時間:2022-06-12 00:29:01
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇地質勘察論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
在對巖土工程受到的地下水影響進行評價的時候,之前的勘察報告很少把施工中的需要和基礎的設計進行聯系,不能對其危害做出正確的評價,導致很多質量的事故發生。為了對以后的巖土工程進行準確的危害預測,及時得找出危害防止事故發生的有效措施,就必須吸取以前的教訓,對地下水的作用進行重視,準確的對水文地質出現的問題進行評價。為了能夠對各種條件情況下的水文地質問題進行重點的評價,需要對建筑物的地基類型進行勘察,對其相關的水文地質問題進行調查,給出工程中需要的相關資料。對于基礎在地下水位之下的建筑物,它的基礎持力層需要采用軟質巖石、殘積土、強風化巖等,并且對巖土體可能受到地下水作用產生的現象進行重點的評價。對壓縮層、承壓含水層內的地質進行重點的評價。
2對巖土水理的性質進行測試及研究
巖土由于受到地下水的影響,兩者之間發生反應,這時巖土就會表現出一些性質,這種性質就是巖土的水理性質。該性質包含許多特性,例如透水性、給水性、容水性等,它們對巖土的三態有著很大的影響作用。巖土中的地下水能夠有許多方式存在于其中,比較典型的有承壓水、上層滯水、巖溶水和孔隙水,前兩種是按照埋藏條件劃分的,后兩種是依據水層的空隙性質劃分的。然而不僅巖土的水理性質會因為地下水存在的形式而有所影響,具體的程度不盡相同,而且該性質也會受到巖土類型的影響。為了能夠對以后可能產生改變的地下水量進行及時的觀測,方便在施工中進行有效的處理措施,需要對巖土的水理性質進行準確的測試。不僅建筑本身的穩定可能會因為巖土的某些水理性質而發生改變,巖土本身也可能由于某些性質產生特性的改變。為了能夠有效的對地質性質等情況進行全面的評價,就必須重視對巖土水理性質的測試。
3巖土工程由于地下水的原因引起的危害
3.1巖土工程因地下水位變化引起的危害
在巖土工程中,地下水對其造成的危害很多,其中主要的危害原因有地下水位的上升、地下水位的下降以及地下水頻繁的升降等。很多因素都會造成潛水位的上升,例如地質、水文氣象、溫度或者人類行為等因素。巖土工程產生的危害可能不是單一因素引發的,而是多種因素共同作用的結果。土壤的鹽漬化、沼澤化等的形成都是由于不斷上升的潛水位造成的,建筑下邊的巖土或者地下水可能會對其進行腐蝕。此外,巖土還可能產生軟化、流砂等不良的地質現象。人們的一些行為,例如對地下水無節制的開采,對下游的地下水進行截取等都可能會使地下水的水位下降。一些經常出現的地質危害、貧乏的地下水源以及地下水的水質不斷的惡化等,都是由于地下水的下降幅度超出了正常范圍引起的。這些危害對人們的生活環境以及建筑物等都有很大的影響。針對那些膨脹性的巖石,它們的膨脹會受到不斷升降的地下水影響,從而發生不均勻的變形。巖石的變形會由于不斷升降的地下水而重復的進行著,并且隨著重復次數的增多變化的幅度也逐漸的增加。這種現象的發生就會使地面出現裂縫,不斷的損害輕小型的建筑物。土質也會受到地下水升降的影響,不斷變化的地下水會減少土質層中的一些膠結物,最終將都會流失,從而使土質沒有膠結性,就會非常的松動。巖土的承載能力會受到含水量的影響,不斷變大的空隙導致承載力越來越低,使得巖土工程的工作產生很大的困難。
3.2巖土工程受地下水動壓力作用產生的危害
動水壓力在自然狀況下不會有很強的作用,幾乎不會造成任何的危害。但是這只是在自然的狀況下,如果遇到人為的干擾,修建的巖土工程打破了原有的動力平衡,使一些條件得到了改變,這時遇到比較強的移動水時,產生比較強的動水壓力,就會使得巖土工程受到很大的損害。這些危害現象一般都包括流砂、基坑突涌或者是管涌等。對于這些危害現象,相關的部門應該對其形成的原因進行細致的研究,通過研究做出合理的治理對策,使其對巖土工程造成的危害能夠及時的被解決。
4結語
1、潛水位的上升會對工程的實施產生一定的影響
在對水文地質進行勘查的過程中,這一工作的主要目的是確認勘察地以及它周圍的地區是否可以進行工程建筑的施工工作,這是因為在實際的施工過程中,工程建筑的施工工作會對當地的水位產生一定的影響,從而會造成水庫或是河流的潛水位等出現上升的情況,類似的情況在水文勘察的過程中是非常普遍的,它會對常規性的水文勘察工作產生十分嚴重的影響。其中的問題主要體現在以下方面中,一是巖土本身就存在力學性能不夠穩定的情況,這就會導致如果一旦出現潛水位的上升就會使工程建筑受到非常大的影響,進而無法對它的安全性以及穩定性進行維持;第二,如果潛水位上升就會導致河床或是斜坡等處發生滑移或是崩塌的現象,這不僅會對巖體自身功能的正常發揮產生嚴重的妨礙,還會對建筑物的安全造成一定的威脅。
