数字化技术在岩土工程勘察中的应用分析

陈鑫

摘 要：随着我国经济建设的发展，各类工程项目规模不断扩大，工程建设质量要求也不断提高。岩土工程勘察在确保各类工程项目安全性和稳定性方面发挥着重要作用。本文将从岩土工程勘察的重要意义以及岩土工程勘察内容研究入手，探讨传统岩土工程勘察存在的问题，对数值化技术在岩土工程勘察中应用进行分析，希望能够为相关工作提供参考。

关键词：数字化技术;岩土工程勘察;应用

随着现代科技的不断发展，数字化技术已经在社会各个领域中得到了广泛应用，不仅加快了各行业发展速度，也使具体工作变得更加精确、高效。数字化技术在岩土工程勘察中的有效应用，能够促进岩土勘察数据的利用效率，从而促进工程建设水平提高。

1 岩土工程概念

岩土工程是上世纪60年代基于土木工程基础上建立起来的技术体系，旨在解决岩体和土体工程相关问题，各类工程建设中地基和边坡等地下工程均属于岩土工程研究范围之内。近年来，我国城镇化建设规模不断扩大，建筑行业也在不断发展。岩土工程在各类土建工程建设中发挥着重要作用。岩土工程融合了土力学、工程地质学以及岩体力学相关理论，通过各类勘察及测试技术的运用，对岩土体进行综合改造。目前，岩土工程已经广泛涉及到道路交通、房屋建筑、市政水利等行业^[1]。

2 岩土工程勘察及数字化勘察技术内涵

2.1 岩土工程勘察

岩土工程勘察是结合建设工程的需求，对建设项目所在地域地质状况、岩土工程特征和环境等进行查证，在勘察数据的基础上分析岩土工程条件与工程建设要求存在的差距，对工程建设岩土工程做出评价。岩土工程工作质量将对工程建设项目的安全性和稳定性具有较大影响，是工程建设中的重要环节^[2]。

2.2 数字化勘察

数字化勘察技术是基于现代计算机科技和网络通信技术发展基础上而产生的新型技术。数字化岩土工程勘察将CAD技术、测绘技术以及计算机科技等相结合，利用专业化计算机软件将工程建设项目中的各类信息有效整合，制定出具有较高综合性特点的辅助信息流程，实现以手工方式为主的传统勘察设计向具有现代化特征的CAD勘察设计技术转变。数字化勘察利用计算机硬件系统和图文处理系统的优势，构建起多门类、多工种的勘察设计体系，使岩土工程勘察、设计以及各类文字和图表等用数字化格式加以存储，为设计工作提供高效、便捷的数字化服务。

3 岩土工程勘察数字化重要意义

3.1 岩土工程勘察能提升工程地质评价准确性

岩土工程勘察是为了能够有效揭露建设工程地质问题，确保建设工程项目整体结构能够实现稳定性和安全性。建设工程的具体实施将给地质环境带来巨大影响，不同结构类型和不同规模的建筑工程对地质条件影响效应也不尽相同;同时，地质条件的差异也将给建设工程带来不同的影响效应，通过数字化岩土工程勘察，能够将岩土勘察数据利用数字化形式进行存储、处理和分析，对建设工程和地质条件相互影响效果进行分析，有助于对建筑工程所在地区地质做出准确判断^[3]。

3.2 岩土工程勘察能够为工程建设提供依据

岩土工程勘察分为选址勘察、初步勘察和详细勘察三个阶段，在不同勘察阶段具有不同的技术要求，数字化岩土工程勘察结合不同勘察阶段具体要求，对勘察数据进行收集和整理，得出建设工程地质条件综合评价，反映出岩土状态对工程项目的影响。并将工程设计、计划等环节结合起来做出评价，提出岩土工程问题的具体解决方案，能够对建设工程项目设计和施工环节提供可靠的理论依据。

4 岩土工程阶段性勘察内容

4.1 选址勘察

岩土工程选址勘察主要针对工程建设场地稳定状态进行勘察。对地质断层、岩溶、崩塌、滑坡等不良地质作用对建设工程区域稳定性影响进行判定;同时，对工程建设中边坡开挖、降水等工程活动对场地稳定性的影响进行可行性分析。这些信息经过数字化处理后，将形成对建设工程选址的可行性分析作为勘察文件，为工程建设方提供参考。

