勘察数字化岩土工程论文

【摘要】信息科学技术的发展，为实现岩土工程的数字化勘察技术提供了条件。在现今的岩土工程中，数字化勘察技术的发展已经比较成熟，被广泛应用，从而弥补了传统勘察技术的缺陷，为提高岩土工程勘察质量和效率提供保障。本文简单分析了传统勘察技术的不足，以及数字化勘察技术在岩土工程中的应用优势和具体的应用方法，为后期的勘察工作提供参考和借鉴。今天小编给大家找来了《勘察数字化岩土工程论文(精选3篇)》，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助！

勘察数字化岩土工程论文 篇1：

数字化勘察技术在岩土工程活动中的应用

摘要：岩土工程施工，为有效提高岩土体的重力密度和抗剪强度等，实践证明科学合理的勘察活动，有利于发挥岩土工程的加固施工效果，文章将在了解岩土工程失稳问题的基础上，基于勘察的视角，深入研讨数字化技术在勘察活动中的应用方法。

关键词：岩土工程，勘察活动，数字化

1.基于失稳问题进行岩土工程勘察的必要性分析

由于岩土工程本身具有复杂性的特征，在加固岩体时，锚固系统可能受到岩土影响而失稳，譬如岩土强度低，在围岩破坏的同时，锚杆体的材料随着断裂。侧面说明岩土工程勘察活动开展的必要性。关于岩土工程失稳问题，表现以下几点：

1）锚杆体材料断裂。预应力锚杆体材料是整个岩土工程结构的主要构成元素，但在生产加工过程中，材料本身质量不过关，或者在施工过程中，锚杆体材料经过反复张拉，削弱材料的弹性压缩能力，再加上岩土本身分布不同大小的裂隙，在温度变化、雨水浸泡、地下水浸泡等外界作用下，材料很有可能会出现断裂。

2）内锚固体失效。预应力锚固系统是岩土工程的内锚固体，是平整预张作用力，并保证系统稳定的前提，而内锚固体的失效，譬如注浆材料和杆体材料界面剪切破坏，即在注浆材料里面拔出杆体材料时，两种材料发生相对位移，使得材料界面的粘结力和嵌固力被破坏，从而影响界面承载能力的发挥，甚至可能导致注浆材料和杆体材料的彻底分离。另外，内锚固体长度不足、锚孔直径偏小等问题，也是内锚固体失效的常见原因，是岩土工程系统长期稳定性控制的重点。

3）锚固力不足。在加固岩土体时，需要对岩土体施加平衡作用力，而一旦锚固体系统的锚固力不足，会潜移默化损耗所施加的作用力，最终导致岩土体的局部或者整体失稳。关于锚固力不足造成的失稳现象，常见的有无法提供围压应力的局部失稳、无法满足平衡条件的整体失稳、无法有效控制位移的系统失效，无论哪一种失稳方式，对于岩体加固效果都存在或多或少的负面影响，预应力锚固系统将失去预期的锚固作用。

2.岩土工程勘察活动借助数字化技术的方法

针对以上岩土工程系统的失稳现象和破坏机理，在保证岩土工程的长期稳定性时，需要借助数字化技术，通过一系列的勘察活动，对岩土进行长期稳定性的监控，同时根据岩土工程长期稳定性预警的判据，对预警状态的岩土工程锚固系统加以处理。

2.1岩土工程系统长期稳定性勘察准备

由于岩土工程系统的稳定性处于非线性和多参数的复杂力学状态，尤其是在复杂的地质环境中，普通的理论分析方法，已经难以保证系统的稳定，为此需要采用数字化勘察手段，以便有效识别和评价相关的危险源。根据监控系统所得的数据信息，用于分析岩土变形与锚固系统受力变化之间的关系，以此对岩土体的变形趋势进行预测，以作为预应力锚固系统稳定性判断的依据。另外根据岩土体的变形规律情况，可在岩土工程系统局部失稳时，发出预警信号，并指导处理方案的拟定。但考虑到岩土工程数字化勘察设备，在野外环境中使用，为避免受到影响，在埋设勘察仪器的时候，除了需要根据勘察需求埋设适量的仪器，而且所埋设的位置要便于监控岩土体的受力变化、变形位移、表面位移和裂缝等。