2、在水文地質勘查工作中地下水位問題是勘察工作的重點
地下水位的下降會對工程施工產生非常嚴重的影響造成地下水位波動的原因可能有:氣候的變化,季節變化,地球與月球引力變化,河流、湖泊、水庫水位變化,潮汐變化及氣壓變化等。地下水位的下降體現在三個方面中:一是地下水位與地基中的巖土層密度之間有直接的關系,如果地下水位出現下降的情況就會使巖土層所承受的壓力加大,相關的密度同樣會增加,如果出現這樣的情況,就非常容易出現地面的塌陷或是沉降,從而對建筑施工工作的正常進行產生威脅。第二,如果地下水位出現下降就會使原有的地區內部的平衡被打破。如果附近的土巖出現干濕交替的現象,就會對打地基的木樁造成十分大的影響。石膏層與鈉鹽層自身就容易出現溶解的現象,會對建筑物的地基產生影響,使地基的不穩定性加劇,進而出現偏移的現象。第三,如果地下水位出現下降的現象,就會使巖石出現變壞或是膨脹,更有甚者可能出現地裂問題,對建筑物造成損壞。地下水在天然狀態下的動水壓力作用比較微弱,一般不會造成什么危害,但在人為工程活動中由于改變了地下水天然動力平衡條件。在浮壓力或揚壓力的作用下,往往會引起一些嚴重的巖土工程危害,如流砂、管涌、基坑突涌等。
3、地下水易對建筑物造成危害如果地下水出現問題
在很大程度上是由人為原因造成的。人們進行礦床疏干、建筑堤壩、修建水庫或是過量抽取地下水都會使地下水的水位出現下降。如果地下水的水位出現下降就會造成地裂、地面沉降或是地面塌陷等問題,隨著這類問題的出現,還很可能造成建筑施工場地的水質發生惡化,還可能造成水資源的枯竭。這些由地下水所引起的問題,有極大的可能會對人類的生存環境造成十分惡劣的影響。在建筑施工的過程中,隨著地下水的問題逐漸被人們所重視,現在,在對地下水進行勘查的過程中就得到了先進科學技術的幫助,保證地質勘查工作可以得到進一步的發展,從而在工程施工前發現這類問題并將其解決,以便加大工程的科學性以及合理性。
4、地下水動壓力作用的不良影響
地下水如果在天然的狀態下動水的壓力作用是比較微弱的,一般不會造成什么危害,但在人為的工程活動中因為改變了地下水天然動力平衡的條件,在移動著的動水壓力作用下,往往會產生一些嚴重的巖土工程的危害,例如管涌、流砂、基坑突涌等等。
二、如何解決在水文地質勘察工作過程中存在的地下水問題
1、要對地下水文的勘查工作中與地下水位有關的工作引起高度的重視
對水文地質進行勘察是一件比較復雜的工作,這項工作需要進行全方面的、徹底的、深入的研究才能夠被做好。因此,負責建筑施工的單位一定要從自己的思想上對這一問題重視起來,并把它看做是一個會對整個建筑工程產生十分重要的影響的問題。從全面的角度對這一問題進行分析,在進行水文勘查工作時需要對當地的自然條件以及自然環境進行全方位的考慮,其中包括地形地貌以及水文氣象等自然、地理方面的問題。另一方面,水文氣象問題還能夠從天氣的濕潤度、氣候以及季風等問題上來入手。對于水文地質勘查工作來說,地貌地形是其中十分重要的一部分,在進行勘察工作時應考慮到用來進行施工的相關地區中的地貌是否存在不同程度上的侵蝕以及如果表面有十分明顯的堆積物的話是否會造成建筑物的地基不穩等等。對于建筑工程來講,適合進行施工的地形最基本的要求就是要保證他的平坦與開闊,所以,在進行勘察時一定要對這一問題給予足夠的重視。
2、要建立起科學的、完善的勘查機制
在對施工地的水文條件進行勘察的過程中,這一工作只有受到科學的、完善的機制的指導,才會使水文勘察工作的水平與質量得到顯著的提升。相關機制的建立是一個漫長的過程,在建立期間需要對其進行不斷地更新與完善,才能使它適應實際工作中不斷出現的各種變化。另外,對于工作中實際情況變化的掌握問題也應引起相關部門的重視,要在最大限度上使由于地下水位給建筑物所帶來的各種影響得到降低。
3、使水文勘察工作中的技術含量得到加強
這項工作是一項對技術含量要求較高的工作。如果技術含量得到增加則必然可以避免那些可能發生的地下水問題。在勘查工作中,持水性、容水性以及透水性等許多方面的問題都可需要使這一工作中的技術含量得到加強。另外,還要熟悉施工地區的具體水質情況以及在水中所含有的成分,例如鈣離子、鎂離子以及總硬度等。在實際的工作過程中,施工單位可能會遇到更加復雜的情況,所以,施工單位要做好相應的技術準備,才能針對具體情況實施具有針對性的措施。
4、跟蹤調查水文地質變化,全面掌握變化規律
