浅析岩土工程勘察的意义及其新技术运用

摘要：岩土工程勘察工作的任务是查明情况，提供相关技术资料，分析和评价领域的工程地质条件，提出解决岩土工程问题的建议。本文介绍了岩土工程勘察的意义，分析了岩土工程勘测的现状，重点总结了岩土工程勘察新技术的应用。

关键词：岩土工程； 勘察； 意义； 新技术

Abstract: the geotechnical engineering work task is to find out the truth and provide relevant technical data, analysis and evaluation of the engineering geological conditions of the field, and puts forward the Suggestions to solve the geotechnical engineering problems. This paper introduces the meaning of geotechnical engineering investigation, this paper analyzes the present situation of geotechnical engineering investigation, emphatically summarized the geotechnical engineering the application of new technology.

Keywords: geotechnical engineering; Reconnaissance; Meaning; New technology

中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：

岩土工程是市场经济国家普遍实行的专业体制,在发达国家已有40 年左右的历史。与工程地质勘察相比, 岩土工程要求勘察与设计、施工、监测密切结合, 而不是彼此机械分割; 要求服务于工程建设的全过程, 而不是单纯为设计服务; 要求在获取系统而准确资料的基础上, 对岩土工程利用、整治方案深人论证; 提出技术可行、经济合理的具体建议, 而不是单纯地提供岩土技术资料。岩土工程专业人员也能在岩土工程设计、施工、监测、监理岗位上工作。因而, 这种体制更贴近工程实际, 更注重于解决工程实际问题, 从而要求技术人员具备全面的知识, 为工程建设做出更大的贡献。

十几年来, 由于建设部和工程勘察协会的大力推动和广大科技人员的不懈努力, 从科研、教学、标准规范到工程实践, 岩土工程专业体制在我国已基本形成, 但尚不完善。将来的岩土工程专业体制将会更加完善, 更加适应市场经济, 岩土工程将成为工程建设领域中一个非常富有活力和良好经济、社会效益的行业。

一、岩土工程勘察的意义

岩土工程勘察是应用岩土工程的观点、技术和方法，查明、分析、评价建设场地的地质环境特征和岩土工程条件。岩土工程涉及气象、水文、地质、岩土力学、化学、工程学、环境学等学科，是一门相当复杂的专业。现阶段，我国关于此方面科学研究尚薄弱．而且由于有效的技术手段、仪器和设备不足，故在岩土工程勘察中先进方法也运用得很少。我们在工程地质学面前存在着大量问题仍待我们进一步去探索、去解决。

我国是一个地质灾害多发的国家，特殊性岩土种类众多，存在的岩土工程问题复杂多样。工程建设前，进行岩土工程勘察，查明建设场地的地质条件，对存在或可能存在的岩土工程问题提出解决方案，对存在的不良地质作用提前采取防治措施，可以有效防止地质灾害的发生。同时，岩土工程勘察所占工程投资比例甚低，但却可以为工程的设计和施工提供依据和指导，以正确处理工程建筑与自然条件之间的关系。充分利用有利条件，避免或改造不利条件，减少工程后期处理费用，使建设的工程能更好的实现多快好省的要求。因此，工程建设过程中，岩土工程勘察工作就显得相当重要。

二、岩土工程勘测现状分析

我国岩土工程勘探已经累积了数十年工程实践经验，特别是改革开放以来的巨大技术进步，我国岩土工程勘察的技术水平已有了显著提高，已经完全有能力承担各类大型复杂工程的勘察、设计和施工，包括高层建筑和超高层建筑、复杂地基处理、深基坑开挖、大型边坡工程、地下工程、移山填沟、围海造陆、海上平台、核电站等。针对岩土工程勘探对于整体工程的重要性，在进行岩土工程勘探时首先要对工程勘探工作的取样及地址钻探进行控制，严格按照国家标准进行。

三、岩土工程勘察新技术的应用

1、数字化勘察技术

随着数字化的发展，传统勘察方法逐步过渡到数字化勘察，这既是发展的要求，也是发展的必然趋势。数字化勘察技术在应用中关键在于以下两个方面：

（1）数字化建模方法。目前采用的建模方法主要是数字表面模型法（Digital Surface Model），这种方法能够最真实地表达地面起伏情况。数字表面模型法的基本内容就是通用精确表示工程地质体外表面的方式来表示均质地质体，可以抽象为把一系列同属性的点按照一定的规则连接起来，构成网状曲面片，进而确定整个地质体的空间属性。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，包括测点的几何特征数据和属性特征数据，然后利用数据解释结果重构地质体界面。

