岩土工程勘察数字化技术与实现

么仕杰

摘要：岩土勘察是工程建设的前提，应先通过岩土勘察明确建筑物所处环境的地质条件，才能精准的制定相应的建设方案和地基处理措施。传统的勘察是采用测量仪器、勘察设备等进行，不仅误差较大而且很难全面了解岩土工程地质条件的土层状态。基于此本文提出岩土工程勘察的数字化技术，通过地理信息系统和岩土工程建模实现场地区域数字化和场地地层的数字化。岩土勘察的数字化处理能够准确而全面的对勘察范围的岩土信息进行模拟和呈现，方便设计者和建筑者对岩土信息进行整体了解，便于施工位置的确定和岩土设计方案的制定。

关键词：岩土工程；勘察设计；数字化；

前言：我国幅员辽阔，地质条件复杂，在工程项目的设计施工中对岩土工程勘察结果的准确性、全面性以及客观性都有很高的要求，仅依赖单一勘察技术设备的应用已经无法满足现代工程勘察需要。所以，必须探索更先进的勘察技术。实践中，勘察需要相应的技术设备支持，通过传统勘察技术设备以及新型数字化勘察技术设备的综合应用充分了解工程区域地质特征，准确测定各项指标参数，不断提高岩土工程勘察工作的质量和效率，从而为工程项目的规划设计、施工以及地质灾害风险评估等提供可靠的参考依据，为保证工程项目的质量安全奠定良好的基础。

1. 数字化岩土工程勘察技术基本概念

数字化岩土工程勘察的内涵可以理解为将岩土工程勘察成果以电子介质为载体、以离散化和标准化的数据库或数据模型等特定数据结构进行记录和传递；其核心内容是基于岩土工程勘察专业工作特点和生产方式进行的数据模型、数据结构和数据流程的定制化开发；其实现方式基于通用的软件平台和硬件模块，面向的对象主要是岩土工程勘察专业人员，成品出资方式可以根据项目特点进行个性化定制。从外延来看，随着移动互联网技术快速发展和移动设备轻型化，岩土工程勘察成果的数据载体和传输方式发生了变化，与此同时，数据生产过程同样发生了变化，目前，有向全面数字化发展的趋势。在勘察过程中的应用，在数据采集、传输、处理等环节有相应的表现。

2岩土工程勘察数字化技术

2.1岩土工程勘察

在岩土的勘察工作当中，主要工作内容涵盖了勘测区域范围内地下水的分布位置、地下水位的波动情况、地下断层结构位置以及勘测区域的地形地貌条件特征等。通过近期岩土工程勘察工作的开展，可以得到大量和详细的岩土地质条件数据，可以更加客观准确的评价岩土工程施工的可行性以及施工难度。在具体的勘查工作当中，岩土工程勘察工作项目主要工作目标，是需要收集更加完整精确以及直观的地质条件数据，并且在工程勘察工作中通过空间变化所产生的具体情况，有效确定后续工程施工过程中所产生的各种问题。在新型测绘技术体系的不断完善和快速发展背景下，岩土工程勘察数字化技术得到了广泛应用，并且在岩土工程勘察工作中所表现出的勘察效果非常明显。

2.2勘察数字化技术

在传统的岩土勘查工作中，数据收集工作的开展主要是依靠人工手动进行收集和记录，在具体的勘察工作中，经常会受到复杂地形条件以及各种障碍物因素的干扰，造成了岩土工程勘察工作数据存在较大的偏差。因此，经常需要对同一个区域进行反复多次的勘察和测量工作，消耗了大量的时间和经济成本。通过岩土勘察数字化技术的有效应用，大大提高了地质测绘技术的应用可行性和勘察工作效率。岩土勘察数字化技术主要是基于先进的互联网技术、数据库储存技术以及新型测绘技术等多方面手段，有效完成待测区域的地质条件综合测量。在具体的数字化技术使用工作过程中，通过该项目基础有效结合工程项目的实际开展状况，对工程施工的每一个环节应用数据进行充分分析和测量，基于项目工程的实际开展工作要求，通过计算机设备的使用保证整个信息收集和储存过程更加高效，保证所收集的数据更加精确，为后续的岩土工程正式施工打下重要的基础[1]。