對工程的相關情況要全面的掌握,尤其是地基的基礎類型,并且對水文地質問題與地基基礎類型相關的問題調查情況,以備工作中的不時之需,提供充足的資料。不僅要掌握地下水現在的狀態,更要掌握隨著工程的施工,實時跟蹤其變化的規律,以及可能發生的任何不良反應,提早做出應對舉措,保證工程的順利施工。
5、從實際出發,落實施工要求
結合地區及工程實際,以辯證法的角度,用具體情況具體分析的原則,探明相關水文地質問題,提供準確的水文地質資料參數,同時積極檢測地下水位,確保水文地質條件對建筑的安全性。
三、結束語
關鍵詞:水利水電;工程地質問題;環境問題;勘測問題
一、水利水電工程建設與環境問題
1.1水利水電工程與地震問題水庫等水利水電工程建筑物蓄水后,由于地應力的調整或水體下滲等原因,觸發了地質斷層的復活而誘發地震。研究表明,要觸發一個比較大的地震需具備以下三個條件:①水庫巖石比較破碎,且處理效果不十分理想;②存在有利于應力集中的地質環境條件;③水庫水荷載所產生的超孔隙水壓力足夠大。關于水庫誘發地震的事件國內外均有報道,一般而言,水庫的壩址沒有較大的斷裂帶存在,僅僅是水荷載引起的地應力,誘發地震的可能性是很小的。但如果誘發大的地震,那將是災難性的。從1987年的資料至今,我國已建設的壩高在15米以上的水庫共18000多座,已發現水庫誘發地震的有13座。
1.2水利水電工程與水文問題水利水電工程建成后改變了下游河道的流量過程或周圍環境水域的分布,從而對周圍環境造成影響。例如:①大壩水庫不僅存蓄了汛期洪水,而且還截流了非汛期的基流,往往會使下游河道水位大幅度下降甚至斷流,并引起周圍地下水位下降,從而帶來一系列的環境生態問題;②下游天然湖泊或池塘因斷絕水的來源而干涸;③下游地區的地下水位下降;④入??谝蚝铀髁繙p少引起河口淤積,造成海水倒灌;⑤因河流流量減少,使得河流自凈能力降低;⑥以發電為主的水庫,多在電力系統中擔任峰荷,下泄流量的日變化幅度較大,致使下游河道水位變化較大,對航運、灌溉引水和養魚等均有較大影響;⑦當水庫下游河道水位大幅度下降以至斷流時,勢必造成水質的惡化。由此可見,水利水電工程對水文的影響是不容忽視的一個重要問題。
1.3水利水電工程與氣候問題一般情況下,區域性氣候狀況受大氣環流和水體分布所控制。如果修建大、中型水庫及灌溉工程后,當地水體的分布會發生較大的變化。如原先的陸地變成了水體或濕地。局部地表空氣變得較以前更加濕潤,形成新的小氣候,對當地氣候會產生一定的影響。主要表現在對降雨、氣溫、風和霧等氣象因子的影響方面。
1.4水利水電工程與魚類、生物物種問題①對魚類的影響:切斷了洄游性魚類的洄游通道;水庫深孔下泄的水溫較低,影響下游魚類的生長和繁殖;下泄清水,影響了下游魚類的餌料,從而影響魚類的產量;高壩溢流泄洪時,高速水流造成水中氮氧含量過于飽和,致使魚類產生氣泡病。②對植物和動物的影響:庫區淹沒和永久性的工程建筑物對植物和動物都會造成直接破壞;同時局部氣候變化、土壤沼澤化、鹽堿化等都會對動植物的種類、結構及生活環境等造成影響。
二、工程地質工作中存在的問題
2.1工程地質勘察的質量問題在工程地質勘察過程中,主要問題有以下幾種:①工程概念不清,勘探側重點不明確,針對性不強,方法不當,手段落后;②工程地質分析工作中所選擇的理論、方法、計算公式等與實際情況有較大出入,其適應條件的物理意義混淆不清;③地質報告中基本地質條件不清楚。我們遇到的主要工程地質問題有:①界定不準確或論證不充分,有問題遺漏甚至結論性錯誤;②有些地質報告沒有地質結論,也有些工程沒有做多少地質工作就先下結論,極不嚴肅。此類問題產生往往造成階段性工程審查不能一次性通過,可能延誤開發時機;或者盡管通過了審查,但卻給工程留下了隱患,這種情況的危險性極大。
2.2勘測周期不合理的問題從工程地質勘察到地質報告的提交需要一定的工作周期,這是再簡單不過的道理,然而有些工程卻沒有進行基礎性的前期投入。主要存在問題有以下幾個方面:①一旦需要申報項目,立即就要求提交地質報告;②今天剛剛提交可研報告,明天就要求提交初設報告。此類情況多為地方性工程,一般國家投資的大型工程出現這種局面的不多。沒有足夠的勘測周期所造成的后果是嚴重的,由于地質條件不清楚,直接導致投資控制不住,施工后修改設計等情況。更可怕的是留下了工程隱患,可能造成重大的工程事故。
三、結語