地形建模方法是采用某地区的DEM数据作为基础，然后叠加遥感影像来完成三维地形的显示。对正射影像图进行投影变换，并使用Photoshop进行调色处理，作为地形纹理或者说是三维城市的“底图”。

此外要涉及到的一个重要技术是地质三维数字化，就是以地球三维地理空间中全面的地下各项内容，包括地层、土质、岩石、石油、天然气、矿藏、海水、地下水、废物等，对这些对象相应在地球三维地理空间上各点的属性、状态、特征等的分布建立统一的三维数字化描述。

目前存在的问题主要是：由于三维工程数值分析是基于已知离散点插值来实现的，但是地质空间的分布由于其自身的复杂性和不完全确定性，有时仅从地质空间剥离出离散点，并不能进行三维地质工程属性描述。同时由于工程地质对象应力、应变属性的相互关系无法把握，与现实地质条件相差太远，而用于分析工程地质应力、应变的前提即工程地质条件太简单，以及把已知力或位移边界条件简化成离散点进行考虑，因此建立起来的三维描述的适用性与精确性往往还存在误差或者缺陷。

（2）数字化岩土勘察工程数据库系统。基于GIS的岩土工程勘察涉及到的原始数据主要为地理信息方面的空间数据和非空间数据，数据来源包括：

第一，基础地理数据。主要包括地形地貌图和自然区划图。

第二，岩土工程勘察数据。主要有所研究区域的工程地质勘探资料。各勘探点的所有信息（如地理、环境、土的物理力学指标等）。各类建筑场地的地层信息，比如年代、沉积相、液化等级等。数字化岩土勘察工程数据库系统的主要步骤有：①岩土工程勘察数据库的概念模型设计。岩土工程勘察数据库管理作为岩土工程勘察数字化系统的一项基础工作，是一个数据密集、处理复杂的数据库应用问题。为了能获得反映信息世界的概念性数据模型，将与实体和联系相关的功能与行为剥离出来，仅从现实世界中实体的数据侧面来建立模型即研究数据对象与属性及其关系，并在此基础上建立相对应的数据库表结构。②数据库的建立与实现。岩土工程一体化系统的数据有三类：用户原始数据，系统中间数据，最终数据。原始数据由测点数据组成，而测点数据又由测点几何属性数据（位置）和测点信息属性数据；中间数据包括根据原始数据系统自动生成的地层层面等值线模型、三维表面模型、剖面模型等，根据这些模型可以生成用户需要的各种图件，还可以进行各种信息查询操作；最终数据种类繁多，主要是根据用户需要由中间数据生成，包括图形资料和文档资料。

2、发展测试新技术

测试技术是勘察工作的基础。我国在这一方面与国外还存在较大差距。与岩土力学相比，目前测试技术最大的问题是参数测试技术还很不成熟。要进一步完善测试技术，需要在传统测试手段的基础上进一步重视现代物理技术（波动理论、电子技术等）的应用。例如，可以将土工测试从研究地基中的某一“点”发展到更大的空间范围的“面”和“体”。另外土工测试将从第一代的直接试验和第二代的触探、旁压试验进入第三代的无孔、无损测试技术。测试技术的发展离不开硬件的支持，这就要求仪器和设备设计者和制造者进一步提高研发水平和制造水平，以更好地配合实际工作。还要求研发者多结合生产实际，密切关注与生产密切相关的技术领域，真正做到理论与实践相结合。

岩土工程勘察是各项工程设计与施工的基础性工作，具有十分重要的意义。但由于岩土工程的特殊性，许多时候无法采用直接、直观的手段实现对地基岩土性状的调查和获取其工程特性指标。这就要求岩土工程勘察技术人员要掌握相关的各类规范、规程，并在勘察工作中仔细、认真以及全面考虑，确保勘察工作有条不紊地开展，从而使勘察成果满足设计的使用要求，最终确保工程建设的安全、高效运行，实现国民经济社会的可持续发展。

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