，由于其信息源的复杂性、空间关系的复杂性和不确定性，三维建模重构技术的可利用性并不高。随着信息技术的进一步发展，三维技术逐渐在岩土工程勘探中得到了有效的应用，现如今三维地质建模是数字化背景下岩土勘察工程的核心技术。

4.数字图像技术的应用

数字图像技术包括数字摄影和图像处理技术。它结合了计算机图形学、光电成像、图像处理、计算机视觉等技术。作为一种利用数码相机和计算机进行准确、高效的信息采集技术，该技术以其方便灵活、无接触的数据采集和简单的图像处理等特点迅速被各学科和研究领域所采用。数字图像自发明以来，就在土木工程项目之中得到了广泛应用，数字图像技术从规划、建模、现场测试、工程前期勘察、施工控制管理、质量检查到使用中的维护管理，几乎涉及建筑生命周期的所有阶段。该技术在研究中逐渐由客体向主体转变，成为获取数据的便捷工具。在复杂的地下环境下，如何从海量的信息中收集数据，以及如何自动识别地下工程结构的病害是地下工程结构病害识别的技术瓶颈。传统的数据采集方法多为人工采集，效率低下，且无法保证数据的准确性和可靠性。应用数字图像技术和WSN技术可以解决这些问题，为岩体结构的维护和检测建立一种高效、准确、客观、快速、简便的智能传感方法。

5.智能集成技术的应用

在岩土勘察工作展开的过程中，为了达到相关数据资料的收集分析目的，勘察人员就需要通过各种方式来实现勘察信息的数字化，需要数字化的第一部分是地质勘探与设计过程。数据标准化方法、三维GIS技术、地质建模技术、数字数值集成技术、可视化、虚拟现实和人工智能等先进数据采集技术的集成与应用是实现岩石工程信息数字化的关键。早期，在勘察技术的限制之下，大部分岩土勘察工程所得到的空间数据并不能够得到有效的应用，随着研究技术的进一步发展，GPS，GIS，RS技术的应用为空间数据的分析提供了支持。通过这些技术，岩土工程勘察工作能够实现数据的自动采集、实时采集以及相关的处理以及分析工作，为后续的岩土数据应用提供支持。

6.无线传感器的应用

早期岩石勘察工程中使用的传感器是专门用于测量或测试特定数据的，例如规定的阈值的倾角或裂缝张开宽度等这些内容的测量工作，就需要传感器来完成。随着信息技术的进一步发展，无线传感器网络具有良好的数据采集能力和对事故事件的快速响应能力逐渐得到行业认同，传感器在岩石勘察工程中得到了更加广泛的应用，但是在实际的应用过程中，仍旧存在一些问题有待解决。

7.3维Web GIS技术以及4D GIS技术应用

三维Web GIS技术是在互联网技术以及GIS技术基础上所出现的技术。这一技术的主要目的是满足外界对于岩石勘察项目数据的需求，相对于早期的GIS技术，Web GIS具有以下优势：操作简单、开发和管理成本较低、更容易共享信息、与web应用程序无缝集成、平台独立性、能够平衡不同服务器之间的计算负载。岩石力学和岩石工程包含了大量的地理空间信息。与传统或通用的信息技术相比，GIS在处理、存储和共享地理空间信息方面具有优越的性能。应用GIS的理论和功能开发地下工程综合规划的基础平台，保证地下空间的科学开发。此外，它还有助于岩石力学和岩石工程的开发和利用决策。相对于传统的GIS技术，4DGIS技术能够提升岩土勘察工程项目的实时性以及有效性，促使岩土勘察项目朝着更加全面的方向进一步发展

8.结束语

数字化技术的应用促使岩土勘探工程朝着更加现代化，智能化的方向在不断发展。数字化技术的应用能够有效提升岩土勘察工程的数据分析合理性以及科学性，提升岩土勘察项目的勘察质量以及勘察效率。同时数字化技术也能够为后续岩土资源利用工作的进一步展开提供数据支持。近些年来，随着国家经济的进一步发展，数字化技术在岩土勘察工程之中的利用率也在不断上升，现如今数字化技术已经成了我国岩土勘察项目的主要技术。相信在不久的将来，我国的岩土勘察工程必然能够在数字化技术的支持下得到更进一步的发展。

参考文献

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