岩土工程长期稳定性勘察所需的仪器，包括位移计、杆体材料测力计、土压力盒、渗压计等，不同的仪器根据勘察所需，埋设于合适位置上，譬如位移计需要埋设在钻孔内部，目的是监控轴向相对位移，再如渗压计是为了测量岩土体裂隙水压力情况，以便确定岩土体失稳的原因。另外监控仪器的选用，不仅需要方便于监测，而且要保证仪器的使用寿命，否则会因为失效或破坏，影响勘察的有效性。

2.2岩土工程系统长期稳定性勘察预警

在环境和工程等主客观因素的影响下，岩土工程系统所承受的荷载状态处于变化状态，系统的长期稳定性也会表现出不同的特征，因此需要明确系统长期稳定性的预警判据：

1）直观预警判据。即在日常的岩土工程管理中，通过目测等简单观察方式，对岩土的地下水变化、裂缝、土体沉降、局部隆起变形等进行直接观察，从而判断岩土工程系统是否失效。譬如岩层的产状发生错位和不连续的变化，可预测岩土工程锚固系统发生倾斜。

2）位移判据。在岩土预应力加固过程中，通常埋设有用于监测断面位移、地表沉降等的多点位移计，根据一定时间内预应力锚固系统所加固岩土体的持续位移情况，判断岩土体预应力锚固系统是否失去稳定性。

图1 某岩土工程系统位移监测结果

从上图中，可看出数字化技术在岩土工程勘察过程中的应用，能够准确掌握不同时间段的位移状态。实际岩土工程勘察作业中，位移判据需要结合锚头到自由段尾部长度、杆体材料截面面积、杆体材料弹性模量、曲线孔道部分切线夹角和值、杆体材料与孔壁道摩擦系数、孔道单位距离偏差对摩擦的影响等，计算出预应力锚固系统的理论伸长值，作为位移绝对值进行判断。

3）力学数据判据。借助埋设于锚墩位置的应力计和土压力盒等，可维持5-20年的勘察监测性能，用于勘察监测岩土工程系统中预应力锚固杆体材料和锚固系统效能，并在材料受拉断裂和锚固结构系统失效时，提供准确的力学数据判据。

2.3预警状态岩土工程系统处理

当预应力杆体材料超过应力水平的设定值，或者材料出现腐蚀断裂现象，但还没有出现大范围扩散，即处于预警状态，此时岩土工程系统应该进行加固处理，以控制工程结构失稳预应力的扩散。

1）处理时机的掌握。预警状态的预应力锚固系统，在应力和腐蚀等因素的影响下，发生局部岩土体的失稳，但整体的稳定性尚可保持，此时对岩土工程结构系统的处理，处理时机的掌握要综合考虑系统的扰动因素，在出现快速变形和位移之前，就要进行加固处理，否则可能会出现多米诺效应，进而造成整个系统完全失稳，这对于岩土体工程本身来说，具有非常大的危险性。因此，在掌握处理时机时，必须根据断面损失率确定时间，即通过掌握岩土体预应力杆体材料的断面损失规律，研究位移和裂缝数据的发展趋势，进而加固处理完毕后，重新评价岩土工程系统整体的稳定性。

2）锚固处理方法。加固处理处于预警状态的岩土工程结构系统，要根据杆体材料已经断裂的情况，借助锚杆应力计，判断杆体材料断裂的具体位置，譬如在恢复加固的时候，可通过原位恢复加固的方法，优化结构体系的荷载分散性能，并将封锚和垫板等混凝土清除，或者采用二次加密加固的方法，优化调整锚墩间距，以及将断层和层理岩体串联起来，提高岩土体滑动面的抗剪性能。

除此之外，内嵌式寿命延长法，也是预警状态岩土工程结构系统处理的重要方法，在保持锚固系统工作特性恒定的情况下，降低群锚效应，以此减少预应力的损失，属于经济型的锚固系统处理方法。

3.结束语

综上所述，岩土工程在施工过程中，存在结构系统失稳的问题，譬如锚杆体材料断裂、内锚固体失效、锚固力不足等，从而影响锚固系统的稳定性，甚至威胁整个岩土工程的安全。为此，我们需要采用数字化勘察技术，对岩土工程长期稳定性进行监测，以便有效识别和评价相关的危险源，同时基于直观预警判据、位移判据、力学数据判据等，加固处理处于预警状态的岩土工程结构系统。

参考文献

[1]宋祥红，李春梅，刘卫锋.岩土工程勘察數字化技术与实现[J].中国建材科技，2015，（2）：36-38.