4.2 初步勘察

初步岩土工程勘察用于初设阶段使用。在此阶段，需要对工程土质、岩土工程资料等进行收集，查明岩土工程特点和地质结构等潜在条件，明确建设工程项目所在区域不良地质情况产生的原因、分布情况以及发展趋势等，对建设工程地域未定型做出评定。此外，通过初步岩土工程勘察对工程项目场地地震效应、对建材腐蚀性做出判断。对于高层建筑项目，通过初步岩土勘察还要对基础类型、基坑开挖及支护等方案进行分析评价^[4]。

4.3 详细勘察

详细岩土工程勘察用于施工图设计中使用，需要结合不同建设工程项目为设计提供所需的详细技术参数以及岩土工程资料，对建设项目的地基进行岩土工程分析评价，给设计人员基础设计和基础处理提供理论依据，提出相关解決方案。在此阶段需要对项目区域地形、标高、建筑物性质等资料进行收集，计算建筑物沉降，预测建筑物和地基变形特征等。

4.4 施工勘察

施工勘察是施工过程中，有针对性地对单一问题进行勘察。在地基处理阶段或者深基坑施工中，需要进行岩土工程检查和监测;对施工中出现的边坡失稳情况进行监测并查清原因所在，提出合理整改方案;另外，通过岩土工程勘察进行施工中的地基处理和加固效果监测，确保施工质量。

5 数字技术在岩土工程勘察中的应用

5.1 数字化建模

岩土工程数字化建模主要采用表面模型法，通常也被称作数字表面模型（DSM），是通过数字化的方式对工程地质外表面进行表达。DSM是目前较为常用的建模方法，表面模型法利用测点来获得基本的数据来源，测点资料中包括了测点的几何特征以及属性特征数据，利用这些数据的分析处理结果构建地质体界面。当具有相同属性的点连接起来后，将会形成网状的曲面，以此来确定地质体的空间特征和属性。

5.2 数据库系统

5.2.1 地理数据分类

首先，需要具备数据库系统的基础数据。数据库系统的基础地理数据包括自然区的划分图和地形地貌图。自然区划分图主要能够体现出所要勘察地理范围的区域划分以及范围内的公共设施、河流山川、道路桥梁和居民区等;而地形地貌图则体现出所要勘察研究区域的自然环境特征。

其次，需要具备数據库系统的岩土工程勘察数据。岩土工程勘察数据包括建设工程所在地域工程勘察资料，其中包括地理信息和环境信息以及地理力学指标等。

5.2.2 数据库概念模型

基于地理数据信息和岩土工程资料，结合数据资料的应用需求，需要用形象直观的方法展示出来，需要设计和构建能够反映出信息世界的数据库概念模型。将实体有关的功能和行为从概念模型中剥离开，仅依赖于实体数据建立研究对象，分析数据与属性的关系。

5.2.3 建立数据库系统

岩土工程一体化系统的数据包括用户通过外部设备输入的数据，系统经过处理形成的中间数据和经过处理和分析后形成的最终数据。原始数据由具有几何属性和信息属性数据构成，中间数据由原始数据生产的等值线模型、剖面模型等构成，数据与模型结合能够生产使用者需要的各类图件并根据使用者提出的查询条件对数据进行选取。最终数据主要包括图形资料和相关的文档，例如：岩土工程勘察报告等，这些数据是根据使用者的需求，由中间数据生成的。

6 结语

现代科技发展推动了岩土工程勘察数字化进程，不仅带来了岩土工程勘察数据处理准确率的提升，还能够利用岩土工程一体化系统进行直观展示，结合使用者需求在海量信息中进行高效查询，使岩土工程勘察工作效果显著提升，从而推动工程建设水平的不断发展。

参考文献：

[1]王嘉伟. 数字化技术在岩土工程勘察中的应用分析[J]. 科学技术创新， 2017（4）：5-5.

[2]宋保卫. 岩土工程勘察中数字化技术应用探究[J]. 建筑技术开发， 2019（9）.

[3]周四海. 岩土工程中数字化勘察技术的应用与分析[J]. 城市地理， 2018（8）.

[4]罗皓， 王志云. 岩土工程勘察中数字化技术的应用[J]. 工程技术研究， 2018（4）.