吳軍++侯大勇

摘要：計算機信息技術的發(fā)展使數(shù)字化技術在巖土工程勘察中的應用成為可能，該項技術在一定程度上彌補了傳統(tǒng)勘察技術的不足，提高了巖土工程勘察的水平，為工程施工設計提供了更加可靠的參考資料。鑒于當前巖土工程勘察的發(fā)展趨勢，本文將對數(shù)字化技術及其應用情況進行深入探討，以期不斷提高我國巖土工程的勘察水平。

關鍵詞：巖土工程勘察；數(shù)字化技術；應用

工程勘察是保證整個巖土工程設計、施工順利進行的基礎和前提，巖土工程勘察的內(nèi)容包括地層地貌信息、地下水位分布、風化層厚度等，這有完整的搜集相關資料才能制定出科學合理的施工方案。在數(shù)字化勘察技術出現(xiàn)之前，工程勘察人員只能搜集到零散的數(shù)據(jù)資料，而且勘察資料只能以二維的形式呈現(xiàn)，不利于勘察人員全面的掌握地質參數(shù)分布規(guī)律。隨著計算機技術及圖形處理技術的不斷完善，在巖土工程勘察方面逐漸形成了一個現(xiàn)代化、集成化、信息化的數(shù)字化勘察體系，極大地推動了我國巖土工程勘察水平的進步。

一、數(shù)字化巖土勘察技術概述

數(shù)字化巖土勘察技術是借助現(xiàn)代測繪技術、數(shù)據(jù)庫技術、網(wǎng)絡通信技術等數(shù)字化技術來搜集巖土工程原始資料，建立輔助信息流程的技術體系。在數(shù)字化勘察技術體系中，有關地質勘察、方案設計、施工進度、數(shù)據(jù)變更等的資料可以被有機的結合起來，從而建立起一個綜合性的信息流程，實現(xiàn)了勘察技術從手工方式向現(xiàn)代化處理方式的轉變[1]。數(shù)字化巖土勘察技術的最大優(yōu)勢是體現(xiàn)了系統(tǒng)工程的觀念，將相關文字、圖像、表格資料以數(shù)字化的形式儲存下來同時供多個勘察人員的設計使用。

二、巖土工程勘察數(shù)字化技術應用的關鍵

要想在巖土工程勘察中順利應用數(shù)字化技術，首先應當掌握數(shù)字化技術應用的兩大關鍵，一是建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，二是構建地質模型，下面本文將重點分析這兩大關鍵技術。

（一）建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是數(shù)字化巖土工程勘察中最基礎的一項工作，建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的過程涉及到密集數(shù)據(jù)處理問題，為了獲取更加完整的數(shù)據(jù)信息，首先應當將概念型的數(shù)據(jù)模型從實體中剝離出來，并單純的從現(xiàn)實世界的角度構建數(shù)據(jù)模型，這樣才能客觀評估數(shù)據(jù)對象和屬性之間的關系，從而建立起一個完整的數(shù)據(jù)庫表結構[2]。數(shù)字化巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括三種，一種是基于數(shù)據(jù)輸入的原始數(shù)據(jù)系統(tǒng)，二是系統(tǒng)內(nèi)自動生成的中間數(shù)據(jù)系統(tǒng)，三是最終數(shù)據(jù)系統(tǒng)。一般情況下，原始數(shù)據(jù)系統(tǒng)中所輸入的數(shù)據(jù)資料一般由測點數(shù)據(jù)組成，測點數(shù)據(jù)既具有信息屬性，同時又具有幾何屬性。中間數(shù)據(jù)包括從原始數(shù)據(jù)系統(tǒng)上生成的各種等值線模型、剖面模型等，借助這些模型和圖形軟件可以生成技術人員所需的重要模型基礎。最終數(shù)據(jù)系統(tǒng)是在中間數(shù)據(jù)系統(tǒng)的基礎上生成的包含各種圖形、文檔資料的系統(tǒng)。通過各個系統(tǒng)之間的聯(lián)系和依次銜接可以幫助勘察人員獲取所需的設計施工資料。

