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基于数字化的岩土工程勘察技术分析

2024-09-18孙苗

智能建筑与工程机械 2024年8期

摘 要:传统勘察技术难以满足时代发展要求以及行业的升级转型要求,因此引入数字化技术,将其和传统勘察技术有机融合,从而为岩土工程勘察水平的提高起到促进作用。将数字化的岩土工程勘察技术作为研究主题,探究在岩土工程勘察中应用数字化技术的意义,以及岩土工程勘探数字化技术具备的动态性、安全性、集群性特点,分析了数字化测量、数据处理、数字一体化技术、地理信息系统、数据库搭建、建模技术、构建数字化系统等数字化技术在岩土工程勘察中的应用。

关键词:数字化;岩土工程;勘察技术

中图分类号:TU195 文献标识码:A 文章编号:2096-6903(2024)08-0092-03

0 引言

岩土工程勘察技术能够为现代化城市的建设提供全面、完善、准确的数据,通过掌握城市地下水、地下岩层分布信息,就能更好地保证地铁的顺利建设。若工程勘察落实不到位,容易引起现场施工质量缺陷的。数字化技术作为一种先进的现代技术,可应用于岩土工程勘察之中,提高勘察结果的真实可靠性,更好地发挥出勘察工作的作用。对此,研究在岩土工程勘察中应用数字化技术十分必要。

1 数字化概念及岩土工程勘探数字化技术的特点

1.1 数字化的概念

数字化是把信息转换成数字格式的过程,使用一组离散数据表征某一对象,比如图像、声音、文件等,经过数字化处理,从而实现信息的高速传输,避免传输期间出现信息失真的问题。

1.2 岩土工程勘探数字化技术的特点

1.2.1 动态性

基于实时追踪用户使用以及数据传输状况,数字化技术可做到定向传输与监控的有机结合。这种动态监控的方式,使得岩土工程勘探能够第一时间掌握数字网络平台中的安全风险因素,保护数字信息的安全性,防止数据泄露或被恶意篡改[1]。

1.2.2 安全性

数字信息在岩土工程勘探中扮演着重要的角色,确保信息的安全有效转化是至关重要的。为了保障数据安全,用户可以使用静态检测程序对数据平台展开全面扫描和对比,以发掘潜在的恶意代码、异常信号或其他安全威胁。这种静态监控的方式可以做到全天候的跟踪监控,确保数据传输过程中的安全性。一旦发现异常数据或操作,系统会及时将其汇报通知给用户,以便采取相应的措施来解决问题。

1.2.3 集群性

数字化技术可以按照目前施工要求与内容对数据实行多功能性处理。基于分阶段操作,能够有效地处理复杂的数据信息,从而减小勘探难度。例如,在勘探过程中可能需要处理大量的地质数据、测量数据、图像数据等。数字化技术可以基于分阶段的处理方式,将这些数据进行整合、分析和处理,提供给工程师和决策者所需要的信息,提高工作效率。

2 岩土工程勘察中应用数字化技术的意义

在岩土工程勘察领域,数字化技术的应用可以提高勘察效率、促进数据共享、降低勘察成本等。数字化技术的应用可以帮助企业实现数字化转型,提升勘察效率、降低成本、提高质量,从而具备更强的市场竞争力。

数字化技术也可以为企业创造新的商业模式和盈利模式,使得企业在数字化时代更具活力。使用数字化技术提升工作效率,使用三维可视化技术改善沟通质量,使用机器学习实现智能处理功能,可让个人在岩土工程勘察中更加高效和精准地完成工作[2]。

2.1 提升岩土工程勘察的安全性

传统的勘察方式要求工作人员深入实地考察,面临复杂、危险的地质条件,存在着潜在的安全风险。勘察数据暂存在勘察人员身上,一旦遭遇意外或数据丢失,将使得勘察数据受到威胁。而数字化技术的运用无需工作人员进入危险环境,从而提高工作人员的人身财产安全。勘察数据可利用多种手段进行方便、快捷、安全的传输,确保勘察数据的完整性和安全性。

2.2 提升岩土工程勘察效率

在岩土工程勘察领域,数字化技术的应用为提升效率带来了巨大的潜力。通过使用监测、感应、声波探头等,能实现对工程现场地质状态的动态化观察。这些技术能够迅速、准确、全面地采集勘察信息,并实时传输到相关部门或专家进行分析和处理。相较于传统的人工采集数据方法,数字化技术能够以更高的效率完成任务。数字化技术还可根据关键任务来进行勘察目的的针对性跟踪。通过不断回收和分析数据,能够动态地评估勘察对象的变化指标。