工程地質學是20世紀才建立和發展起來的一門地球科學。水利水電工程地質勘察是所有行業中涉及面最廣、問題最復雜、任務最艱巨、聲望最高、最具權威性的龍頭行業,它具有自身的特殊性與復雜性。水利水電工程建設與環境保護是一項長遠的任務,是水利水電工程順利進行的重要保證之一。保護和改善工程環境是保證人們身體健康的需要,是現代化大生產和保證工程質量的客觀要求,是保證工程永久利益的必須條件。工程地質工作的質量,對工程方案的決策和工程建設的順利進行至關重要。由于地質問題引起的工程事故時有發生,輕則修改設計延誤工期,嚴重時造成工程失事,給人民生命財產帶來重大損失。近年來。工程地質勘察質量有下滑趨勢,工程地質分析不夠深入,有時甚至出現工程地質評價結論性錯誤這樣嚴重的問題。筆者認為,總結分析水利水電工程地質勘察過程中存在的問題,具有重要的現實意義。
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關鍵詞:上堆積尾礦庫 勘察 研究
中圖分類號:D918.2文獻標識碼:A
1 勘察的目的、任務
建立尾礦庫的目的是保證有足夠的庫容儲存尾礦砂、確保尾礦庫的安全正常運行。
尾礦庫勘察的主要內容有:1)從地質條件方面論證所選庫址的可行性;2)為擬建的構筑物提供設計所需的壩材及地基土的物理力學指標,對地質條件不良地段提出治理的措施建議;3)對已有尾礦壩壩體進行進行勘查,對壩體穩定性進行分析、評價壩體加高的可能性及為閉庫設計提供壩體各土層的物理力學指標。
2 尾礦庫勘察階段及方法
按不同的設計、建設階段,尾礦庫勘察分為:初步設計階段勘察,施工圖設計階段勘察和尾礦庫正常運行后的勘察。
2.1 初步設計階段勘察
主要是建庫選址勘察,內容是查明擬建場區的地形地貌和不良地質災害的發育程度,藉以避開抗震不利、不良地質現象發育地段。
抗震不利地段主要包括孤立山咀、地震液化、采空塌陷等。
不良地質現象主要包括活動斷層、巖溶塌陷、采空區、崩塌、滑坡、泥石流等發育地段。庫區下游應避開廠礦、村鎮、景觀、文物、人員集中場所。
工作內容有踏勘、地形測量、水文地質和工程地質測繪等,藉以查明場區地形地貌特征,地層巖性、巖層產狀,地質構造、活動斷裂,匯水面積,不良地質現象,采礦及礦產賦存情況,庫區下游影響范圍內的村鎮、工礦企業、人文、景點分布情況。
2.2 施工圖設計階段勘察
主要目的是查明選定庫址的地基穩定性、滲透性、壓縮性指標及被水淹沒后不穩定巖層的分布范圍,并提出各項防治措施。主要方法是用鉆孔進行勘察。為達到勘察目的,鉆孔應沿擬建初級壩位置布設,用以查明壩基的巖土層分布、土層的滲透性,有無軟弱層、液化層和巖溶、采空塌陷的分布情況。
此外,對尾礦壩各附屬設施包括排洪系統,尾礦輸送管道、庫水循環管道等部位也應布置一定鉆孔,確?;A位于穩定地層中,避免不均勻沉降而造成管道破裂,威脅庫體安全。
2.3 尾礦庫建成后的工程勘察
目的是為尾礦庫穩定分析提供基本參數,提供尾礦庫繼續加高擴容的設計依據,為閉庫設計提供必要的技術參數。
凡設計壩高大于20米或總庫容大于60萬方的上游式尾礦庫,必須進行穩定分析并宜在下列時間進行:1)壩體堆積至1/2~2/3最終設計壩高時;2)尾礦堆積壩整體外坡比陡于設計值時;3)堆積壩已接近或達到設計最終壩高,擬繼續加高壩體時;4)當尾礦庫出現不安全癥狀時;5)尾礦庫終了,應進行閉庫后的壩體穩定性分析評價。
主要通過鉆探、原位測試、室內試驗輔以調查、測繪查明影響壩體穩定的因素。鉆孔主要沿垂直壩體方向布設。查明堆積壩的土層的組成、分布和密實程度;查明尾礦堆積體的物理力學性質,包括動力性及高應力狀態下的強度與變形性質;查明勘查期間浸潤線,滲漏途徑。應查明壩體坡度是否滿足設計要求,初級壩的構成及結構形式,壩移、破壞、浸潤線變化和出漏情況及其它影響尾礦庫安全的因素。
3 尾礦庫存在的問題及解決方法
尾礦庫勘察中存在的問題,有尾礦庫本身的,也有勘察工作中的。
3.1 尾礦庫本身存在的問題及解決方法
1)沒有專業的尾礦庫施工隊伍,尾礦庫建設是一個高風險,高技術含量的工作。以前往往由企業自行設計施工,不按規范和無施工標準及必要的監督機制。解決方法:加強尾礦庫設計、施工統一管理。建立尾礦庫建設改造的專業隊伍和資質審批制度。加強庫區建設的事前、事中、事后監督管理。2)堆積壩坡度陡不符合設計要求;干灘長度不足;排洪、排水系統損壞,壩體滲水。解決方法:按設計進行放坡;分散放礦,保證尾礦砂合理的沉積次序和干灘長度;修復或重建排水、排洪系統,貼坡反濾處理。3)老尾礦庫選址不當,尾礦庫位于居民區、工礦企業、文物、景點上游,嚴重威脅下游生命財產安全;庫區位于滑坡、泥石流、巖溶塌陷、采空區等地質災害危險地段。解決方法:閉庫、及時清運;搞好地質災害治理,閉庫、清運。4)安全檢查存在走過場現象,對真正的隱患未能認真查清。解決方法:提高對尾礦庫安全的重視,建立健全完整的管理監督制度。加強尾礦庫安全知識的培訓,及時發現隱患和采取有效的防范措施。
3.2 勘察工作中存在的問題及解決方法