（二）構建地質模型

數(shù)字化巖土工程勘察的地質建模方法主要指表面模型法。表面模型法是巖土工程勘察領域普遍采用的一種常規(guī)方法，具體的建模方法是通過表述工程地質體外表面來表示均質地質體，這種建模方法在巖土工程勘察中的應用范圍較廣。表面模型法中的數(shù)據(jù)主要來自于原始的測點資料，這些測點資料均具有幾何特征和屬性特征，利用這些測點數(shù)據(jù)即可構建工程地質體的界面，從而將一系列具有相同屬性的散點連接為一個網(wǎng)狀曲面，進而構建出整個地質體的界面。在表示表面的過程中經(jīng)常采用的方法有圖示模型法和數(shù)字模型法兩種，下面將重點分析圖示模型法中的不規(guī)則格網(wǎng)法這種建模方法。不規(guī)則格網(wǎng)法是根據(jù)勘察區(qū)域內(nèi)的多個點將整個區(qū)域劃分為多個三角面網(wǎng)絡的方法，勘察區(qū)域內(nèi)的任何一個點都會在三角面上找到相應位置，如果該點不在三角面的頂點上，通?？梢酝ㄟ^線性插值的方法來獲得該任意點的數(shù)字屬性[3]。不規(guī)則格網(wǎng)法是一個分段線性三維空間構建模型，其拓撲結構由多種存儲方式，最簡單的存儲方式是對應記錄每個三角面的形、邊、節(jié)點，這種存儲方式的優(yōu)點是：給定一個三角面就能找出其頂點屬性，在地形剖面線計算方面的效率較高，此外，也可以根據(jù)具體的情況在該拓撲結構上添加其他變化以提高運算效率。

三、數(shù)字化技術在巖土工程勘察中的應用案例

為進一步分析數(shù)字化技術在巖土工程勘察中的應用效果，本文以甘肅省某巖土工程勘察項目為例展開具體的分析。該巖土工程勘察共布置125個勘測點，鉆孔深度在10-30m之間，原始勘察數(shù)據(jù)包括鉆孔土層信息、水位信息、建筑物信息等。技術人員在這些原始信息資料的基礎上，采用Visual C++技術和OpenGL三維圖形庫建立了立體地質模型，該立體地質模型可幫助勘察人員及時查詢和更新勘察區(qū)域內(nèi)的動態(tài)信息。在建立起來的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，地下部分是系統(tǒng)的核心內(nèi)容，由于地下部分的地形關系錯綜復雜，在地質建模方面需要進行特殊的處理，根據(jù)該項目地下地層地質特點采用GTP建模方法，分別對一般地層及復雜地層進行三維建模，而且本次研究還在GTP模型的基礎上探索出了一種三維地質體尖滅構模方法，該方法可以全面評估尖滅地層的空間幾何特征，比較符合本次工程實際。

結語：

科學的進步使一些落后的技術和方法被淘汰掉，取而代之的是符合時代發(fā)展潮流的新型技術方法，巖土工程勘察亦是如此，數(shù)字化技術的發(fā)展使巖土工程勘察中得以應用的軟件和技術方法層出不窮，在實際工作中，勘察人員應當掌握數(shù)字化巖土工程勘察的基本方法，熟知數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及地質模型的建立方法，從而不斷優(yōu)化巖土工程勘察工作，緊跟時代發(fā)展的步伐。

參考文獻：

[1]丁曉慶，何龍飛.氣動潛孔錘跟管鉆進技術在巖土工程勘察施工中的應用[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2015，01：17-21.

[2]賈發(fā)科.關于巖土工程中數(shù)字化勘察技術的實踐策略探究[J].價值工程，2015，04：323-324.

[3]李慶豐.淺談靜力觸探技術在巖土工程勘察中的應用及發(fā)展前景展望[J].福建建筑，2014，07：83-85.endprint