劉超 張萬濤

（安徽省交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司 安徽合肥 230011）

淺析MATLAB在公路巖土工程勘察中的應(yīng)用

劉超 張萬濤

（安徽省交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司 安徽合肥 230011）

勘察資料的分析工作是當(dāng)前公路巖土工程建設(shè)中的重要工作內(nèi)容，對巖土工程的勘測具有重要作用。本文簡單介紹了MATLAB的基本特點(diǎn)，并對MATLAB在巖土工程勘察中的應(yīng)用做出深入的分析。通過分析可致，當(dāng)前的MATLAB數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作在使用過程中，主要是對數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和圖形處理進(jìn)行有效的分析，以便能夠明確在應(yīng)用中出現(xiàn)的各種問題，確保MATLAB在公路巖土工程勘察中應(yīng)用的合理性。

MATLAB；公路；巖土工程；應(yīng)用

前言

在公路巖土工程勘察的過程中，主要是以設(shè)計(jì)為目的，能夠?qū)κ┕さ某晒透黜?xiàng)巖土工程的參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的分析工作，以便保證各項(xiàng)勘察工作的順利進(jìn)行?？辈斓慕Y(jié)果對工程地質(zhì)病害處理情況和投資效率造成較大影響，并且還對項(xiàng)目的工程安全和工作造價(jià)工作造成較大的影響。在對公路的巖土工程進(jìn)行勘察的過程中，必須要進(jìn)行全面和合理的分析工作，實(shí)現(xiàn)科學(xué)的評估，以便能夠滿足當(dāng)前工程建設(shè)對工程勘察的具體要求，保障各項(xiàng)工作的順利開展。

1 MATLAB的基本特點(diǎn)

1.1 MATLAB的由來和發(fā)展

MATLAB是由美國的科學(xué)人員在1967年研發(fā)出來的，實(shí)現(xiàn)了對高水平計(jì)算軟件的研發(fā)工作，實(shí)現(xiàn)了對C語言軟件的開發(fā)工作，并且制造出了專業(yè)的MATLAB，并且迅速的推向市場，成為當(dāng)前國際公認(rèn)的優(yōu)秀應(yīng)用軟件，被廣大人們所應(yīng)用，具有較強(qiáng)的通用性和實(shí)用功能，成為當(dāng)前眾多實(shí)用工具的重要運(yùn)算操作平臺，在使用過程中，主要是應(yīng)用于科學(xué)研究和工程運(yùn)算領(lǐng)域。

1.2 MATLAB的功能及其應(yīng)用

MATLAB具有較多的功能，在運(yùn)用過程中，主要包括數(shù)據(jù)計(jì)算功能、符號計(jì)算功能、數(shù)據(jù)分析功能和動態(tài)仿真功能等。其中數(shù)據(jù)分析功能主要是指能夠?qū)Υ罅康脑假Y料和數(shù)據(jù)信息進(jìn)行系統(tǒng)的分析工作，以便能夠?qū)崿F(xiàn)有效的統(tǒng)計(jì)分析和多元化分析，通過對數(shù)據(jù)表格的分析可知，能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析和統(tǒng)計(jì)工作，確保各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息能夠按照一定的標(biāo)準(zhǔn)去實(shí)施，并在數(shù)據(jù)和表格上直觀的顯示出來，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的有效分析。而動態(tài)仿真功能，在應(yīng)用過程中，能夠?yàn)橄到y(tǒng)人員提供模擬動態(tài)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)之間的有效連接和相互轉(zhuǎn)換，確保各項(xiàng)工作的順利實(shí)施和有效進(jìn)行。通過繪制框圖的形式，在大屏幕上繪制出來仿真的模擬系統(tǒng)，確保各項(xiàng)動態(tài)功能的有效控制，確保各項(xiàng)職能能夠充分發(fā)揮作用[1]。

