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[關(guān)鍵詞]巖土工程 勘察新技術(shù) 應(yīng)用
中圖分類號(hào):TU195 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)19-0179-01
簡(jiǎn)單來(lái)說,所謂的巖土工程勘察,主要就是指通過工程地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪、勘探與采取土試樣、原位測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)和檢測(cè),對(duì)工程所在地的地形地貌、地層界面、地下水位、風(fēng)化層等進(jìn)行查明及分析,對(duì)建設(shè)場(chǎng)地的環(huán)境和工程條件進(jìn)行真實(shí)且綜合評(píng)價(jià),編制勘察文件,為整個(gè)工程的施工提供現(xiàn)實(shí)參考和理論依據(jù)。所以,對(duì)于工程設(shè)計(jì)與施工而言,巖土工程勘察屬于一種重要的先決條件。將巖土工程勘察工作落實(shí)到位有助于后續(xù)工作的高效開展。
一、巖土工程勘察技術(shù)存在的問題
在大多數(shù)情況下,工程項(xiàng)目的工期都相對(duì)來(lái)說比較緊張,這樣一來(lái),其就對(duì)巖土工程勘察工作做出了更高的要求。一方面,其需要要節(jié)省時(shí)間、提高效率,另一方面要保證勘察結(jié)果的全面性及準(zhǔn)確性。我國(guó)幅員遼闊,地形情況極為復(fù)雜,再加上其它各種不利因素的影響,造成巖土工程勘察工作面臨不小的難度,無(wú)法提供毫無(wú)缺陷的勘察結(jié)果。應(yīng)用巖土工程勘察技術(shù)的過程中,主要存在以下問題:(1)沒有當(dāng)?shù)氐匦蔚孛策M(jìn)行深入研究。如果只是單純地考察施工點(diǎn),那么將無(wú)法準(zhǔn)確把握當(dāng)?shù)氐鼗翆幼兓?guī)律,進(jìn)而導(dǎo)致資金浪費(fèi),甚至工期延誤的問題。另外,勘察人員常常忽視環(huán)境對(duì)工程建設(shè)的影響,沒有對(duì)施工設(shè)計(jì)展開充分的論證,從而導(dǎo)致了十分嚴(yán)重的后果;(2)在勘察結(jié)果方面存在問題。部分勘察工作隊(duì)伍為了加快勘察進(jìn)度或者降低成本,甚至采用了漏做或者少做勘察項(xiàng)目的辦法,這種作業(yè)方式是不符合相關(guān)規(guī)范的;(3)在勘察報(bào)告編制方面存在問題。對(duì)于勘察工作而言,勘察報(bào)告是最終的結(jié)果和成果,是工程后續(xù)施工的重要參考依據(jù)。然而由于勘察過程中的各種問題,勘察資料常常暴露出質(zhì)量不高的問題,有的缺乏科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)年U述,有的甚至脫離了工程的實(shí)際情況,最終無(wú)法發(fā)揮其應(yīng)有的作用;(4)勘察信息數(shù)字化程度低。勘察部門提供的勘察信息大多表現(xiàn)為圖紙、表格以及文字等形式,在內(nèi)容方面一般為定性描述。該種情況導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員無(wú)法對(duì)勘察信息有一個(gè)直觀而準(zhǔn)確的理解,從而造成勘察信息的兩大難問題,一是處理難,二是利用難。
二、巖土工程勘察新技術(shù)的應(yīng)用
(一)數(shù)字化巖土勘察工程
通常情況下,就針對(duì)于數(shù)字化巖土勘察工程的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)來(lái)說,其主要的運(yùn)行步驟為:(1)勘察數(shù)據(jù)庫(kù)的概念模型設(shè)計(jì)。作為一個(gè)集中各項(xiàng)數(shù)據(jù)并且處理較為困難的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用問題,巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)管理是此類數(shù)字化系統(tǒng)的基本工作之一。只有將地質(zhì)實(shí)體與有關(guān)的性能行為分離開來(lái),才能夠得到顯示信息世界的概念模型,并以測(cè)量的真實(shí)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),間接建立概念數(shù)據(jù)模型,研究數(shù)據(jù)實(shí)體和性能及相互之間的關(guān)系,同時(shí)要以此為前提設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)。(2)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與實(shí)現(xiàn)。此類工程的一體化系統(tǒng)數(shù)據(jù)可劃分為三種,分別是用戶原始數(shù)據(jù),系統(tǒng)中間數(shù)據(jù)以及最終數(shù)據(jù)。第一種數(shù)據(jù)由各分散的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)組合而成,其中的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)又包括幾何屬性以及信息屬性數(shù)據(jù);第二種數(shù)據(jù)是基于第一種數(shù)據(jù)系統(tǒng)電子化而自動(dòng)形成的,包括地表等值線模型、三維表面模型、剖面模型等,以這幾種模型為基礎(chǔ),能夠制作出用戶要求各異的圖件,并且能夠?qū)嵤┒囝愋畔⒉樵儾僮鞴δ埽坏谌N數(shù)據(jù)包含了各種各樣的類型,通常是按照用戶的要求,根據(jù)中間數(shù)據(jù)獲得,含有圖形文件以及文檔文件。
(二) 數(shù)字化勘察技術(shù)
在新的社會(huì)時(shí)期當(dāng)中,數(shù)字化技術(shù)得到了飛速的發(fā)展與廣泛的運(yùn)用。以往的工程勘察技術(shù)也漸漸向數(shù)字化勘察邁進(jìn)著,這在一方面遵循了發(fā)展的內(nèi)在要求,另一方面也體現(xiàn)了發(fā)展的必然趨勢(shì)。此類勘察技術(shù)在運(yùn)用中主要有兩大方法:①數(shù)字化建模方法:②地形建模方法。由于數(shù)字表面模型能夠真實(shí)地顯示區(qū)域內(nèi)地形的起伏狀況,因此目前我國(guó)主要使用此類建模方法進(jìn)行巖土工程勘察。這種建模方法的工作原理主要是用一種精確的方式來(lái)表示地形表面的情況,換而言之即為將一些性質(zhì)相同的點(diǎn)在遵循一定要求的前提下互相連接起來(lái),形成一個(gè)網(wǎng)狀的表面圖,通過這個(gè)曲面圖進(jìn)一步來(lái)分析確定整個(gè)地形區(qū)域的屬性。此建模方法中運(yùn)用到的數(shù)據(jù)信息是通過測(cè)量得到的一些較為分散的資料,其中含有幾何和屬性特征的數(shù)據(jù),將這些數(shù)據(jù)集中起來(lái)分析測(cè)量結(jié)果,從而構(gòu)造此巖土工程實(shí)施區(qū)域的地質(zhì)體界面。第二種建模方法則是以工程施工地區(qū)的OEM數(shù)據(jù)信息為前提,通過疊加遙感影像這種方式呈現(xiàn)立體地形的圖像。除此之外,地質(zhì)三維數(shù)字化也是一個(gè)具有非常高技術(shù)含量的工程勘察新技術(shù)。這項(xiàng)新技術(shù)是利用電腦技術(shù)對(duì)地下的各項(xiàng)內(nèi)容如石油、土層、巖石等進(jìn)行三維數(shù)字化處理,將各項(xiàng)內(nèi)容的性質(zhì)狀態(tài)和特征等分別呈現(xiàn)于三維空間中以并三維數(shù)字化對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一描述。