1)無上壩的道路,勘察設備無法到達現場進行工作,不利于尾礦庫搶險、和監測工作。解決方法:尾礦庫設計、施工時預留道路以利于今后的搶險、監測、勘察工作。結合壩坡改造,修復庫區道路。 2)尾礦堆積壩主要由尾礦砂堆積而成,結構松散,很難取到原狀土樣進行物理力學分析。解決方法:利用探坑環刀取樣;采用雙管單動、專用內置環刀取砂器;建立原位測試數據與物理力學指標的對應關系;預埋取樣器、取樣盒。3)勘察鉆探期間,未按規范使用泥漿、套管護壁,鉆孔完成后未及時按規范采用水泥砂漿封孔,造成壩體潰壩。解決方法:合理使用泥漿、套管護壁;鉆孔完成后未及時按規范采用水泥砂漿封孔。
4 今后工作的展望
隨著國家對尾礦安全及環境保護的重視,涌現了許多尾礦生產、利用的新方法、新技術。如尾礦漿干法排放解決了環境污染問題,實現尾礦再造廢水的閉合循環,有效地減少尾礦庫沉積的泥漿,增加了安全系數;旋流器分級沉砂脫泥技術使尾礦砂代替建筑河砂成為可能,使尾礦砂在改良土壤、制造彩瓦、行道磚、加氣混凝土砌塊及土栽培技術等方面拓展了尾礦砂的利用范圍,化害為利、變廢為寶。相信隨著科學技術的不斷發展,在尾礦砂的治理和利用上也將有著廣闊的前景。
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論文關鍵詞:信息處理 技術集成 工程勘察 工程地質
論文摘要:工程(地質)勘察信息化是一項復雜的系統工程,其中既涉及各種信息處理技術及其集成化應用,也涉及方法論和其它問題。因此,提出工程地質勘察信息化的要求,不但是地質信息科學發展的必然趨勢,也是促進地質信息科學的理論框架、方法論體系和技術體系形成主要動力。
0引言
當前,伴隨著一般信息科學、地球信息科學、地球空間信息科學和地理信息科學的興起,地質信息科學已經逐漸形成雛形。這是一門嶄新的邊緣學科,是關于地質信息本質特征及其運動規律和應用方法的一個綜合性學科領域。它的形成與地質學和地質工程各個分支學科的發展和促進密不可分。歷史分析的結果表明,計算機技術的引進、改造、融合、集成和應用過程,實際上就是工程(地質)勘察信息化的過程。
1水利水電工程地質信息處理
1.1 信息處理技術地質測繪、鉆探、山地工程等所獲取的數據是水利水電工程地質信息處理的數據源,是水利水電工程地質信息處理流程的起點,這些數據包括搜集到的早期勘察數據和現階段地質勘察獲取的狀態數據,不但具有多來源、大數量、多種類、多層次、多維和多應用主題等特點,同時又具有可采集性、可存儲性、可管理性、可復制性、可共享性等可信息化的特征。這個過程可以劃分為勘察數據獲取、勘察數據整理與管理、勘察圖件制作、地質體空間分析、勘察成果編制、管理與查詢等環節。每個環節都可以對應一種或數種信息技術,如數據的采集與管理可以用數據庫技術來實現,勘察圖件的制作可以用計算機輔助設計技術或gis技術來實現,地質體空間分析可以用三維建模與空間分析技術來實現,勘察成果的編制可以通過數據庫中資料的組合來生成,成果的查詢檢索可以通過數據庫和網絡技術來實現。[1]
1.2 信息處理方法數據采集是整個處理過程的起點,也是水利水電工程勘察的主要工作之一。所采集的數據包括可以搜集到的前期資料和工程勘察獲取的數據,這些數據都可以通過直接錄入、導入與二維平面圖或三維模型綁定輸入等四種方式來進行處理。[2]報告、匯報、歸檔部分是指利用數據庫、二維輔助制圖和三維模型與空間分析成果來編制工程勘察報告等勘察成果,并對所取得的成果數據進行審查匯報,最后把成果進行數據庫管理和歸檔。以上這些工作全部處在標準化體系的制約之下,這些標準包括工程勘察規范、數據編碼標準、圖層設置標準等等,同時這一過程被網絡技術進行全面的改造,從而組成水利水電工程地質信息處理的完整流程。
1.3 信息處理流程①數據采集階段。在確定了工作目標后,首先搜集工作區域的各種已有資料,在對搜集到的資料進行分析后,在可能的工作區域內進行野外考察,進一步確定工作區域。在基本確定的工作區域內進行野外測量和工程地質測繪工作。在測繪的基礎上進行鉆探、物探、地質試驗和可能的山地工程等工作。這個階段主要是獲取工作區域內地表、地下的各種地質資料。②室內整理階段。室內整理階段是對獲取到的地質資料進行校對、分析和分類的工作,使獲取到的數據條理分明,便于后期工作的使用。