3.岩土工程勘察数字化技术的实现方法

3.1在数据建模板块

（1）数字表面模型。此数字应用方式具有较早的历史，其在建模过程中能依据需求详细的展示勘察对象的外表，且具有较高的精准度，因此其应用范围较广。其原理主要以某一勘察点为基点，向周围扩散，然后得到离散且具有属性特征和几何特征的数据，最终通过数据解释方式，勘察队形的地址情况以数据方式展示在相关系统中。简而言之，此类勘察方式将勘察对象中同属性的点以某一方式将其串联起来，并形成网络面状，用以展示勘察对象的构成属性、空间属性。（2）不规则网络法。不规则网络法岩土勘察数字技术主要基于数字高程模型，不仅可避免数据冗余，又拥有较好的运算效率，可用于复杂的地形下岩土的勘察，尤其是能保障某些特殊情况的勘察数据的准确性，比如水域线、断裂线等环境。其原理主要是利用断裂线CDT构造算法，搭建Delaunay三角网，其中每个三角形不重叠且互为邻接，同时其他点并不会出现在这些三角形的外界圆中[2]。其具体方式为，第一类将相关点缩小到一定范围，然后形成一个个三角形；第二类，数据点渐次插入算法，在剩余空隙处逐一插入三角形。

3.2探地雷达勘察技术运用

现如今无损探测成为探测工作的重要发展方向之一。在岩土工程勘察中，也有一些相关的技术手段得到应用，例如探地雷达，这一技术已经应用一段时间，并且依然在扩大应用。探地雷达是在研究宽带电磁波脉冲的基础上发展而来的一种无损探测技术，高频电磁波传播中，遭遇不同的介质会有相应的差异，通过发射电磁波，接收反馈的信息，例如传播规律以及波形变化等数据，可以推测测区地质情况，为后续相关工程设计以及建设活动提供参考。探地雷达有较多优势，包括且不局限于操作方便、分辨率高等，应用这一技术，有助于进一步提高勘察活动整体效率，同时适用范围广，在一些复杂环境下也可以使用，所以具有广阔的应用前景，在岩土工程勘察中占有重要地位[3]。

3.3勘察的虚拟化

数字化勘察追求的目标是呈现出岩土工程施工现场，利用数据库清晰、精准地呈现出工程现场的有关信息，但是一定要在特定环境内才能呈现出场地的地理方位、形状信息以及其他内容等。比如某岩土工程所处区域内存在着丰富的岩脉和河流，这在很大程度上对勘察工作数字化推进形成较大限制。故而勘察人员可以把地质地层作为重点勘察对象，全面采集周围区域地质与河流相关信息，在虚拟调查系统的协助下获得各类数据，合理确定数据与工程之间的关联性。虚拟站点结合被输入数据，智能生成工作人员所需信息。

3.4建立数字化系统

首先，技术人员按照规程要求做好信号的转化工作，在数字化信息技术条件下，开展岩土勘察工作，相关人员合理应用可编程控制器，有针对性地完善勘察工作内容，进而提升工程勘察的自动化建设水平，在实践运用中已取得良好成效。数字化勘察的最大作用是把数字信息转换成自然信息，随后组织技术人员精准辨识及处置各项勘察数据，以上方式不仅有益于提升数据管理模型的建设速度，还使现场勘察工作过程的稳定性得到最大保障。其次，通过系统分析岩土工程，能够明确数字化分析和水文地质之间的关联性。数字化平台是数字化勘测活动执行的重要基础，实施难度明显低于传统手工处理。最后，严抓数据处理过程，如果局部岩石层被破坏，则会给周围环境带来不同程度的损害。为确保岩土现场勘察工作的顺利推进，建议以数字化系统为基础，构建出行之有效的岩土模型、动态检查数据及空间勘察过程，显著提升岩土勘察工作效率。

结语：本文针对岩土工程勘察数据零散同时不具备时序性的缺点，提出了岩土工程勘察数字化表现的形式和实现方法。结果表明结合GIS技术和数字化技术通过对岩土工程勘察数据的修正和整理，可以得到更加准确的三维岩土工程勘察结果。该结论可以为岩土工程勘察的信息化实现提供理论支撑，为相关勘察人员和设计人员提供更好的数据依据和岩土勘察方法。

参考文献：

[1]邹奋.岩土工程勘察在市政工程中的问题及改进措施[J].城市建设理论研究(电子版),2024,(01):214-216.

[2]申光凝,马永林.传统岩土勘察检测企业数字化转型探索与实践[J].山西建筑,2023,49(24):186-189.

[3]朱举,祁平利,党峰荣,曹刚,游江.岩土工程勘察数字化体系及关键技术研究[J].铁道建筑技术,2024,(01):33-37.