(三) GPS感應(yīng)系統(tǒng)信息采集法
作為現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的一個(gè)主要代表,現(xiàn)階段,GPS技術(shù)已經(jīng)被廣泛的運(yùn)用到了工程勘察當(dāng)中,全球定位系統(tǒng)逐步取代了過去的工作方式,以往的測(cè)量方式是靜態(tài)的測(cè)量,現(xiàn)在已經(jīng)向動(dòng)態(tài)式的測(cè)量不斷轉(zhuǎn)化,工作原理是通過一定的定位導(dǎo)航來(lái)建立坐標(biāo)系統(tǒng),展現(xiàn)出具體明確的位置條件信息。GPS系統(tǒng)的應(yīng)用方便了巖土環(huán)境詳細(xì)調(diào)查工作,減小了人力投入,降低了資金投入量,大幅提高了工作效率,降低專業(yè)技術(shù)人員的工作難度。有些信號(hào)無(wú)法到達(dá)的特別區(qū)域,已經(jīng)進(jìn)行了專項(xiàng)的技術(shù)研發(fā)工作,開辟了新的研究領(lǐng)域。
三、結(jié)語(yǔ)
總而言之,在新的社會(huì)時(shí)代背景下,現(xiàn)代化勘察技術(shù)手段在巖土勘察工作中的應(yīng)用是順應(yīng)時(shí)展的腳步,專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)該合理分析我國(guó)的巖土工程勘察現(xiàn)狀,發(fā)現(xiàn)工作中存在的問題和不足,及時(shí)調(diào)整工作方向,將新技術(shù)手段運(yùn)用到實(shí)際的工作中,讓新技術(shù)為勘察工作服務(wù),大幅提高巖土勘察工作的效率,降低人員的工作強(qiáng)度。通過多方面的共同努力,實(shí)現(xiàn)巖土工程勘察行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展,不斷進(jìn)步。
參考文獻(xiàn)
[1]曾鵬,楊福榮,楊凱.新方法新技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用[J]. 城市地理,2016,02:61.
一、巖土工程勘察對(duì)象的基本特征
雖然巖土工程構(gòu)造的起因、規(guī)模、形態(tài)、結(jié)構(gòu)差別很大,但任何復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造都可以抽象為點(diǎn)、線、面、體四種元素的集合。點(diǎn)狀構(gòu)造如測(cè)點(diǎn)等、線狀構(gòu)造如地質(zhì)剖面線等、面狀構(gòu)造如人工填土層等厚度面等、體構(gòu)造如地下巖體等。任何地質(zhì)對(duì)象在空間上都占有一定的位置和范圍,具有一定的形態(tài)和性質(zhì)特征,并與其它地質(zhì)對(duì)象之間存在著一定的空間聯(lián)系:因此地質(zhì)對(duì)象的基本特征可歸結(jié)為空間特征、屬性特征和空間關(guān)系特征三個(gè)方面。空間特征表示地質(zhì)對(duì)象所處的空間位置特征,也稱作幾何特征或定位特征。地質(zhì)對(duì)象一般是通過地質(zhì)體來(lái)反映的,地質(zhì)體的形態(tài)通常是不規(guī)則的,而且具有不同的產(chǎn)狀。屬性特征表示地質(zhì)對(duì)象的各種性質(zhì)特征,如地質(zhì)對(duì)象的年代、巖性、孔隙度、滲透率、含水性、力學(xué)強(qiáng)度參數(shù)等。不同的地質(zhì)對(duì)象具有不同的屬性特征,同一地質(zhì)對(duì)象的屬性特征在空間上往往是不均一的。如巖體的抗壓強(qiáng)度隨著位置的不同而發(fā)生變化。地質(zhì)對(duì)象之間的空間關(guān)系主要為拓?fù)潢P(guān)系,包括鄰接、包含、相離等關(guān)系。從上述分析不難看出,三維地質(zhì)模型應(yīng)該是對(duì)研究范圍內(nèi)各種地質(zhì)對(duì)象的幾何屬性和拓?fù)湫畔⒌谋磉_(dá)。巖土工程建模就是要建立巖土工程空間特征與巖土工程屬性特征之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
二、數(shù)字化技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用
1.巖土工程的數(shù)字化建模方法巖土工程地質(zhì)建模的方法目前采用的主要有表面模型法,表面模型法(也叫數(shù)字表面模型)的歷史較早,它的基本內(nèi)容就是通過精確地表示出工程地質(zhì)體的外表面來(lái)表示均質(zhì)地質(zhì)體的建模方法。也是目前廣泛使用的建模方法。表面模型法的數(shù)據(jù)來(lái)源是通過測(cè)點(diǎn)獲得的一系列離散的測(cè)點(diǎn)資料,包括測(cè)點(diǎn)的幾何特征數(shù)據(jù)和屬性特征數(shù)據(jù)。然后利用數(shù)據(jù)解釋結(jié)果重構(gòu)地質(zhì)體界面。可以抽象為把一系列同屬性的點(diǎn)按照一定的規(guī)則連接起來(lái),構(gòu)成網(wǎng)狀曲面片,進(jìn)而確定整個(gè)地質(zhì)體的空間屬性。有很多方法用來(lái)表示表面,常用的方法主要有數(shù)學(xué)模型法和圖示模型法。
2.巖土勘察工程數(shù)字化數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的建立巖土工程勘察信息處理系統(tǒng)是一個(gè)信息處理系統(tǒng),信息或數(shù)據(jù)及其作用在信息或數(shù)據(jù)之上的處理是系統(tǒng)需求分析的主要任務(wù),即要弄清需要有哪些數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)之間有何聯(lián)系,數(shù)據(jù)本身有何性質(zhì),數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行哪些處理,每個(gè)處理有什么邏輯功能。因此,為了把用戶的數(shù)據(jù)要求明確地表達(dá)出來(lái),首先在較高的抽象層面上,使用一種面向問題的數(shù)據(jù)模型(概念性數(shù)據(jù)模型),按照用戶的觀點(diǎn)來(lái)針對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模,最常用的方法是實(shí)體一聯(lián)系方法。實(shí)體是客觀世界中存在的且可相互區(qū)分的事物,它可以是人、事物,也可以是抽象的概念或聯(lián)系,而聯(lián)系則反映了信息世界中實(shí)體內(nèi)部或?qū)嶓w之間的關(guān)系。