2.3 提升勘察数据的准确性

数字化技术能够减少主观因素带来的干扰,提高勘察数据的可靠性,多次勘察数据的稳定性则对于工程设计和施工具有重要意义。利用数字化技术还能够建立完整的数据库,其中涵盖了大量的集群性数据。这些数据能为工程建设提供更为立体的数据支持,使得决策者和工程师们能够更好地了解工程的特点和潜在风险,从而制定出更加科学合理的工程方案。

3 数字化岩土工程勘察技术的应用探讨

3.1 数字化测量

数字化测量技术在岩土工程勘察中具有不可替代的重要作用。使用激光束可实现对地面或者建筑体的测距或者测高,做到对地形地貌的高准确度测量。相比传统的测量方法,激光测距技术具有获取数据迅速、高度精确和准确的优点。

全站仪作为一种多功能的数字化测量设备,可用于测量角度、距离、高度等。全站仪具有较高的精度,并且还能够迅速采集数据,极大地提升了测量效率,所以在当前岩土工程勘察工作中被广泛应用[3]。

RTK技术能够用来进行地形、建筑体以及各种结构的高程、坐标、形状的测量,并可输出精度较高的数字化地图与模型。应用水下声呐测量技术,有助于勘察人员掌握水下地形、地质,可以为港口、码头、水利工程等建设提供重要信息。将这两项技术联合起来,便可做到对地面与水下环境的全方位勘察,提升勘察结果的准确度。

除了提高测量精度、效率和可靠性外,数字化测量技术还具备监测岩土工程变形与稳定性的能力。通过实时监测和分析测量数据,便于第一时间掌握岩土工程中的问题,并采取相应的解决措施,提升工程项目的安全性与可靠度。

3.2 数据处理

数字化技术可采用自动化的方式对测量数据加以处理与分析,从而避免了人工处理的时间和错误率。同时其能够高效地存储和管理大量的数据信息。例如,云计算技术可以将数据存储到云端数据库中,方便后续的处理和管理;支持多种数据格式,例如文本、图像、视频等,能够适应不同类型的数据信息。

信息化采集系统的作用是采集、管理与分发数据信息,可根据实际需求,采用多种数据采集方式,例如现场采集、无线传输、定时采集等,实现对数据信息的快速获取和传输。将这些数据存储至云端数据库内,就可以方便地进行后续处理以及管理工作。

信息化采集系统还可以对数据实行自动化处理与分析,例如数据清洗、数据转换、数据预处理等,从而大大提高数据处理的效率和准确度。数字化技术和信息化采集系统的结合可以实现数据的高效处理和管理,并可共享与分发处理后的数据,便于有关工作人员使用与分析[4]。

3.3 数字一体化技术的应用

目前岩土工程在勘察方面仍存在诸多不足,比如各领域间独立性太强、联系不够、信息化水平太低以及软件功能不健全。这些问题给岩土工程勘察工作带来了一定影响和挑战。因此,应当充分使用数字化技术,以提升工程勘察的质量。

数字一体化技术作为一种重要手段,它凭借勘察测绘技术、网络通信以及CAD软件等工具,通过一系列计算和处理后生成项目信息。数字一体化技术的应用使得信息的采集更加完整、可靠,并能开展智能化设计,从而实现对信息的更加充分利用。

数字一体化技术也有助于减少人工的依赖,进而保证岩土工程勘察效果。通过数字一体化技术,岩土工程勘察可以更加高效、精准地完成工作,使得相关领域的专业人员能够更好地应对挑战和需求,也为行业的发展注入了新的活力。

3.4 地理信息系统的应用

地理信息系统(GIS)是一种综合性技术,它融合了地理学与计算机信息科学等多个学科领域的知识,可实现对地理空间数据的全面分析、管理和利用,并具有许多优势。

GIS能够从多个来源获取准确的地理数据,包括遥感影像、卫星数据、地理测量仪器等,大大提高了数据采集的效率和准确性。还可以整合各种数据源,实现全面的数据采集,为工程项目提供更全面的信息基础。

在工程的勘察过程中,基于数据、图形与影像等形式的呈现,GIS可以准确展示地理要素的位置、形状、大小和属性等特征,从多个角度为设计人员提供所需的勘察数据。

GIS具有强大的可视化功能,能够将地理信息用便于观察的形式呈现,有关工作人员可以直观地了解地理数据的特征和分布情况,更好地理解和分析工程项目所涉及的地理背景和条件。

