试论岩土工程勘察设计数字化系统分析

摘　要：勘探是工程设计的前提，岩土工程地质勘察中的传统资料由于不能充分揭示场地地质空间变化的规律，从而无法满足岩土工程的空间分析要求。本文就如何突破传统岩土工程勘察的技术缺陷，如何预测场地土的岩土工程性质，在分析、总结前人利用岩土工程勘察资料理论的基础上，提出用数字化系统手段对岩土工程进行地质勘察设计。

关键词：岩土工程；工程设计；数字化系统
一、什么是数字化勘察技术
　　1、数字化岩土工程勘察是指应用当代测绘技术、数据库技术、计算机技术、网络通信技术和CAD技术，通过计算机及其软件，把一个工程项目的所有信息(勘察、设计、进度、计划、变更等数据)有机地合成起来，使勘察设计的技术手段用现代化CAD技术取代手工方式，从而实现勘察资料处理数字化、图文处理自动化，数据采集信息化，硬件系统网络化，形成多专业、多工种生产的高效益、高智能的工程勘察设计体系。
　　2、采用数字化勘察技术的必要性
　　勘探是实施工程项目的第一步，岩土工程勘察是建设工程中不可或缺的重要环节。按基本建设程序要求,各项工程建设在设计和施工之前必须进行岩土工程勘察,勘察成果的质量将直接影响建设项目的工程安全和工程造价。传统的岩土工程资料分析和解释一般都局限于二维空间和静态，无法描述空间构造起伏变化也就不能充分揭示其中空间变化的规律，使人们难以直接、完整、准确地理解。而数字化岩土工程勘察报告在满足相应规范的基础上,不仅能更真实客观地反映勘察场地的地形、地貌、地层构造、地下水、岩土性质和不良地质作用等问题,更主要还能提供正确合理的岩土工程分析评价,提供合理可信的岩土工程参数和建议。该技术体系用系统工程观点，把勘察、设计的图纸、图像、表格、文字等以数字化形式存贮，供所需专业设计使用。
二、我国岩土工程勘察设计的现状及存在的问题。
　　1．勘察难与设计沟通。勘察依据不充分、目的不明确造成难以满足设计要求。由于专业设置过细，勘察、设计分散作业，加之岩土工程规范制定和新技术、新方法应用的滞后等原因，设计与勘察之间脱钩多，使得勘察提供的岩土工程信息通常使设计人员误解。
　　2、研究成果和软件与实际使用脱节。过去的软件是在比较落后的环境下，利用比较落伍的软件手段和工具开发的，加之这些软件在实际使用上也很不完善，所以软件与实际使用还有一定距离。
　　3、系统综合能力差。现有的岩土工程勘察设计系统基本只有二维空间，不具有三维空间分析能力。勘察设计方案的优劣在很大程度上取决于设计人员的实际经验和技术水平。由于缺乏对各类信息全面采集和分析手段，造成设计方案的难以优化升级和缺乏综合决策。
三、数字化系统方案
　　随着科学技术的飞速发展，在岩土工程勘察领域中需要不断引进高新技术如计算机数字化系统运用到岩土工程勘察设计上。
　　1、勘察数字化
　　在岩土工程勘察设计中，数字化通常被认为是将不同的学科结合起来的一种方式，就是将一些分散而多种多样的要素或单元合并组合成一个更加完整或协调的整体。这种方式的建立有助于分析。岩土工程勘察数字化系统的概略工作流程为：数据采集系统，勘测信息管理系统，工程地质数据库管理系统，计算机数据库管理系统。
　　岩土工程勘察数字化系统以岩土工程勘察、设计规范作为相互联系的基础组成一个系统工程，涉及的有数据库、计算机图形学、地质学、地质统计学、地质建模地理信息系统（GIS）、AutoCAD等一系列自动化技术，这些学科不仅交叉相连，也促进了他们之间的交流、反馈。
　　2、设计数字化
　　设计意图明确,才能有的放矢地合理布置工作量,解决工程设计和施工中的岩土工程问题。目前市场存在一些不规范行为导致有些工程在无设计要求和建筑物荷载等状况下,勘察单位仅凭业主的陈述,按其要求勘察,导致勘察报告广度和深度不符合要求。如某厂的厂房,设备荷载很大,天然地基承载力远远不够,需用桩基,但造成勘探孔深度不够,桩基设计参数无从谈起,最终导致补勘。所以施工前一定要弄清勘察设计要求和目的,尤其是一些特殊要求,如电阻率测量、基坑支护、地下水渗透性等,才能在广度和深度上满足设计要求。
　　3．建模方法数字化 表面模型法是岩土工程地质建模的主要采用的方法，也是目前使用最广泛的一种方法。它又叫数字表面模型，表面模型法的数据来源是通过测点获得的一系列离散的测点资料，然后利用数据解释结果重构地质体界面。其主要内容是通过精确的表示出工程地质体的外表面来表示均质地质体的一种建模方法。
四、结语
　　计算机技术是当今学科发展的一大支柱。岩土工程勘察领域应该要运用这种新技术手段。岩土工程勘察设计数字化建设是多专业多学科结合的一项长期而艰巨的任务。要完成这项任务，首先需要建立一个统一的框架结构和协同工作环境，制定切实的系统实施方案，还要充分利用如虚拟现实技术、数据挖掘和知识发现技术，专家系统等大量已经成熟的技术和寻求新的有待于开发的技术的支持，，随着计算机图形处理技术的完善，将为岩土勘探设计、建模工程提供数字化分析、空间分析，帮助预测、地学统计和图形可视化的一体化系统，帮助我们解释岩土地质工程，建立现代化、信息化为一体的岩土工程勘察设计数字化新体系。
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