巖土工程勘察數(shù)據(jù)管理的實(shí)體主要有:鉆孔、地層、圖形資料、文檔資料等,巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)管理作為巖土工程勘察數(shù)字化系統(tǒng)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作是一個(gè)數(shù)據(jù)密集、處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用問題,為了能獲得反映信息世界的概念性數(shù)據(jù)模型,將與實(shí)體和聯(lián)系相關(guān)的功能與行為剝離出來(lái),僅從現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體的數(shù)據(jù)側(cè)面來(lái)建立模型即研究數(shù)據(jù)對(duì)象與屬性及其關(guān)系。實(shí)體一聯(lián)系方法是抽象和描述現(xiàn)實(shí)世界的有力工具,用E.R圖表級(jí)的概念模型獨(dú)立于具體的RDBMS所支持的數(shù)據(jù)模型。
3.數(shù)據(jù)庫(kù)建立及實(shí)現(xiàn)過程巖土工程一體化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有三類:用戶輸入的原始數(shù)據(jù)、系統(tǒng)生成的中間數(shù)據(jù)及最終數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)由測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)組成,而測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)又由測(cè)點(diǎn)幾何屬性數(shù)據(jù)(位置)和測(cè)點(diǎn)信息屬性數(shù)據(jù)(地層厚度、地層頂面標(biāo)高、含水率、孔隙度、抗壓強(qiáng)度等參數(shù))。中間數(shù)據(jù)包括根據(jù)原始數(shù)據(jù)系統(tǒng)自動(dòng)生成的地層層面等值線模型、三維表面模型、剖面模型等,按照這些模型可以生成用戶需要的各種圖件,還可以進(jìn)行各種信息查詢操作。最終數(shù)據(jù)種類繁多,主要是根據(jù)用戶需要由中間數(shù)據(jù)生成,包括圖形資料(如單孔柱狀圖、連線剖面圖等)和文檔資料(如地質(zhì)勘察報(bào)告等)。由于巖土工程的復(fù)雜關(guān)系,對(duì)于巖土工程的數(shù)據(jù)庫(kù)管理必須嚴(yán)格遵循時(shí)間序列,即遵循原始數(shù)據(jù)一中間數(shù)據(jù)一最終數(shù)據(jù)的關(guān)系。
[關(guān)鍵詞]巖土工程;勘察;數(shù)字化
一般巖土工程信息,包括地形地貌、地下水位置、斷層、底層界面以及各種物探、化探資料,均是直接從野外測(cè)量或用于某一工程設(shè)計(jì),在工程完成后,這些資料即被置之一旁,即使日后再被利用也只是一些離散數(shù)據(jù),技術(shù)人員很難直接利用其再去分析工程地質(zhì)參數(shù)的分布規(guī)律。且傳統(tǒng)的巖土工程資料分析及解釋往往局限于靜態(tài)的、二維的表達(dá),直觀性較差,不能很好地揭示空間變化的規(guī)律,不能滿足工程的空間分析要求。因此,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及勘察技術(shù)手段的完善,如何有效地采集、存儲(chǔ)、管理、利用、交流各巖土工程勘察項(xiàng)目中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),成為當(dāng)今巖土工程勘察中的一個(gè)重要課題,筆者對(duì)此略談己見。
1.數(shù)字化巖土工程勘察概述
所謂數(shù)字化巖土工程勘察,即是應(yīng)用現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及CAD技術(shù),通過計(jì)算機(jī)及其軟件,把一個(gè)工程項(xiàng)目的所有信息(勘察、設(shè)計(jì)、進(jìn)度、計(jì)劃、變更等數(shù)據(jù))有機(jī)地集成起來(lái),建立綜合的計(jì)算機(jī)輔助信息流程,使勘察設(shè)計(jì)的技術(shù)手段從手工方式向現(xiàn)代化CAD技術(shù)轉(zhuǎn)變,作到數(shù)據(jù)采集信息化、勘察資料處理數(shù)字化、硬件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、圖文處理自動(dòng)化,逐步形成和建立適應(yīng)多專業(yè)、多工種生產(chǎn)的高效益、高柔性、智能化的工程勘察設(shè)計(jì)體系。該技術(shù)體系用系統(tǒng)工程觀點(diǎn),把勘察、設(shè)計(jì)的圖紙、圖像、表格、文字等以數(shù)字化形式存貯,供各專業(yè)設(shè)計(jì)使用,達(dá)到快速、高效、準(zhǔn)確的應(yīng)用勘察成果目的,大幅度降低由于勘察成果的低效使用引起的設(shè)計(jì)變更,及其他工程質(zhì)量問題,有效的節(jié)約社會(huì)成本資源。
2.當(dāng)前巖土工程勘察數(shù)字化存在的不足
當(dāng)前,隨著3S技術(shù)的發(fā)展與集成,促使巖土工程勘察進(jìn)入到以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心的勘察設(shè)計(jì)一體化產(chǎn)業(yè)體系,但值得注意的是,雖然目前計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)已廣泛應(yīng)用于巖土工程勘察設(shè)計(jì)中,功能日益完善,但由于種種因素,一部分地區(qū)巖土工程勘察數(shù)據(jù)的數(shù)字化程度相對(duì)較低,仍存在一些問題,如,由于部門長(zhǎng)期的條塊分割,勘察、設(shè)計(jì)分散作業(yè),加之巖土工程規(guī)范制定和新技術(shù)、新方法應(yīng)用的滯后,以及專業(yè)設(shè)置過細(xì),巖土工程本身的特殊性等原因,設(shè)計(jì)與勘察之間脫鉤多;設(shè)計(jì)人員也因知識(shí)的局限,很難深層次理解巖土工程勘察信息,因而勘察成果在設(shè)計(jì)中的轉(zhuǎn)化率較低,造成許多不應(yīng)有的浪費(fèi)和損失;數(shù)字化地圖與數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)間接口不匹配,不同軟件之間數(shù)據(jù)的傳遞不夠貫通;勘察信息數(shù)字化程度低,勘察部門最終提交的勘察報(bào)告中以圖紙、表格、文字等形式為主,內(nèi)容上定性描述較多,既造成設(shè)計(jì)人員對(duì)勘察信息難于準(zhǔn)確理解,又造成對(duì)勘察信息處理、利用上的困難。如上問題的存在,原因概括起來(lái)主要為:一是施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣。