谈岩土工程勘察新技术

■巫景新

（广东省工程勘察院广东广州510510）

谈岩土工程勘察新技术

■巫景新

（广东省工程勘察院广东广州510510）

随着我国经济的繁荣发展，土建工程的数量和规模也在不断增加。岩土工程作为土建工程中的一项重要分支，对于解决土建工程中关于土和岩石等工程问题具有重要意义。岩土工程勘察作为岩土工程地质环境特征的考察和分析工作，在保障整个工程建设质量的过程中具有重要地位。本文基于现阶段国内外岩土工程勘察的技术创新和应用背景，对于近年来创新并应用在岩土工程勘察上的技术做了探索和分析，对于提高岩土工程施工效率，保障建筑工程的建设质量有着一定的参考意义。

岩土工程勘察新技术

我国是一个地质条件复杂的国家，在土建工程施工的过程中，经常会遇到岩土种类众多带来的不利影响。因此就要求施工单位在岩土工程建设的前期阶段，利用科学高效的勘察技术手段对施工场地的地址条件进行详细勘察。只有防患于未然，切实调查清楚施工现场的地质条件，才能最大程度上避免地质灾害对工程建设带来的损失，从而保障工程建设的安全和高效。

1.岩土工程勘察技术创新的应用背景

1.1 改进岩土工程勘察技术的意义

岩土工程勘探技术是工程建设上关乎后期设计、施工等工作的关键勘探技术，它不仅是为工程的设计工作服务，勘探工作的质量关系到整个工程建设。而我国岩土工程领域经过建国几十年的积累，虽然在技术水平上取得了一定的提高，在建筑、地基、地下工程、海上平台等工程中得到了较为出色的应用，但与国际先进水平相比，我们在勘探技术层面上还存在很大的改进空间，因此优化与改进我国的岩土工程勘察技术，对于提高工程建设的质量有着重要的意义，首先可以补充岩土工程勘探整体技术水平上巨大的差距，改变目前先进技术仅掌握在极少数单位的现状；同时可以提高勘探成果的质量，保证资料和数据的真实性和科学性，为后续工作提供准确参考；同时有利于将技术标准与国际接轨，促进国内市场和国际市场的融合，使我国的岩土工程能够走向世界。

1.2 岩土工程勘察新技术的应用背景

随着计算机技术等高新技术的飞速发展，以及弹性波理论、电学原理和电磁波理论等基础理论的飞速发展，工程勘探领域出现了一大批先进的工程勘察方法和探测设备。这些先进技术不仅保证了探测采样的密度和速度，在降低勘察成本、拓宽勘察信息收集等方面也有着一定的突破。在岩土工程勘察问题日益复杂化的今天，传统的岩土工程勘探方法已经很难再满足工程勘察和设计的需求。因此，利用电子计算机等前沿技术所开发的新型勘察技术，成为了提高工程效率、降低工程成本的主要趋势。利用计算机辅助技术对岩土工程勘察进行建模和资料分析，模拟施工过程中的岩土结构变化以及可能发生的问题，已经成为分析制定准确的设计计划以及风险应急预案所必不可缺的重要前期工作。

2.岩土工程勘察新技术的应用

2.1 数字化岩土勘察技术的应用

在传统的岩土勘察工作中，不是十分注重对地质结构的数字化建模以及分析工作，导致勘察工作的准确性和科学性受到一定的限制。为了遵循科学的发展规律和时代的需求，数字化岩土勘察技术的应用已经成为了重要趋势。数字化技术在岩土工程勘察中的应用主要分为两个方面：数字化分析和数据库。数字化分析是指将通过测量得到的数据资料通过数字化表面模型呈现出来，形成网格状的地形表面图，以分析地形测量结果以及地质体情况，或者结合遥感测量，将数字化建模与遥感影像相叠加，达到建立数字化地形的目的。除此之外，地质情况的数字化也是一项重要工作，利用电子计算机技术对地下的土层和岩石情况进行建模分析，以更好地描述当地的地质结构情况。然而，现阶段的数字化岩土工程勘察技术由于获取的数据量较小，相关的建模、分析工具不够全面，导致探测和分析精确度存在不足，其勘察质量仍有待提高。在数字化勘察数据库上，首先通过勘察数据库的概念进行设计，把收集到的真实数据作为分析基础，建立联系数据与实体的概念模型，将地质情况进行更好的研究。再主要通过将测量的原始数据，如几何属性等数字化，生成多种三维模型，再根据用户的需求，将数字模型转化为面向用户的文档或图形等。