這一階段可以滯后于數據采集階段,也可以與數據采集階段同時進行。③分析處理階段。分析處理階段主要是利用整理后的數據進行各種地質圖件的編制,對野外勘探的數據進行統計、分析、計算等,為下一步勘察報告的編制提供各種資料。④編制報告階段。工程勘察的最終成果是勘察報告,這一過程主要依賴地質技術人員對地下地質空間的感悟與工作經驗,充分利用獲取的數據和前期對數據的整理與分析處理成果來編制工程勘察報告。⑤成果審查與匯報階段。這一過程是對整個勘察工作的檢查和驗收,如果分析不夠充分,要返回到分析處理階段進行更充分的分析處理,如果分析結果缺乏足夠的數據,要返回到數據采階段,進行補充勘探工作,直到審查通過。⑥資料歸檔階段。這一階段主要是把原始勘探資料和勘探成果資料進行分類歸檔工作。這部分資料同時也是其它工作的資料依據。從信息處理角度也可以把這個過程劃分為數據采集、數據管理和數據應用三部分,其中數據管理包括對所采集數據進行管理和對數據應用的結果進行管理,數據應用包括數據統計分析、空間模擬與分析、地質圖編制和報告編制等。
2實現地質信息技術的集成化
為了最大限度地發揮各種信息技術的作用,需要實現信息集成化。其原則和出發點是:使各部分信息有機地組成一個整體,每個元素都要服從整體,追求整體最優,而不是每個元素最優;各個信息處理環節相互銜接,數據在其間流轉順暢,能夠充分共享。系統有了這樣的的整體性,即使在系統中每個元素并不十分完善,通過綜合與協調,仍然能使整體系統達到較完美的程度。從工程勘察信息系統實現的邏輯結構看,系統集成的內容包括:技術集成、網絡集成、數據集成和應用集成。分布式的工程勘察點源信息系統的建立,就是上述四方面集成的結果。
3結語
工程(地質)勘察信息化是一項復雜的系統工程,其中既涉及各種信息技術及其集成化應用,也涉及方法論和其它問題,要求深化對地質信息機理基礎理論的研究。因此,工程地質勘察的信息化需求,也是地質信息科學發展的動力,促進地質信息科學的理論框架、方法論體系和技術體系形成。工程(地質)勘察的計算機應用的理論、方法和技術作為地質信息科學的重要組成部分,在自身發展的過程中也不斷地借鑒和引進其它地質與礦產勘查領域的成果,并且逐漸融入地質信息科學的總體發展軌道,伴隨著地質信息科學的發展而發展。
參考文獻:
關鍵詞:巖土工程;應用方法;數字化勘察
中圖分類號:[TE132]文獻標識碼:A文章編號:
1、理論與經驗的關系
巖土工程勘察所涉及的基本理論主要包括土力學的理論、工程地質理論、工程力學理論等,這些工程理論都是一種半科學半經驗的理論,很多理論是建立在經驗的基礎上的,如很多公式都是經驗公式。在學習和運用理論的過程中,一定要注意隱藏在公式和規律背后的背景知識和真正實際內涵及其假定邊界條件。而積累經驗的過程可分為分析與預測現場觀測對分析、預測和現場觀測結果進行比較、分析、評估和總結3個過程,可見積累經驗的過程也離不開理論的支持。筆者認為:理論與經驗在巖土工程勘察中具有同等的地位,過分強調哪一點都是不合適的。筆者討論此問題,目的在于目前很多巖土工程技術人員過分強調經驗,而對理論的學習和運用不足,這種現象對巖土勘察技術的發展不利;同時用于對年輕技術人員的傳、幫、帶上,不利于年輕技術人員的成長,甚至會出現以訛傳訛。 2巖土工程勘察方法概述
2.1傳統的巖土工程勘察方法存在的問題
2.1.1勘察資料過于地質化。
由于部門長期的條塊分割,勘察、設計分散作業,加之巖土工程規范制定和新技術、新方法應用的滯后,以及專業設置過細,巖土工程本身的特殊性等原因,設計與勘察之間脫鉤多,使得勘察提供的巖土工程信息通常以設計人員難以理解的形式出現,而且勘察也較難參與設計的全過程;設計人員也因知識的局限,很難深層次理解巖土工程勘察信息,因而勘察成果在設計中的轉化率較低,造成許多不應有的浪費和損失
2.1.2數字化地圖與數字化設計系統間不夠貫通。
地形圖是設計系統的底圖或基礎數據,由于數字化地圖中的某些環節技術條件不成熟,與CAD設計軟件的接口不匹配,很難順利實現對接,設計系統不得不重新將勘察資料數字化,影響了設計系統CAD的推廣應用。
2.1.3勘察信息數字化程度低。
勘察部門提供的勘察信息往往以圖紙、表格、文字等形式為主,內容上定性描述較多。這一方面造成設計人員對于勘察信息難于準確理解,另一方面造成對勘察信息處理、利用上的困難。
2.1.4數字化勘察技術概述
數字化巖土工程勘察是指應用當代測繪技術、數據庫技術、計算機技術、網絡通信技術和CAD技術,通過計算機及其軟件,把一個工程項目的所有信息(勘察、設計、進度、計劃、變更等數據)有機地集成起來,建立綜合的計算機輔助信息流程,使勘察設計的技術手段從手工方式向現代化CAD技術轉變,作到數據采集信息化、勘察資料處理數字化、硬件系統網絡化、圖文處理自動化,逐步形成和建立適應多專業、多工種生產的高效益、高柔性、智能化的工程勘察設計體系。該技術體系用系統工程觀點,把勘察、設計的圖紙、圖像、表格、文字等以數字化形式存貯,供各專業設計使用。
2.2巖土工程數字化建模方法
