数字化岩土勘探运用.docx

数字化岩土勘探运用岩土工程勘察研究的对象是岩体和土体。岩体在其形成和存在的整个地质历史过程中经受了各种复杂的地质作用因而有着复杂的结构和地应力场环境。而不同地区的不同类型的岩体由于经历的地质作用过程不同其工程性质往往具有很大的差别。岩石出露地表后经过风化作用而形成土它们或留存在原地或经过风、水及冰川的剥蚀和搬运作用在异地沉积形成土层。在各地质时期各地区的风化环境、搬运和沉积的动力学条件均存在差异性因此土体不仅工程性质复杂而且其性质的区域性和个性很强。1岩土工程勘察方法概述现代的岩土工程勘察中的数字化应用主要包括新测绘技术数据库技术计算机技术网络通信技术和CAD技术主要是通过计算机及其软件把该工程项目的所有信息(勘察、设计、进度、计划、变更等数据)有机地集成起来建立综合的计算机辅助信息流程使勘察设计的技术手段从手工方式向现代化CAD技术转变做到数据采集信息化、勘察资料处理数字化、硬件系统网络化、图文处理自动化逐步形成和建立适应多专业、多工种生产的高效益、高柔性、智能化的工程勘察设计体系。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各专业设计使用。2工程勘察中的资料收集2．1勘探深度及勘探间距基础形式及结构形式不同勘探深度不同。如：一般5层～6层砖混结构住宅勘探孔深15ITI基本可满足要求而5层框架结构商场由于柱网的柱荷载大基础面积大甚至可能采用桩基则勘探孔深度15m一般不够。可依据原则为一般性钻孔的勘察深度应能控制主要受力层不应小于5m；对高层建筑面言一般性勘察孔应达到基底以下15倍～110倍的基础宽度并深入稳定的地层并满足控制性钻孔深度应超过地基变形的计算深度。对于钻孔间距除满足岩土工程勘察规范GB5002122001要求外对于若采用端承型桩基础若相邻两个勘察点揭露的桩端持力层层面坡度大于10％或持力层起伏较大、地层分布复杂时应适当加密钻孔加以控制。2．2野外地层划分野外地层的正确划分是室内资料整理的关键因素对较大型的工程由于施工多采取多钻机平行作业形式技术人员较多各勘探班组往往各行其事最后资料汇总后难以统一给室内整理带来很大困难。为避免这种问题应将所有技术人员首先集中到一起共同勘探一至二个钻孔统一编录形式并派专人现场负责勘探区域整体野外分层连线发现异常及时研究处理。2．3地下水位观测实际地下水位量测存在以下几个问题：第一应同时观测地下水位量测时间须在最后一个钻孔施工24h后；第二地下水位观测应考虑周围地下水开采情况的影响若量测时间正好处于附近抽水井抽水下降漏斗时所量测到的地下水位肯定偏深；第三水位量测应与钻孔座标、标高回测相结合。我们知道勘探孑L口周围地面实际不是一个水平面冰位量测参照孔口位置不同水位埋深也不一样因此而产生的误差几厘米是难以避免的这根本无法满足按规范要求地下水位量测精度为±2cm的要求也更无法测定地下水的正确流向。解决方法是孔口座标、标高回测同时以标高回测时的孔口位置为准向下量测地下水位深度。3岩土工程数字化建模方法岩土工程地质建模的方法目前采用的主要有表面模型法表面模型法(也叫数字表面模型)的历史较早它的基本内容就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建模方法也是目前广泛使用的建模方法。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。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。有很多方法用来表示表面常用的方法主要有数学模型法和图示模型法本论文主要讨论图示模型法。常用的图示模型法有边界表示法、规则格网法、等值线法、不规则格网法等其中不规则格网法是本系统选用的模型表示法将做详细分析讨论。不规则格网法(rJN)是用区域内有限个点将区域划分为相连的三角面网络。区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内如果任意点不在顶点上则该点的数字属性值通常通过线性插值的方法得到(在边上用边的两个顶点的高程在三角形内则用三个顶点的高程)所以TIN是一个三维空间的分段线性模型在整个区域内连续但不可微。有许多种表达TIN拓扑结构的存储方式这里采用一个简单的记录方式是：对于每一个三角形、边和节点都对应一个记录三角形的记录包括三个指向它三个边的记录的指针边的记录有四个指针字段包括两个指向相邻三角形记录的指针和它的两个顶点的记录的指针；也可以直接对每个三角形记录其顶点和相邻三角形。每个节点包括三个坐标值的字段分别存储xYz坐标。这种拓扑网络结构的特点是：对于给定一个三角形查询其三个顶点属性和相邻三角形所用的时间是定长的。它