[2]贾发科.关于岩土工程中数字化勘察技术的实践策略探究[J].价值工程，2015，（4）：323-324.

[3]代振昌.岩土工程勘察数字化技术应用探讨[J].低碳世界，2014，（7）：124-125.

作者：陆靖

勘察数字化岩土工程论文 篇2：

岩土工程中数字化勘察技术的应用

【摘要】信息科学技术的发展，为实现岩土工程的数字化勘察技术提供了条件。在现今的岩土工程中，数字化勘察技术的发展已经比较成熟，被广泛应用，从而弥补了传统勘察技术的缺陷，为提高岩土工程勘察质量和效率提供保障。本文简单分析了传统勘察技术的不足，以及数字化勘察技术在岩土工程中的应用优势和具体的应用方法，为后期的勘察工作提供参考和借鉴。

【关键词】岩土工程；数字化勘察技术；数字化模型；数据库

引言

岩土工程的勘察工作是保证后期相关工程设计和施工建设质量的基础，因此其勘察结果的准确性和科学性至关重要。在传统的勘察工作中，一般采用的方法和技术比较落后，虽然也能在一定程度上保证勘察质量，但是需要耗费大量的时间和精力，不利用加快工程设计的速度，从而增加整个工程的建设周期。同时由于传统勘察方法对数据的分析局限在二维和静态的表达，不利于工程设计人员读取到有效的勘察信息，增加其理解难度，有可能导致工程设计和实际的施工环境不相符，为后期的工程施工埋下隐患。同时，由于岩土工程的勘察内容比较復杂，包括对地形地貌、断层、地下水位等环境要素的勘测，所产生的勘测资料和数据信息具有离散型，工程技术人员很难就这些资料分析出工程地质的各种物表信息的分布规律，需要借助高科技数字化技术提高对勘测信息的加工效率和加工质量，通过程序设计快速的筛选出有效的信息，直接供相关的工作人员读取和查询，能够大大提高工作效率。

1.岩土工程数字化勘察技术的概述

岩土工程数字化勘察技术主要具备高效益、数字化和智能化的特点。在实际的应用过程中，可以通过利用数据库技术、测绘技术、计算机技术、CAD 技术和网络通信技术等，将工程项目的各类数据通过计算机上的软件有机地集合起来，构建一个系统的计算机辅助数据流程，实现数据采集的信息化、图文处理的自动化以及资料处理的数字化。

2.数字化勘察技术在岩土工程中的应用优势

2.1有利于提高勘察部门和设计部门的协调性

完善而准确的勘察信息是保证工程设计工作顺利进行的基础，但是由于岩土工程勘察工作比较复杂，勘察结果的表现形式晦涩难懂，很多设计人员根本无法对其进行有效参考，进而增加了工程设计的难度。长此以往，就导致勘察部门和设计部门的工作配合不协调，工作效率低下。通过数字化勘察技术可以改变传统的勘察信息表现方式，建立三维立体模型和完整的资料数据库，使设计人员能够便捷的查询到所需要的勘察资料。从而有效提高其工作质量和工作效率，保证工程设计工作和后期工程建设的顺利进行。

2.2提高数字化地图和设计系统之间的连贯性

地形图中所显示的数据信息是岩土工程设计的基础，在实际的应用中，需要将地形图上的信息和CAD设计软件进行数据对接，才能完成工程系统的设计工作。但是传统勘察技术在这方面的发展还不够成熟，导致地形图信息和CAD软件对接的连贯性不足，因此在对地形图信息进行数据化时存在信息失真或者信息遗漏的现象，进而影响整体的工程建设。通过利用数字化勘察技术，可以将地形图上的信息通过数字化模型转入到数据库中，直接应用到设计工作上，避免出现数据失真等问题[2]。