MATLAB具有自動控制、信號處理、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等功能，展現(xiàn)出了MATLAB的功能多樣化。應(yīng)該確保工具箱中各項(xiàng)數(shù)據(jù)的有效連接，確保各項(xiàng)數(shù)據(jù)的有效進(jìn)行和順利開展。應(yīng)該促進(jìn)工具箱中各項(xiàng)數(shù)據(jù)的有效連接，針對不用的應(yīng)用領(lǐng)域使用不同的應(yīng)用程序，擴(kuò)展其應(yīng)用的領(lǐng)域，促進(jìn)各項(xiàng)工作的有效實(shí)施和順利開展。但是在實(shí)際的應(yīng)用過程中，MATLAB應(yīng)用的水平和應(yīng)用的方法，與標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施要求還存在著較大的差距，要想確保MATLAB在應(yīng)用過程中，能夠發(fā)揮出巨大的應(yīng)用價(jià)值，應(yīng)該對其應(yīng)用的情況進(jìn)行了解，采用合理的應(yīng)用方法，來解決實(shí)際應(yīng)用中存在的問題。

2 MATLAB在巖土工程勘察中的應(yīng)用

2.1 在土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用

土工試驗(yàn)是巖土工程勘察的重要組成部分，能夠在巖土勘察工作中發(fā)揮重要的作用。在土工試驗(yàn)實(shí)施的過程中，必須要按照《巖土工程勘察規(guī)范》的相關(guān)內(nèi)容對主要參數(shù)的平均值進(jìn)行系統(tǒng)的分析工作，以便能夠明確在發(fā)展中呈現(xiàn)出來的參數(shù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)差等問題，確保土工試驗(yàn)數(shù)量的增加，對工作的處理有著重要的作用。但是在MATLAB中的statisticstoolbox時，能夠較為輕松的編制出處理數(shù)據(jù)的程序，在MATLAB命令窗口輸入的過程中，需要對土工試驗(yàn)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，討論MATLAB對土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和繪圖等工作，能夠起到良好的效果。

2.2 巖土工程勘察可視化

可視化是巖土勘察過程中的一項(xiàng)重要工作，能夠?qū)崿F(xiàn)對抽象符號的轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)對幾何圖形的計(jì)算。其研究的主要內(nèi)容是對人和計(jì)算機(jī)的工作進(jìn)行協(xié)調(diào)和研究，能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)的處理和分析工作，給勘察人員提供可供交流的信息。公路巖土工程勘察在實(shí)行的過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的有效處理，滿足用戶多樣化的信息需求，能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的處理工作，以便能夠滿足用戶的需求，給用戶提供直觀和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，促進(jìn)各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息的迅速實(shí)現(xiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)交互分布式的需求，促進(jìn)公路勘察工作的一體化[2]。

現(xiàn)代的公路巖土工程在勘察過程中，需要對工程中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行獲取，能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析和處理工作，方便用戶能夠?qū)?shù)據(jù)信息進(jìn)行明確，在對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析的過程中，需要按照標(biāo)準(zhǔn)的要求去實(shí)施，以便能夠及時的實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的反饋工作，促進(jìn)數(shù)據(jù)信息的使用的優(yōu)化性，有利于加強(qiáng)對數(shù)據(jù)信息的指導(dǎo)，促進(jìn)施工的順利開展。同時，在使用中，還需要確保數(shù)據(jù)的信息化和定量化，能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的優(yōu)化處理，加強(qiáng)對數(shù)據(jù)信息的監(jiān)督功能，保證數(shù)據(jù)信息向著智能化的方向發(fā)展，滿足數(shù)據(jù)信息化的要求。能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的技術(shù)處理，及時向用戶進(jìn)行反饋。