巖土工程地質建模的方法目前采用的主要有表面模型法,表面模型法(也叫數字表面模型)的歷史較早,它的基本內容就是通過精確的表示出工程地質體的外表面來表示均質地質體的建模方法,也是目前廣泛使用的建模方法。表面模型法的數據來源是通過測點獲得的一系列離散的測點資料,包括測點的幾何特征數據和屬性特征數據,然后利用數據解釋結果重構地質體界面??梢猿橄鬄榘岩幌盗型瑢傩园凑找欢ǖ囊巹t連接起來,構成網狀曲面片,進而確定整個地質體的空間屬性,有很多方法用來表示表面,常用的方法主要有數學模型法和圖示模型法,本論文主要討論圖示模型法。常用的圖示模型法有邊界表示法、規則格網法、等值線法、不規則格網法等,其中不規則格網法是本系統選用的模型表示法,將做詳細分析討論。
2.3數字化巖土勘察工程數據庫系統
基于GIS的巖土工程勘察涉及到的原始數據主要為地理信息方面的空間數據和非空間數據,數據來源包括:
2.3.1基礎地理數據這些數據主要包括:
①自然區劃圖。
該圖反映被研究區域的地理區劃、河流、道路、居民區、山川、公共設施等等自然地理信息。
②地形、地貌圖。
該圖反映被研究區域的自然地貌情況。
2.3.2巖土工程勘察數據這些數據主要包括:
所研究區域的工程地質勘探資料。經過篩選、處理的各勘探點包括地理、環境、土的物理力學指標在內的所有信息。各類建筑場地的地層信息,比如液化等級、液化指數、特征周期、年代、沉積相等。
3數字化巖土工程勘察應用實現的關鍵技術
3.1 巖土工程數字化建模方法
巖土工程地質建模的方法目前采用的主要有表面模型法,表面模型法(也叫數字表面模型)的歷史較早,它的基本內容就是通過精確的表示出工程地質體的外表面來表示均質地質體的建模方法,也是目前廣泛使用的建模方法。表面模型法的數據來源是通過測點獲得的一系列離散的測點資料,包括測點的幾何特征數據和屬性特征數據,然后利用數據解釋結果重構地質體界面。可以抽象為把一系列同屬性點按照一定的規則連接起來,構成網狀曲面片,進而確定整個地質體的空間屬性,有很多方法用來表示表面,常用的方法主要有數學模型法和圖示模型法,本論文主要討論圖示模型法。常用的圖示模型法有邊界表示法、規則格網法、等值線法、不規則格網法等,其中不規則格網法是本系統選用的模型表示法,將做詳細分析討論。
不規則格網法(TIN)是將區域內有限各點將區域劃分為相連的三角面網絡。區域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內,如果任意點不在頂點上,則該點的數字屬性值通常通過線性插值的方法得到(在邊上用邊的兩個頂點的高程,在三角形內則用三個頂點的高程),所以TIN是一個三維空間的分段線性模型,在整個區域內連續但不可微。有許多種表達TIN拓撲結構的存儲方式,這里采用一個簡單的記錄方式是:對于每一個三角形、邊和節點都對應一個記錄,三角形的記錄包括三個指向它三個邊的記錄的指針,邊的記錄有四個指針字段,包括兩個指向相鄰三角形記錄的指針和它的兩個頂點的記錄的指針;也可以直接對每個三角形記錄其頂點和相鄰三角形。每個節點包括三個坐標值的字段,分別存儲X,Y,Z坐標。這種拓撲網絡結構的特點是:對于給定一個三角形,查詢其三個頂點屬性和相鄰三角形所用的時間是定長的。它在沿直線計算地形剖面線時具有較高的效率,當然可以在此結構的基礎上增加其它變化,以提高某些特殊運算的效率。
3.2數字化巖土勘察工程數據庫系統
基于GIS的巖土工程勘察涉及到的原始數據主要為地理信息方面的空間數據和非空間數據,數據來源包括:
3.2.1巖土工程勘察數據這些數據主要包括:
經過篩選、處理的各勘探點包括地理、環境、土的物理力學指標在內的所有信息。
各類建筑場地的地層信息,比如液化等級、液化指數、特征周期、年代、沉積相等。
結合上述分析,數字化巖土勘察工程數據庫系統可以按以下幾個步驟實施構建:
①巖土工程勘察數據庫的概念模型設計。
巖土工程勘察數據庫管理作為巖土工程勘察數字化系統的一項基礎工作是一個數據密集、處理復雜的數據庫應用問題,為了能獲得反映信息世界的概念性數據模型,將與實體和聯系相關的功能與行為剝離出來,僅從現實世界中實體的數據側面來建立模型即研究數據對象與屬性及其關系,并在此基礎上建立相對應的數據庫表結構。
②數據庫建立實現。
巖土工程一體化系統的數據有三類:用戶輸入的原始數據、系統生成的中間數據及最終數據。原始數據由測點數據組成,而測點數據又由測點幾何屬性數據(位置)和測點信息屬性數據;中間數據包括根據原始數據系統自動生成的地層層面等值線模型、三維表面模型、剖面模型等,根據這些模型可以生成用戶需要的各種圖件,還可以進行各種信息查詢操作;最終數據種類繁多,主要是根據用戶需要由中間數據生成,包括圖形資料和文檔資料.