勘察工程施工現(xiàn)場(chǎng)多為粉塵、泥漿等不適合高精密電子儀器作業(yè)的惡劣環(huán)境,客觀上限制了PDA、筆記本電腦及精密電子設(shè)備的應(yīng)用。二是部分單位采用的傳統(tǒng)巖土工程勘察設(shè)計(jì)軟件功能單一。一些單位在勘察數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理及制表制圖方面功能比較完備,但與CAD設(shè)計(jì)軟件的接口匹配性低,影響了設(shè)計(jì)CAD的系統(tǒng)效率,有的更未引入GIS系統(tǒng),使每個(gè)巖土勘察項(xiàng)目成為孤立的項(xiàng)目單元,料缺乏共享性,沒有相互印證的作用,無(wú)法對(duì)較大規(guī)模的區(qū)域內(nèi)的構(gòu)造進(jìn)行總體評(píng)估。三是由于室內(nèi)資料整理缺乏專業(yè)人才,影響了后期資料的整理工作,結(jié)果往往是工程結(jié)束后,技術(shù)人員將資料裝盒歸檔后即束之高閣,導(dǎo)致很多項(xiàng)目的寶貴資料失去了與相鄰項(xiàng)目的資料進(jìn)行對(duì)比的價(jià)值,技術(shù)人員對(duì)于計(jì)算機(jī)的處理水平,尤其是在GIS和數(shù)據(jù)庫(kù)方面的操作水平有待提高。
3.巖土工程勘察數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)
由上述可見,目前巖土工程中勘察與設(shè)計(jì)分離、設(shè)計(jì)軟件功能不完善等問題較為突出,而要解決這些問題,迫切需要建立一體化的體系。所謂一體化,即是將一些分散而多種多樣的要素或者單元合并組合成為一個(gè)更加晚上或者協(xié)調(diào)的整體,在巖土工程勘察設(shè)計(jì)中,一體化通常認(rèn)為是將不同的學(xué)科結(jié)合起來(lái)的一種方式,這種方式有助于建立一種全新的分析過程。巖土工程勘察一體化系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)地理信息系統(tǒng)(GIS)、計(jì)算機(jī)圖形、數(shù)據(jù)庫(kù)、地質(zhì)學(xué)、地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)、地質(zhì)建模、AutoCAD及Word自動(dòng)化等,其特點(diǎn)是勘察、設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)使用計(jì)算機(jī)作業(yè),勘察階段為設(shè)計(jì)階段,上道工序?yàn)橄碌拦ば蛞约案鲗I(yè)工種間提供接口數(shù)據(jù)文件以使數(shù)據(jù)傳遞流暢。而要實(shí)現(xiàn)巖土工程勘察設(shè)計(jì)的一體化,首先應(yīng)該實(shí)現(xiàn)巖土工程勘察數(shù)字化,巖土工程勘察數(shù)字化是實(shí)現(xiàn)一體化的先決條件。要實(shí)現(xiàn)巖土工程勘察數(shù)字化,具體如下:
3.1分析巖土工程勘察對(duì)象的基本特征。巖土工程勘察對(duì)象構(gòu)造的規(guī)模、起因、結(jié)構(gòu)、形態(tài)差別較大,但所有復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造都能抽象為點(diǎn)、線、面、體四種元素的集合。任何地質(zhì)對(duì)象在空間上都占有一定的范圍及位置,有一定的形態(tài)和性質(zhì)特征,且與其他地質(zhì)對(duì)象間存在一定的空間聯(lián)系。因此,地質(zhì)對(duì)象的基本特征可歸結(jié)為空間特征、屬性特征和空間關(guān)系特征三個(gè)方面。
3.2分析巖土工程勘察建模的依據(jù)。巖土工程地質(zhì)模型是人們對(duì)客觀事物認(rèn)識(shí)的精煉和圖示化。建模最基本的依據(jù)是觀點(diǎn)及理論基礎(chǔ)。這里推崇巖體巖土工程力學(xué),其核心觀點(diǎn)就是巖體,結(jié)構(gòu)面起主導(dǎo)作用,軟弱巖層(軟巖)起著起始變形與突破的作用。結(jié)構(gòu)面類型較多,性狀復(fù)雜,不僅有軟硬之分,還有大小之分和分布上的隨機(jī)性。
3.3明確巖土工程勘察建模的過程。一是工程變量預(yù)測(cè)。巖土工程地質(zhì)建模的主要目的之一就是預(yù)測(cè)一個(gè)或多個(gè)工程地質(zhì)變量的空間變化。在工程地質(zhì)中,變量則是地層、構(gòu)造、斷層等的空間分布特征及其物理力學(xué)性質(zhì);在污染評(píng)價(jià)中,變量是土壤或地下水的污染程度;在礦產(chǎn)評(píng)價(jià)中,變量是礦石品位;在地下水研究中,變量是水動(dòng)力參數(shù),如水流速度。對(duì)某些研究區(qū)域的相關(guān)地質(zhì)變量由于不可能進(jìn)行連續(xù)的量測(cè),往往取一些有代表性的點(diǎn),然后再利用各種不同的預(yù)測(cè)技術(shù),來(lái)推測(cè)出整個(gè)研究區(qū)域的該地質(zhì)變量的空間變化規(guī)律。二是巖土工程地質(zhì)特征解釋。一般包含條件化及離散化兩方面,即以巖性或巖土類型等控制特征為條件,將工程地質(zhì)信息進(jìn)行離散化,從而確定工程地質(zhì)邊界和相關(guān)特征描述。
3.4基于GIS的巖土工程勘察數(shù)字化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。一是巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)的概念模型設(shè)計(jì)。巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)管理作為巖土工程勘察數(shù)字化系統(tǒng)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作,是一個(gè)數(shù)據(jù)密集、處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用問題,為了能獲得反映信息世界的概念性數(shù)據(jù)模型,將與實(shí)體和聯(lián)系相關(guān)的功能與行為剝離出來(lái),僅從現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體的數(shù)據(jù)側(cè)面來(lái)建立模型即研究數(shù)據(jù)對(duì)象與屬性及其關(guān)系,并在此基礎(chǔ)上建立相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)。二是數(shù)據(jù)庫(kù)建立實(shí)現(xiàn)。巖土工程一體化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有三類:用戶輸入的原始數(shù)據(jù)、系統(tǒng)生成的中間數(shù)據(jù)及最終數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)由測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)組成,而測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)又由測(cè)點(diǎn)幾何屬性數(shù)據(jù)(位置)和測(cè)點(diǎn)信息屬性數(shù)據(jù);中間數(shù)據(jù)包括根據(jù)原始數(shù)據(jù)系統(tǒng)自動(dòng)生成的地層層面等值線模型、三維表面模型、剖面模型等,根據(jù)這些模型可以生成用戶需要的各種圖件,還可以進(jìn)行各種信息查詢操作;最終數(shù)據(jù)種類繁多,主要是根用戶需要由中間數(shù)據(jù)生成,包括圖形資料和文檔資料(如地質(zhì)勘察報(bào)告等)。