3. 岩土工程中数字化勘察技术的具体应用

3.1建立岩土工程数字化模型的方法

表面模型法是当前较为常用的岩土工程地质建模方法，它通过测点获得大量的离散性资料，并整理成建立表面模型所需要的数据，最后利用数据进一步分析结果并重构地质体界面。不规则网法是表面模型法的一个分类，在岩土工程数字化勘察技术中应用广泛，它能够把一些属性相同的点抽象的连接起来，从而建立起网状模型，确定整个勘察区域的空间属性。勘察人员利用这种方法能够将勘察区域划分为相连的三角面网络，并保证该区域中的所有点都落在三角面的边长、内部或者顶点上。在实际工作中，需要借助X、Y、Z这三条坐标来完成每个点的特征的记录工作，最后使得整个勘察区域成为一个由三角面相连的抽象空间，进而对空间中的每个点进行分析。通过表面模型法可以很方便的查询到点的基本属性以及相邻点的特征和关联性，能够提高数据运算的效率[3]。

3.2 岩土工程数字化勘察数据库系统构建的原则

如果想要构建完善的岩土工程数字化勘察数据库，首先，要遵循成熟性的原则，为了保证数据库数据信息的真实有效，保证后期设计工作的质量和进度，必须保证数据库系统构建的成熟性。在构建过程中需要对概念模型进行深入的分析和探究，从而深化岩土工程勘察技术和数据库之间的联系，方便在勘察过程中进行数据信息的输入以及对之前数据信息的参考和使用。其次，要遵循兼顾性的原则，因为在构建数据库时，需要输入原始数据、中间数据以及最终数据这三种数据信息，要保证每项数据信息的完整性和真实性，将错误率降到最低。

3.3数据库的主要功能

首先，数据库最基本的功能就是输入和检索功能。通过在数据库中输入有效的数据信息，并利用相应的操作程序对其进行分析，最终的分析结果可以帮助勘察人员得到准确的勘察资料，以提高勘察工作的准确性。同时利用检索功能，工程设计人员可以通过图示点检索、区域检索等方式来获取相应的岩土工程勘察信息，为其设计工作提供极大的便利。其次，数据库还具备空间分析和属性分析功能。通过空间分析功能，可以对整体的地质概况有一个大致的了解，并利用属性分析功能对具体的某个施工要点进行研究[4]。

3.4 岩土工程勘察数字化技术的应用实践

在实际的应用过程中，需要考虑以下两个方面的因素：第一，作为数字化技术中比较基础的组成部分，岩土工程勘察数据库有庞大而复杂的的数据需要处理，为了提高处理效率需要构建一个能够生动的反映出数据信息的模型，才能够方便把数据库内部各项数据同其实际应用效益相联系，利用现实中可用的数据构建模型并探索出研究数据的相关信息，再依靠这一基础，全面构建出完善的数据库结构。第二，岩土工程一体化系统是由用户的原有数据、系统的中间过渡数据以及最终的结果数据组成，其中，用户原有数据包含了大量由几何数据和测点详细信息组成的测点数据；而系统中间过渡数据包括了大量可以根据用户的需要而产生相应图像并能够帮助其进行信息核对的初始模型；在这三种数据中，最终结果数据最为复杂，但是实用性更强，它是依据用户的需求对系统的中间过渡数据进行加工后生成的，其中包含了大量图形与文档类资料以及常用的地址勘察记录等[5]。

4. 结论

通过以上分析可以发现，数字化勘察技术能够有效弥补传统勘察技术的缺陷，提高勘察工作和设计工作的协调性，对保证整体的工程质量意义重大。随着数字化技术的愈加成熟，以及工程建设需求的增加，其应用性将会越来越强。但是在实际的应用过程中，一定要保证数据化模型和数据库建立的质量，提高其应用性。并注意数字化勘察人才的培养，为后期岩土工程勘察工作的数字化实现提供保证。

参考文献：

[1]胡亮.岩土工程勘察数字化技术与实施对策[J].四川水泥.2015，（04）：230.