但是傳統(tǒng)的巖石工程方法計(jì)算在使用中，需要將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為文字和圖紙，需要定期的對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理，在數(shù)據(jù)信息中設(shè)置修改和查詢功能，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的分析，處理大量的工程數(shù)據(jù)，但是在數(shù)據(jù)處理過程中，會出現(xiàn)耗時和費(fèi)力的情況，影響著數(shù)據(jù)信息的收集效果。并且路基的地質(zhì)空間分布情況出現(xiàn)較為復(fù)雜的情況，對原始數(shù)據(jù)的獲取造成了一定的限制。對三維空間的巖土工程進(jìn)行分析的過程中，主要的分析內(nèi)容需要建立在模型和可視化技術(shù)的基礎(chǔ)之上，能夠促進(jìn)數(shù)據(jù)信息的有效融合，改進(jìn)幾何的計(jì)算方法。為了充分解決這一問題，應(yīng)在借助MATLAB的優(yōu)勢，利用可視化方法，實(shí)現(xiàn)了對該項(xiàng)工作的監(jiān)督，能夠加快該項(xiàng)問題的解決，實(shí)現(xiàn)了對該項(xiàng)問題的研究（如圖1）。

2.3 巖土工程評價(jià)

巖土工程的評價(jià)工作是當(dāng)前勘察工作中一項(xiàng)重要的工作內(nèi)容。對巖土工程評價(jià)的內(nèi)容相對較多，并且涉及的范圍較廣，但是由于巖土自身存在著較多的問題，并且在實(shí)施過程中，具有一定的復(fù)雜性和涉及面相對較廣，導(dǎo)致各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息呈現(xiàn)出不確定和非線性的特點(diǎn)，巖土工程評價(jià)工作在開展過程中，存在著較多的問題。MATLAB自身具有強(qiáng)大的功能，在使用中能夠?qū)崿F(xiàn)對巖土工程的評價(jià)工作。眾所周知，砂土液化現(xiàn)象是當(dāng)前公路工程中較為常見的一種災(zāi)害性現(xiàn)象，對公路的路基會造成較大的影響。導(dǎo)致各項(xiàng)砂土液化的因素展現(xiàn)出復(fù)雜性和多樣性的功能，無法建立明確的判別工作，導(dǎo)致在實(shí)施過程中，無法進(jìn)行評價(jià)。

在對巖土工程進(jìn)行評價(jià)的過程中，需要對土液化的特點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)的分析工作，并且對相關(guān)的砂土液化進(jìn)行有效的評價(jià)和預(yù)測工作。在評價(jià)過程中，需要按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)對檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蜕系臄?shù)據(jù)進(jìn)行有效的評價(jià)，通過計(jì)算的過程中，能夠獲取一定的數(shù)據(jù)信息，對模型中的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。通過計(jì)算能夠?qū)Ξ?dāng)前的數(shù)據(jù)模型和節(jié)點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)的評析工作，將評價(jià)指標(biāo)作為輸入層，結(jié)合砂土液化的影響因素來選擇指標(biāo)[3]。

圖1 地基可視化切片圖

3 結(jié)論

MATLAB在使用過程中，主要是集數(shù)據(jù)和圖形處理為一身的，自身具有較強(qiáng)的功能，被廣泛應(yīng)用于公路巖土工程的勘察中。在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的過程中，具有全面和快速的特點(diǎn)，必須要在MATLAB的支持下，來實(shí)現(xiàn)對巖土工程的可視化，并對可視化的效果進(jìn)行有效的分析工作，確保各項(xiàng)使用方法的清晰和易讀，來實(shí)現(xiàn)對巖土工程的分析和評價(jià)工作，能夠產(chǎn)生良好的效果。通過對土工試驗(yàn)的研究，取得了良好的使用效果，表明MATLAB是公路巖土工程建設(shè)中的理想應(yīng)用軟件，成為當(dāng)前最具市場潛力的軟件。

[1]謝進(jìn)通.公路工程勘察中對多道瞬態(tài)面波技術(shù)的應(yīng)用[J].交通世界（建養(yǎng).機(jī)械），2013，08：143～144.

[2]郭建波，劉曉明.預(yù)鉆式旁壓試驗(yàn)在廈門地鐵巖土工程勘察中的應(yīng)用[J].鐵道勘察，2014，02：54～57.

[3]于新政，劉漢東，石守亮，何建鋒，郭小帥.旁壓試驗(yàn)在鄭州軌道交通巖土工程勘察中的應(yīng)用[J].華北水利水電大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，03：68～71.

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