3.5數(shù)字化巖土勘察的規(guī)范化。巖土勘察按行業(yè)劃分,主要有工民建、公路、鐵路及航務(wù)等,雖然各行業(yè)都有相應(yīng)的勘察規(guī)范,但僅局限于對(duì)勘察手段、勘察理論及勘察技術(shù)的規(guī)定,在勘察成果數(shù)字化方面仍是一片空白。實(shí)際工程活動(dòng)中,各勘察設(shè)計(jì)院均有一套自己的軟件系統(tǒng)以及成圖數(shù)字化軟件,但相同的行業(yè)在不同的地域或相同的地域在不同的行業(yè)對(duì)巖土勘察成果的數(shù)字化要求、流程、程序軟件均存在較大差異。這就導(dǎo)致了同行業(yè)規(guī)范框架下生成的成果卻雜相叢生,難以和現(xiàn)已規(guī)范程序化的設(shè)計(jì)軟件接軌。因此,各行業(yè)的巖土勘察對(duì)成果的數(shù)字化應(yīng)采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),可指定唯一的機(jī)構(gòu)組織各行業(yè)的主要成員對(duì)勘察成果數(shù)字化程序及軟件進(jìn)行匯編,并可向社會(huì)各界進(jìn)行邀請(qǐng)參與,制定一套統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的勘察成果數(shù)字化程序軟件,各行業(yè)或單位在應(yīng)用時(shí)僅選擇適合于本行業(yè)的規(guī)范,在輸入通過勘察手段獲得的相應(yīng)的參數(shù)后,即可數(shù)字化生成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的勘察成果資料,并與現(xiàn)行的設(shè)計(jì)程序軟件耦合,便于高效地應(yīng)用勘察成果,提高勘察設(shè)計(jì)生產(chǎn)效率,降低社會(huì)資源成本。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:巖土工程;勘察;建議
中圖分類號(hào):E271文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言
巖土工程在整個(gè)建筑工程施工過程中具有十分重要的地位,巖土工程勘察更是建筑工程中施工的前提工作。在一般情況下,因?yàn)楣こ陶w的勘察任務(wù)比較嚴(yán)重,并且工程的勘察時(shí)間比較的短,所以,一旦問題出現(xiàn)的時(shí)候,巖土工程勘察都結(jié)束了,這就會(huì)給巖土勘察工程帶來(lái)很大的安全隱患。因此,加強(qiáng)對(duì)巖土的勘察,做好對(duì)巖土工程勘探的工作,對(duì)于整個(gè)工程活動(dòng)的能夠順利的開展有著重要的意義。
一、巖土工程勘察
(一)巖土工程勘察的概念
巖土工程勘察是根據(jù)建設(shè)工程的要求,查明、分析、評(píng)價(jià)建設(shè)場(chǎng)地的地質(zhì)、環(huán)境特征和巖土工程條件,編制勘察文件的活動(dòng)。
(二)巖土工程勘察的目的
巖土工程勘察的目的:按照建筑物或構(gòu)筑物不同勘察階段的要求,為工程的設(shè)計(jì)、施工以及巖土體病害治理等提出詳細(xì)的巖土工程資料和設(shè)計(jì)、施工所需的巖土參數(shù);通過精心勘察、詳細(xì)分析,對(duì)建筑地基作出巖土工程評(píng)價(jià),并對(duì)地基類型、基礎(chǔ)形式、地基處理和不良地質(zhì)作用的防治提出建議。
(三)巖土工程勘察的方法
1.巖土工程測(cè)繪。在巖土工程勘察過程中,測(cè)繪作為勘察的基礎(chǔ)工作,通常在勘察的初期階段進(jìn)行。這種方法是利用地質(zhì)、巖土工程理論,觀察并描述地面的地質(zhì)現(xiàn)象,對(duì)其性質(zhì)和規(guī)律進(jìn)行分析,并以此推斷出地下地質(zhì)的情況,為接下來(lái)的勘探、測(cè)試等其它勘察工作提供依據(jù)。
2.勘探與取樣。勘探工作包括物探、鉆探和坑探等多種方法。應(yīng)該依照巖土的特性和勘察的目的來(lái)選擇合適的勘探方式。在工程地質(zhì)勘探過程中,按勘察或工程設(shè)計(jì)施工技術(shù)要求,從鉆孔(或從探坑、探井、探槽)內(nèi)某一深度處采取一定數(shù)量的實(shí)物樣品,來(lái)確定地下土質(zhì)類型。
3.原位測(cè)試與室內(nèi)試驗(yàn)。為巖土工程問題分析評(píng)價(jià)提供所需的技術(shù)參數(shù)是原位測(cè)試與室內(nèi)試驗(yàn)的主要目的。原位測(cè)試通常都借助于勘探工程進(jìn)行,是詳細(xì)勘察階段常用的勘察方法。測(cè)試結(jié)果與室內(nèi)測(cè)試相比,更接近現(xiàn)場(chǎng)施工情況,但需要較多的人力物力,多應(yīng)用于重大工程。
4.現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)。提高工程項(xiàng)目的效率,確保工程安全和質(zhì)量是其主要目的,現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)包括施工階段巖土工程勘察之前的檢驗(yàn)結(jié)果確認(rèn)以及巖土工程質(zhì)量控制和施工監(jiān)理。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)主要包括建筑和各種加載作用于巖石和土壤的行為反應(yīng)監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的影響等。
二、巖土工程勘測(cè)中常見的問題
(一)勘察前的準(zhǔn)備工作不足,缺乏必要的資料
當(dāng)前,我國(guó)的巖土工程勘察單位在施工過程中為了節(jié)省成本,在勘察時(shí)會(huì)出現(xiàn)較多的隨機(jī)行為,這主要是由于勘察前的準(zhǔn)備工作不足而導(dǎo)致的。由于沒有編制工程勘察施工綱要,部分施工前的準(zhǔn)備工作只是形式上的行為,在實(shí)際工作中沒有按照對(duì)應(yīng)的勘察綱要進(jìn)行。而勘察綱要作為巖土工程勘察施工的準(zhǔn)繩,其對(duì)保證勘察工作的準(zhǔn)確度及勘察程序控制有重要作用,在勘察之前必須通過該綱要對(duì)勘察流程進(jìn)行控制。
(二)野外勘探工作中需要注意的問題
1. 勘探點(diǎn)的布設(shè)問題
在勘察工作中,因?yàn)轫?xiàng)目基礎(chǔ)形式和結(jié)構(gòu)形式的不同,勘察施工的深度也不同。例如,對(duì)于一般層數(shù)在5-6層的磚混結(jié)構(gòu)住宅,勘察深度一般控制在15m就能夠滿足工程建設(shè)的需要。而當(dāng)層數(shù)同樣是5層的框架式結(jié)構(gòu)商場(chǎng)時(shí),因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)載荷較大 ,在建設(shè)過程中可能采用樁基,因此在勘察時(shí)必須將勘察孔的深度超過15m。