[2]贾发科.关于岩土工程中数字化勘察技术的实践策略探究[J].价值工程.2015，（04）：323.

[3]李志华.浅谈岩土工程勘察数字化技术与实现[J].江西建材.2014，（24）：242.

[4]代振昌.岩土工程勘察数字化技术应用探讨[J].低碳世界.2014，（13）：124.

[5]丁德松.浅议数字化技术在岩土工程勘察领域的应用[J].企业技术开发.2013，（03）：151.

作者：陈健 万广臣 朱琦

勘察数字化岩土工程论文 篇3：

浅谈岩土工程中数字化勘察技术的应用

【摘要】 我国的岩土工程勘察工作取得了长足的进步，特别是计算机技术和现代科技技术的应用，已促使岩土工程勘察进入到以数据库为核心的勘察设计一体化产业体系。但是在注视上述发展的同时也应该看到， 目前虽然计算机辅助设计（CAD）已广泛应用于岩土工程勘察设计中，功能日益完善。但是，由于多种原因，岩土工程勘察设计之间仍有许多问题欲待完善。因此我们需要发展和推广岩工程勘察数字化和一体化技术，运用现代化科学技术进行岩土工程地质勘察，实现精准的技术测量。

【关键词】 岩土工程；数字化勘察；技术应用

0 前言：

勘察技术是岩土工程的基础支持，其中包括多样化的勘察研究，准确获取岩土勘察的地质信息，确保岩土工程的施工稳定。岩土工程中面临大量的勘察问题，影响最终的数据精度，工程单位利用数字化的勘察技术，提升岩土工程的勘察效果，体现勘察技术的效率优势。通过数字化勘察技术的应用，提高岩土工程的勘察水平。

1、分析数字化勘察技术的运行系统

数据库系统是数字化勘察技术在岩土工程中的应用基础，勘察环节基本发生于数据库系统内，分析勘察技术中的数据库系统，如下：

1.1数据库的数据来源

数据库在岩土工程数字化勘察中占据一定的地位，数据类型主要分为基础和勘察两类，因此其相应的来源渠道为基础地理和勘察地理。第一，基础地理，勘察人员汇总岩土工程所处环境的直接地理信息，如：河流、公共系统等，收集自然类的数据信息，完善基础信息，为数字化勘察技术提供根本的参考数据，数据库的基础地理层面，反馈岩土工程的自然环境；第二，勘察地理，勘察数据完善数据库的系统运行，为其提供运行数据，勘察数据的获取较为复杂，通过筛选、勘探的方式，规划勘察地理的各项指标，勘察数据的层次要高于基础数据，数据指标不能停留于物理表面，应该渗透到更深层的工程勘察，如：地质沉积年限、类型等，用于提升数据库数字化的水平，满足岩土工程的多样化需求。

1.2数据库的运行

数据库的高水平运行有利于数字化勘察技术的应用效率，体现岩土勘察一体化的优势。数据库运行需要三方面的支持，如：（l）原始支持，由测点数据构成，反映岩土工程原始勘察的几何属性，准确定位数据库的原始位置，获取属性信息；（助中间支持，以原始支持为基础，根据岩土工程的勘察需求，自动构成立体式的勘察模型，如：三维结构、剖面结构等，以此为勘察人员提供所需数据，包含图形文件；（3）最终支持，其为数据库运行的最终环节，主要是生成岩土勘察的实地报告，形成文档资料。

2、岩土工程勘察数字化技术的实现

2.1数字化勘察技术的简介

随着计算机技术的不断发展，使得岩土工程勘察技术步入数字化时代。所谓数字化岩土工程勘察是指利用先进的测绘技术、数据库技术、计算机网络通信技术和CAD技术等，基于计算机软件平台，把一个工程勘察的所有相关联的信息进行合理的集成，从而建立起综合的计算机辅助信息流程。这种数字化勘察技术，改变了以前的手工方式，向着现代化CAD技术迈进，很大程度上实现了数据采集的信息化、处理勘察资料的数字化、处理图文信息的自动化，同时硬件系统也逐步实现网络化，渐渐形成多智能化数字化的工程勘察设计系统。