3.5 数字技术数据库搭建

使用数字化技术采集岩土工程勘探资料,具体可分为地理空间和非空间两个方面,并可进一步细分成基本资料和勘探资料。地貌、地形图反映了目标区域的自然地貌状况,为后续工程规划和设计提供了重要参考。自然规划图包含公共设施、居民小区、道路、河流等自然规划信息,为城市规划和土地利用提供了基础数据支持。

在建设岩土工程数字系统时,以下2个关键方面需要引起注意。其一,明确数据库的概念,并创建可靠的数据库模型至关重要。只有建立准确、可靠且实用的数据模型,数据库才能真实、直观、全面的反映具体状况,为工程决策提供可靠依据。其二,搭建资料库是不可或缺的环节,包括原始资料整合处理、中间系统处理和最后的数据处理。原始资料整合涉及对采集的数据进行处理和整理;中间系统处理则包括生成各种模型和图形,以满足用户需求;最后的数据处理则根据用户需求生成相应的数据类型,确保数据得到充分利用[5]。

3.6 数字化建模技术的应用

岩土工程勘察通常需要应对不同地形条件下的复杂情况,而数字化建模技术通过构建精确的三维立体模型,能够全面、准确地收集各种地形条件下的信息。无论是山区、平原还是湿地,数字化建模技术都能够应对,为工程的顺利进行提供有力保障。传统的岩土工程勘察往往需要大量的测量工作,而数字化建模技术可简化这一过程,减少测量的复杂性和难度,从而提高勘察的效率。

通过数字化建模技术,工程师们能够更加轻松地获取所需的地质和地形数据,有助于提高勘察工作的准确性和可靠性。数字化建模技术不仅可帮助发现测量数据中的缺失或重叠情况,还能够采取相应措施进行数据补全或删除,进而优化勘察成果。在数字化建模环节,将勘察数据的格式与计量单位加以统一,可以为后期的建模工作提供更可靠的支撑。利用三维软件对结构建立相应的模型,可以将数据信息转化成曲面结构,从而提升数据的直观性和可视化效果。

3.7 构建数字化系统

创建数字化信息系统,需借鉴先进科技,例如可将计算机系统与信息技术有机地整合起来,构建出一个满足工程需求的数字化体系。通过采集和录入各种勘察数据,如地质信息、土壤数据、结构参数等,数字化信息系统可对这些数据进行自动化处理和分析,提取出有价值的信息和规律。

在工程勘察中,涉及到大量的数据来源和类型,如现场勘测、实验数据、文献资料等。通过数字化信息系统,可以将这些数据整合到一个统一的平台中,形成一个全面的数据库。工程师可以方便地查阅和管理相关数据,避免了数据分散、信息孤岛的问题,提高了数据的可访问性和利用效率。通过数字化系统,还可以对工程勘察数据进行三维可视化展示、模拟分析等,帮助工程师更好地理解工程场地的特征和复杂情况。在设计和施工过程中,他们可以更加准确地评估风险、制定合理的方案,并及时做出调整,从而提高施工效果和质量。

利用数字化信息系统进行自动化的数据处理和分析,可以减少人工操作的时间和错误率。数字化信息系统还能够根据不同的工作需求,提供多样化的数据处理方式,灵活适应各类条件下的工作需求,进一步提升数字化技术的实际应用价值。

4 结束语

在目前的岩土工程勘察工作中,引入数字化技术既可确保勘察质量,提高勘察结果可靠程度,还可压缩成本、降低工作难度。特别是在现代化智慧城市建设背景下,结合数字化技术的勘察工作,能够提供更加多元化、立体式、真实性的数据作为支持。

参考文献

[1] 墨亮,尚绍茜,李振国,等.基于数字化的岩土工程勘察技术分析[J].有色金属设计,2023,50(3):94-98.

[2] 张勇.基于数字化的岩土工程勘察技术分析[J].智能建筑与智慧城市,2023(6):55-57.

[3] 金宗川,许杰,潘华,等.岩土工程业务数字化转型的实践与探索[J].中国勘察设计,2023(6):43-46.

[4] 李文可.大数据时代的岩土工程勘察技术重点探究[J].大众标准化,2023(5):148-150.

[5] 刘福鹏.岩土工程勘察数字化技术实现方法分析[J].江西建材,2022(4):140-142.