同時(shí),對(duì)于底層地質(zhì)結(jié)構(gòu)不同的勘察工程而言,對(duì)應(yīng)的勘察深度是不同的。例如,當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)處于埋藏較淺而且工程地質(zhì)情況較為密實(shí)時(shí),勘察孔的深度可以適當(dāng)較淺;而當(dāng)建筑工程處于地質(zhì)性較差的軟土地區(qū)或者是濕陷性土壤地層時(shí),則必須設(shè)置較深的勘察孔,而且在勘察前必須對(duì)地層的情況由基本了解。但是 ,當(dāng)前在勘察施工的過程中,由于勘探施工成本被進(jìn)一步壓縮 ,在勘察中可能存在勘察深度不足、勘察點(diǎn)布設(shè)不合理的問題,從而給工程建設(shè)帶來(lái)隱患。
2. 野外地層的劃分問題
對(duì)野外地層的合理劃分是內(nèi)業(yè)資料整理工作的重點(diǎn)。對(duì)于規(guī)模較大的工程項(xiàng)目而言,因?yàn)槭┕ねǔJ遣捎枚嗯_(tái)鉆機(jī)平行作業(yè)的方式進(jìn)行的,整個(gè)勘察施工項(xiàng)目是由諸多技術(shù)人員共同完成的,各個(gè)班組之間施工后的技術(shù)數(shù)據(jù)在匯總到內(nèi)業(yè)整理之后,可能存在對(duì)應(yīng)的沖突。為了避免在野外施工中出現(xiàn)這樣的問題,必須在施工之前將技術(shù)人員集中到一處,對(duì)一個(gè)活若干個(gè)鉆孔進(jìn)行共同勘探,確定技術(shù)資料編輯的統(tǒng)一樣式。同時(shí)安排專人對(duì)勘察區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)的整體野外分層進(jìn)行連線,一旦出現(xiàn)異常則及時(shí)處理,確保勘察工程的整體質(zhì)量。
(三)內(nèi)業(yè)工作問題
內(nèi)業(yè)工作的一個(gè)主要問題就是內(nèi)業(yè)資料的整理欠規(guī)范。內(nèi)業(yè)資料的整理過程中,因?yàn)楣ぷ魅藛T對(duì)統(tǒng)計(jì)概念以及相關(guān)理論的不理解,例如在巖土數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析過程中沒有將明顯的異常值予以剔除,導(dǎo)致變異系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差等技術(shù)數(shù)據(jù)過大,最終使得勘察得到的結(jié)果不盡合理,甚至得到錯(cuò)誤的勘察數(shù)據(jù)。同時(shí),對(duì)于巖土勘察中相關(guān)數(shù)據(jù)的理解偏差,例如巖土參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值的理解過于片面,同樣會(huì)造成偏差問題。同時(shí),勘察報(bào)告內(nèi)容的不完整性以及形式的欠規(guī)范同樣會(huì)造成勘察結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。
三、巖土勘察工程中問題的解決對(duì)策
(一)強(qiáng)化勘察市場(chǎng)管理,大力推行監(jiān)理機(jī)制。主要表現(xiàn)在三個(gè)方面:
1.強(qiáng)化審查、管理勘察綱要和勘察合同。避免出現(xiàn)越級(jí)現(xiàn)象;
2.強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)的勘察監(jiān)督。構(gòu)建勘察現(xiàn)場(chǎng)旁站機(jī)制,避免出現(xiàn)不規(guī)范取樣、試驗(yàn)、編錄和打假孔的現(xiàn)象;
3.強(qiáng)化審查勘察報(bào)告,逐一審查勘探(報(bào)告中的)數(shù)據(jù)、質(zhì)量、數(shù)量、結(jié)論,尤其要論證基礎(chǔ)方案,重點(diǎn)把關(guān)施工建議、穩(wěn)定性評(píng)價(jià),避免在勘察報(bào)告中僅注重描述,而缺乏進(jìn)行深入分析、評(píng)價(jià)的現(xiàn)象。所以,勘察單位必須推行完善質(zhì)量管理,強(qiáng)化社會(huì)監(jiān)督機(jī)構(gòu)、政府部門對(duì)勘察市場(chǎng)進(jìn)行嚴(yán)格管理和監(jiān)督,保證勘察市場(chǎng)正常、合理的運(yùn)行。
(二)注重環(huán)境和工程的共同作用。由于環(huán)境受工程建設(shè)的影響,尤其是在工程施工、運(yùn)營(yíng)的過程中,可能出現(xiàn)各種巖土問題,必須進(jìn)行重復(fù)論證和預(yù)測(cè),采用相應(yīng)的治理措施。
(三)還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目的勘察綱要與合同的日常審查與監(jiān)督。在實(shí)際的巖土工程勘查中,如有必要,聘請(qǐng)專業(yè)監(jiān)理部門負(fù)責(zé)監(jiān)督,避免出現(xiàn)不規(guī)范作業(yè)、編制虛假記錄、不按相關(guān)規(guī)定布孔等行為現(xiàn)象的發(fā)生。加強(qiáng)勘查技術(shù)人員的專業(yè)技能的培訓(xùn),減少勘察活動(dòng)中的違規(guī)行為,提高勘察成果的科學(xué)性,為工程建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。除了要加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的勘查工作之外,還應(yīng)做好周邊環(huán)境條件的調(diào)查了解,為后續(xù)工作提供充足依據(jù)。
(四)加強(qiáng)地方性勘察工程,保證勘察規(guī)范性
因?yàn)榄h(huán)境地質(zhì)條件存在的差異性,導(dǎo)致當(dāng)前設(shè)置的統(tǒng)一性的勘察標(biāo)準(zhǔn)并不能完全適合所有的區(qū)域環(huán)境。尤其是在一些復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境中,統(tǒng)一的地質(zhì)勘察標(biāo)準(zhǔn)不能完成相關(guān)的勘察工作。所以,適當(dāng)增設(shè)地方性的地質(zhì)勘察標(biāo)準(zhǔn),對(duì)地質(zhì)勘察工作進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊?guī)范,這是保證巖土工程勘察工作結(jié)果準(zhǔn)確、有效的重要途徑。
結(jié)束語(yǔ)
面對(duì)當(dāng)前巖土勘察工作中存在的主要問題,勘察單位必須根據(jù)單位自身的實(shí)際情況采取針對(duì)性的勘察技術(shù)和設(shè)備,通過加大對(duì)勘察技術(shù)人員的培訓(xùn)來(lái)提高勘察人員的勘察技術(shù)整體水平,建立起一支勘察技術(shù)過硬的隊(duì)伍。由于勘察工程是一個(gè)系統(tǒng)的工作,其所面對(duì)的問題包括設(shè)計(jì)和野外作業(yè)等多個(gè)方面,影響因素是多方面的,在具體的勘察過程中要結(jié)合具體情況予以解決,最終達(dá)到持續(xù)提高勘察工作整體水平的目的。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:巖土工程勘察;物探;GIS;地質(zhì)鉆探;數(shù)字化技術(shù)