2.2岩土工程数字化的建模方式

表面模型法（数字表面模型）是最为常见的一种岩土工程地质建模方式。它形成的历史比较早，这种方法的主要数据来源是通过测点（几何特征数据和属性特征数据）获得一系列的离散测点资料，进而获得表面模型的数据，然后利用数据解释结果重构地质体界面。进而为了构成网状曲面片，确定整个地质体的空间属性，必须按照一定的规则，抽象地把一系列同属性的点连接起来，表示表面的方法有很多，主要有数学模型法和图示模型法，其中图示模型法包括规则格网法、不规则格网法等。从整体来看，不规则格网法在施工中被经常使用。

3、岩体工程勘察数字化技术的数据库系统设计与实现

3.1数据库概念模型的设计

勘察人员把数据的要求准确有效地表达出来是具有一定的难度的，所以必须设计一种数据模型应用在工程勘察中，最常用的方法就是实体联系，它可以根据用户要求，准确地完成数据和信息的建模。整个岩土工程勘察數字化系统中最为基础也最为重要的一项工作是岩土工程勘察的数据库管理，它所涉及到的数据库应用问题是密集数据的处理，故在现实勘察工作中，为了获取能够充分反映整个信息世界的概念性数据模型，就需要将实体和联系相关的功能与行为分离出来，所以，在现实的勘察实体中获取准确的数据是十分必要的，然后从侧面对模型进行构建，建立在相关理论知识的基础上，来分析所有数据时象和数据属性它们之间的关系，从而建立与之相对应的较为完整的数据库结构。

3.2岩土工程数据库建立及实现过程

从根本上说，岩土工程数字化系统的数据包括三种：①用户输入的原始数据；②系统生成的中间数据；③最终数据。原始数据主要包括几何属性数据和物理属性数据，这些数据都是由中间数据生成的，其中中间数据主要包括一些图文资料，有连线剖面图、单孔柱状图、工程地质勘察报告等，但是操作者最终得到的数据是比较复杂的，所以操作人员必须按照一定的时间序列对岩土工程的数据库进行严格的管理，其主要数据来源于基础区划数据以及岩土工程勘察数据两种。

3.3数据库的主要功能

数据库的功能可以很好地帮助操作人员提高工作效率，保证信息的正确性。其中包括：①输入功能。为了确保数据库的精度和范围能够达到实际所需要的目的，帮助勘察人员获得准确的信息。所以在开始输入数据时，一定要确保数据的有效性和处理数据程序的规范性这两个条件。②检索功能。因为空间位置数据和属性数据是实体信息中包含的两个方面，所以数据库的检索也应该按照这两个方面进行检索。空间位置检索的方式有很多，比如图示点检索、图示矩形检索、区域检索等；而属性检索有两种，主要可以分为条件检索和交叉条件检索。操作者可以通过上述数据库的检索功能，来提取岩土工程的勘察信息。这样就极大地提高了工作的效率和准确度。③空间分析功能。岩土工程数据库的空间分析，一般由叠加分析、缓冲区的分析、多层立体的叠加分析三个部分组成。④属性分析功能。数据库对属性的分析工作，可以分类为时单属性基本初等函数变换、对单属性累计直方图单属性分类的统计工作、对单属性的统计分析工作、双属性累计频率直方图、单属性累计频率直方图双属性分类统计、双属性四则运算等。

4、结语

随着社会经济的发展，数字化时代的到来，各行各业都开始使用数字化的手段来促进自己行业的发展。故岩土工程勘察工作，也将顺应潮流，在使用数字化的技术上结合传统勘察技术的优势，不断向前发展。而作为勘察部门的操作人员则需要根据实际的需求，联合部门本身的特点，建设相应的数字化应用系统，充分利用数字化信息。虽然目前很多关键的技术还没有完全成熟，但是相信在未来我国的勘察技术将更上一层楼。

参考文献：

[1]叶国琳.初探数字化岩土工程勘察技术[J].山西建筑，2011（16）.

[2]岳海东.岩土工程数字化勘察技术方法分析[J].中国房地产业，2011（03）.

[3]张航.浅谈岩土工程勘察过程中的数字化问题[J].中国对外贸易，2012（l4）.

作者：卢培刚　肖光庆　袁桂花