2.2 高密度电阻率法测量技术的应用

高密度电阻率测量技术又称高密度电法，兴起于上个世纪七八十年代，在日本和英国的勘察探测工作中首先得到应用。该测量技术在直流电探测法的基础上，利用计算机控制，并有效使用磁盘存储信息，相对于传统的直流电法有着巨大的优势。高密度电阻率法大大降低了测量人员的工作量，将传统测量方法中大量的重复人工劳动改进为一次性布设电极进行测量，传统的手动控制改进为计算机程序控制，并通过所携带的磁盘进行数据存储，很好的优化了测量工作的流程，不仅提高了测量工作的效率，还能够有效提高测量工作的精确度。高密度电阻率测量法的工作原理是以被测量地区因地质情况差异而带来的电阻率差异为基础，通过人工布设一定密度的电极而产生的地下电场，监测地下空间的电阻率变化情况，通过获得的数据测量计算出相应的地质特征。

2.3 CT成像技术在勘察探测中的应用

CT成像技术又称弹性波层析成像技术。在岩土工程勘察所使用的CT设备由放射源和探测器所组成，基本原理为利用放射源发射的放射性射线，在穿透相应物体时造成的射线强度等属性变化，来计算被测物体的相关性质。其中，弹性波在不同介质中所具有的速度差异是进行测量成像的重要参数，根据弹性波信号的传播时间，利用计算机进行剖面速度的分析，得到地质体的特征数据；根据不同方向上所测得的数据，即可构建物体的CT图像。在现场的实际操作中，首先需要准确测量放射源和探测器的位置，与常规测量类似，CT成像测量的误差可以通过多次测量进行减小，增加数据的可靠性；在进行多次测量时，要选取不同的测量位置，以保证数据的全面性，利于重构图像。在CT成像技术中，分辨率是决定勘察质量的重要参数，在实际应用中要通过合理设计放射源和接收器间距。形成全方位的测量结构，以有效提高测量的分辨率。同时，根据弹性波理论，测量弹性波的频率、波长对探测分辨率也有着很大影响，在勘察工作中，要通过实验，选择合理频率和波长的弹性波以提高测量分辨率，通常情况下，频率越高，波长越短，所能测量的分辨率越大。另外，测量分辨率和射线的追踪方法之间也存在着一定的联系，根据数学和物理原理，采用最小走时路径追踪法进行弯曲路线追踪，对划分地质情况，提高成像反演过程的分辨率有着一定的益处。

2.4 其他新型勘察技术介绍与应用

在岩土工程勘察工作中，除了以上列举的新技术和方法以外，还有一部分先进的勘察技术也在逐渐得到应用。由电磁法勘察发展而来的地质雷达探测技术，可以通过发射和接收光谱电磁波，以确定相应的地下介质，对于岩层勘探和水气探测有着一定的作业，但其探测范围较小，应用受到一定的限制；红外线探测技术是根据一定区域内红外线辐射的变化情况，进行地形地质特征的资料收集与分析，缺点是无法测量水量特征等参数；瞬变电磁场通过观察二次场的方式进行测量，其工作效率较高且具有一定程度的纵向分辨率，也在逐渐得到应用。

3 结语

综上所述，在工程建设当中，岩土工程勘察作为一项重要的先期工作，在工程设计施工中发挥着重要的参照作用，其技术的先进性和勘察数据的准确性也在逐渐受到重视。只有企业和相关科研单位在实际工作中，根据先进的数学、物理原理，利用好计算机电子技术等前沿技术，才能开发出适合岩土勘察工作的有效方法和设备。只有提高岩土工程勘察技术的质量和准确性，保障我国的工程建设质量，为国家的经济发展保驾护航。

[1]向国泽.岩土工程勘察的新技术运用研究 [J].低碳世界,2014,13:171-172.

[2]高楠.岩土工程勘察的意义及其新技术运用 [J].中国新技术新产品,2010,17:85

P624[文献码]B

1000-405X（2016）-6-240-1