中圖分類號(hào):P62文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、巖土工程勘察常用技術(shù)
(一)巖土工程物探技術(shù)
工程物探是巖土工程中的重要組成部分,也是巖土工程勘探及檢測(cè)的重要方法,工程物探技術(shù)受到地形及場(chǎng)地限制的可能性較小,因此具有節(jié)省費(fèi)用、時(shí)間及勘察準(zhǔn)確的特點(diǎn)。在這里就主要介紹幾種現(xiàn)代巖土工程物探技術(shù)。
1、探地雷達(dá)技術(shù)
這種技術(shù)是運(yùn)用超高頻脈沖電磁波并探測(cè)地下介質(zhì)分布情況的地球物理勘察技術(shù)。主要是依據(jù)地下介質(zhì)的不連續(xù)性對(duì)地下目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)的,這種技術(shù)具有高工作效率、操作方便、分辨率高、無(wú)破壞性等優(yōu)點(diǎn),在探測(cè)淺層巖土情況上,是傳統(tǒng)勘探技術(shù)所無(wú)法比擬的。
2、CT 技術(shù)
CT 技術(shù)被稱為地震波層析成像技術(shù),是運(yùn)用不同方向地震波的走勢(shì)對(duì)地質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行探測(cè)且成像的一種技術(shù)。這種技術(shù)是最近幾年才發(fā)展起來(lái)的,它能運(yùn)用適當(dāng)?shù)募ぐl(fā)點(diǎn)及接收點(diǎn)對(duì)不同的地質(zhì)進(jìn)行探測(cè)獲取地震波,根據(jù)波動(dòng)的走勢(shì)來(lái)反映不同地質(zhì)的彈性波速,并最終獲得該地質(zhì)的分布圖像。
3、TSP 勘察技術(shù)
這種技術(shù)被稱為隧道地震勘察技術(shù),是有軟件及硬件組成經(jīng)過優(yōu)化的測(cè)量系統(tǒng),所運(yùn)用的是深度偏移成像的方法。這種技術(shù)所具有的特點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)、分辨率高、勘測(cè)距離遠(yuǎn)及對(duì)施工影響少。
(二)GIS 勘察系統(tǒng)
這種勘察系統(tǒng)也被稱為地理信息系統(tǒng),是集制圖、數(shù)據(jù)庫(kù)及空間分析能力為一體的巖土勘察技術(shù),它是通過與原有的項(xiàng)目數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比當(dāng)前的項(xiàng)目數(shù)據(jù),從而對(duì)當(dāng)前的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與印證,從而甄別出數(shù)據(jù)偏離較大的錯(cuò)誤數(shù)據(jù),而且可以對(duì)工程工作的前期分層中的漏洞進(jìn)行分析處理。這種勘察方法能夠?qū)こ痰刭|(zhì)數(shù)據(jù)或資料的輸入及存儲(chǔ)進(jìn)行可視化的動(dòng)態(tài)檢索或查詢,它增強(qiáng)了 GIS 專業(yè)的適用性,并能快速準(zhǔn)確及方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)地質(zhì)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)處理、空間數(shù)據(jù)的分析及多頭成果的表達(dá)。GIS 技術(shù)原來(lái)應(yīng)用較多的領(lǐng)域是煤礦領(lǐng)域的地質(zhì)探測(cè),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,GIS 技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛,并被應(yīng)用到了巖土工程的勘查中,這種技術(shù)的應(yīng)用有其必然性及可行性的,帶來(lái)了社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),還實(shí)現(xiàn)了地理信息資源的共享。
二、巖土工程勘察存在的技術(shù)問題
(一)粉土的劃分問題
按照相關(guān)規(guī)定,巖石粉土是一種粒徑大于 0.075mm 的顆粒質(zhì)量不超過總質(zhì)量的 50%,且塑性指數(shù)等于或小于 10 的土。但在實(shí)際應(yīng)用中,由于區(qū)分粉土的試驗(yàn)比較復(fù)雜,經(jīng)常存在疏漏,導(dǎo)致仍然有很多沒有按規(guī)定劃分的粉土。有的時(shí)候,粉砂作為過渡體,也可以幫助測(cè)定塑性指數(shù),但經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些誤判,有一些特殊情況下,如有些地方由于發(fā)生地質(zhì)震動(dòng),且地震烈度小于或等于Ⅵ度,因?yàn)榉弁帘旧聿皇腔A(chǔ)持力層,那么就仍然只有以塑性指數(shù)來(lái)判定粉土的情況比較合適。
(二)剪切方法的選擇問題
按照有關(guān)土工試驗(yàn)方法的有關(guān)規(guī)定,剪切方法的選擇有很多,而在實(shí)踐中,現(xiàn)很多勘察設(shè)計(jì)單位沒有配備三軸剪切儀,多用快剪儀進(jìn)行剪切試驗(yàn)。直剪試驗(yàn)受力條件復(fù)雜,排水條件不易控制。快剪試驗(yàn)一般適用于滲透系數(shù)小于 6~10cm/s 的細(xì)粒土,但粉質(zhì)粘土滲透系數(shù)一般都大于 5~10cm/s,也就是說,在這種情況下,用直剪試驗(yàn)就已經(jīng)顯得十分勉強(qiáng)。我們?cè)谶M(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)這樣的問題更加嚴(yán)重,剪切方法的不恰當(dāng)選擇,很容易就導(dǎo)致巖土無(wú)法滿足實(shí)際的系數(shù)要求,甚至導(dǎo)致無(wú)法剪切。雖然直剪試驗(yàn)較其他剪切方法而言,在操作上要簡(jiǎn)單方便很多,但它粉質(zhì)粘土和一些較弱的土的強(qiáng)度測(cè)試指標(biāo)的可信度卻不夠高,所以還是不能夠廣泛應(yīng)用于各類測(cè)算中。相較之,一定數(shù)量的三軸剪或許是更加可行的剪切方法。
(三)膨脹土的固結(jié)試驗(yàn)問題
巖土工程勘察的一個(gè)十分基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)就是對(duì)膨脹土的固結(jié)試驗(yàn)。在進(jìn)行固結(jié)試驗(yàn)的過程中,通常結(jié)果為,當(dāng)膨脹土大于膨脹力的分級(jí)荷載作用的時(shí)候,其百分表讀數(shù)應(yīng)該為負(fù)數(shù)值,反之則為正常值。但是在實(shí)際操作中情況卻往往相反,當(dāng)膨脹土大于膨脹力的分級(jí)荷載作用的時(shí)候,其百分表讀數(shù)反而為正數(shù)值,而當(dāng)膨脹土小于膨脹力的分級(jí)荷載作用的時(shí)候,其百分表讀數(shù)卻又為負(fù)數(shù)值。這種錯(cuò)誤的情況反應(yīng),在某種程度上就給膨脹土的評(píng)價(jià)工作帶來(lái)了一定的困難,也給后期的工作帶來(lái)的意想不到的問題。
三、巖土工程勘察技術(shù)措施及發(fā)展趨勢(shì)
(一)技術(shù)措施
1、提高對(duì)實(shí)地考察時(shí)巖土取樣和原位檢測(cè)工作的關(guān)注
巖土取樣和原位檢測(cè)是巖土項(xiàng)目考察結(jié)論得出的根本依據(jù),也是完善和優(yōu)化巖土項(xiàng)目考察技術(shù)的關(guān)鍵。
(1)檢測(cè)資料是分析評(píng)估的根本,若資料不全面、可靠、合適,那么分析評(píng)估的結(jié)論都是沒有意義的。巖土項(xiàng)目規(guī)劃計(jì)算的穩(wěn)定性和精細(xì)性是根據(jù)計(jì)算的形式和數(shù)字來(lái)決定的,計(jì)算數(shù)字要重要于計(jì)算形式。
(2)巖土項(xiàng)目檢測(cè)是很困難的,鉆孔取樣和樣品制作時(shí),在這一過程中肯定會(huì)受到干擾和環(huán)境的影響,最終會(huì)影響到檢測(cè)的結(jié)果。巖土的體質(zhì)是不平均分布的,它們的變化很多,檢測(cè)的結(jié)論是具有代表性的。
2、對(duì)地質(zhì)鉆探的流程加以關(guān)注
巖土項(xiàng)目考察中的地質(zhì)鉆探工作是工作的重心, 也是體現(xiàn)考察的最好方式, 所以行使巖土項(xiàng)目地質(zhì)鉆探時(shí)一定要依照不同的巖體、地層形式和取樣、檢測(cè)的條件對(duì)鉆孔方案進(jìn)行規(guī)劃,讓其可以適合技術(shù)的需要,也能獲得經(jīng)濟(jì)效益。
(1)鉆孔口徑要依照鉆探的目標(biāo)和鉆進(jìn)的技術(shù)來(lái)決定,使用原狀土樣的鉆孔口徑≮91mm;若只要確定粘性土地層的鉆孔,口徑≮36mm;若在潮濕且低陷的黃土中,就要鉆孔口徑≮150mm。
(2)在取Ⅰ、Ⅱ級(jí)土樣時(shí)的鉆進(jìn)要著重關(guān)注Ⅰ、Ⅱ級(jí)土樣的鉆進(jìn)條件。 在軟土、砂土、碎石土中最好的選擇是泥漿護(hù)壁,若是應(yīng)用套管,則要保證管內(nèi)水位等于或者較高于地下水位,這樣取樣位置要低于套管底部 3 倍孔徑以上的距離,避免擊入套管時(shí),采取的土樣受到干擾。
(3)可以使用沖刷、沖擊和振動(dòng)等形式進(jìn)行鉆進(jìn),要在取樣位置 1m 之上使用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的方式。放置取土器之前要清理干凈鉆孔,下面遺留的物質(zhì)厚度不可大于取土器廢土段的長(zhǎng)度。
(4)采取土樣最好的選擇是快速靜力連續(xù)壓入法,還可以運(yùn)用重錘少擊的方式,不過導(dǎo)向器材一定要存在,減少錘擊時(shí)的位移。使用這種方式,鉆探的品質(zhì)才能得到保障,得出的考察數(shù)據(jù)才會(huì)更精準(zhǔn)。
(二)發(fā)展趨勢(shì)
1、數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用
數(shù)字化巖土工程勘察是應(yīng)用當(dāng)代測(cè)繪技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及 CAD 技術(shù),通過計(jì)算機(jī)及其軟件,將工程項(xiàng)目的所有信息有機(jī)地集成起來(lái),建立綜合的計(jì)算機(jī)輔助信息流程,使勘察設(shè)計(jì)的技術(shù)手段從手工方式向現(xiàn)代化 CAD 技術(shù)轉(zhuǎn)變,作到數(shù)據(jù)采集信息化、勘察資料處理數(shù)字化、硬件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、圖文處理自動(dòng)化,逐步形成和建立適應(yīng)多專業(yè)、多工種生產(chǎn)的智能化的工程勘察設(shè)計(jì)體系,主要解決的是巖土工程勘察中場(chǎng)地方域的數(shù)字化、場(chǎng)地物性指標(biāo)的數(shù)字化、場(chǎng)地地層的數(shù)字化和巖土程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)。
2、基于 GIS 的巖土工程勘察數(shù)字化技術(shù)
如今,以地理信息系統(tǒng)技術(shù)支持、數(shù)字化獲取、管理和應(yīng)用空間定位信息,數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)存儲(chǔ)、管理海量屬性數(shù)據(jù)的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)信息系統(tǒng)已應(yīng)用于地質(zhì)學(xué)各個(gè)領(lǐng)域。基于 GIS 的地質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)涉及的主要問題是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)的概念模型設(shè)計(jì)。巖土工程勘察信息處理系統(tǒng)是一個(gè)信息處理系統(tǒng),它的主要任務(wù)是信息或數(shù)據(jù)及其作用在信息或數(shù)據(jù)之上的處理是系統(tǒng)需求分析,即要弄清需要有哪些數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)之間有何聯(lián)系,數(shù)據(jù)本身有何性質(zhì),數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行如何處理,每個(gè)處理有什么邏輯功能。
因此為了把用戶的數(shù)據(jù)要求明確地表達(dá)出來(lái),首先在較高的抽象層面上,使用一種面向問題的數(shù)據(jù)模型(概念性數(shù)據(jù)模型),按照用戶的觀點(diǎn)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)和信息建模,最常用的方法是實(shí)體聯(lián)系方法。巖土工程勘察數(shù)據(jù)管理的實(shí)體主要有鉆孔、地層、圖形資料、文檔資料等,巖土工程勘察數(shù)據(jù)庫(kù)管理作為巖土工程勘察數(shù)字化系統(tǒng)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作是一個(gè)數(shù)據(jù)密集、處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用問題,為了能獲得反映信息世界的概念性數(shù)據(jù)模型,將與實(shí)體和聯(lián)系相關(guān)的功能與行為剝離出來(lái),僅從現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)體的數(shù)據(jù)側(cè)面來(lái)建立模型即研究數(shù)據(jù)對(duì)象與屬性及其關(guān)系。
參考文獻(xiàn)