關鍵詞:公路勘察;遙感技術;公路勘察設計;應用
1 遙感技術在各行業中的應用
1.1 遙感技術
遙感技術是從遠距離感知目標反射或自身輻射的電磁波、可見光、紅外線,對目標進行探測和識別的技術,例如航空攝影就是一種遙感技術?,F代遙感技術主要包括信息的獲取、傳輸、存儲和處理等環節,完成上述功能的全套系統稱為遙感系統,其核心組成部分是獲取信息的遙感器。遙感器的種類很多,主要有照相機、電視攝像機、多光譜掃描儀、成像光譜儀、微波輻射計、合成孔徑雷達等。傳輸設備用于將遙感信息從遠距離平臺(如衛星)傳回地面站。信息處理設備包括彩色合成儀、圖像判讀儀和數字圖像處理機等。航空和航天遙感能從不同高度、大范圍、快速和多譜段地進行感測,獲取大量信息。航天遙感還能周期性地得到實時地物信息。因此航空和航天遙感技術在國民經濟和軍事的很多方面獲得廣泛的應用。例如應用于氣象觀測、資源考察、地圖測繪和軍事偵察等。遙感技術已被應用于國民經濟的各個領域,包括資源評估、環境監測、災害預警及其他地物變化的分析等。隨著遙感技術應用的廣度和深度發展,遙感技術的用途將大大擴展。
1.2 3S技術
3S技術指的是RS(遙感技術)、GRS(全球定位系統)、GIS(地理信息系統)技術。3S技術融合了現代通訊技術、計算機科技技術、衛星導航與定位技術、傳感技術及空間技術等,具有信息采集、模擬制圖及模型分析等多種功能。在實際應用中發現,融合3S技術能夠為公路勘察技術功能、數據資源的共享、結合提供有效的支撐。在利用GPS技術與RS技術探測公路實際情況時,可以使用相關資料及時獲取地理信息的三維圖像,并輸出地形的三維模型,有助于了解公路工程地形的實際情況。利用RS技術與GI技術時也可以獲得相對精確的勘探設計地形模型,有助于優化選線,這對于提高勘察設計效率有著重要意義。遙感與3S相結合,經過技術集成和開發,在實現信息分析解譯、完成山區、沙漠、黃土溝壑區高速公路方案優化方面,有事半功倍的效果。
2遙感技術在公路勘察設計中的應用
遙感圖像信息的宏觀真實性、實時性和信息豐富性,為資源環境調查及公路工程勘察設計提供了最方便快捷、準確實用的依據。而3S與3D(三維地模-數字地形模型)技術相結合,可以生成公路設計區真實地貌景觀,是全面認識公路交通自然環境,提高公路勘察設計水平的先進技術。
2.1遙感技術與公路測繪
遙感技術在公路測繪中得到了廣泛應用。早期的遙感資料由于受分辨率的限制,近年來,由于采用了新的技術思路,在大比例尺測繪和地質制圖中,遙感與地質測繪的符合程度和可兼容程度有了很大的改進,但在如何充分發揮遙感地質的認識上仍有待統一,否則遙感地質將無法健康發展下去。遙感在測繪中主要被用來測繪公路地形圖、制作正射影像圖和經專業判讀后編繪各種專題圖。而常規的測量方法不僅工作量大,而且還存在一些很難測定的空白點,遙感技術的發展恰恰能夠彌補這些不足。
2.2 遙感技術與地質勘察
傳統的工程地質調繪(地質測繪)是依靠技術人員的野外作業來實現的,費時費力,效率不高,而且由于人的視野受到地形和植被的遮擋,許多地質問題不易觀察搞清。遙感圖像信息的豐富性,為工程地質人員提供了最直觀調繪依據,可以大大加快工作的速度。我國公路遙感技術應用開始于1990年代中期,主要利用遙感信息調查路線帶工程地質及不良地質現象。遙感技術具有宏觀性強、影像逼真、信息量豐富等特點,對地形地貌、地質構造、不良地質和特殊地質均有比較直觀的反映,在工程區域地質條件評價、公路走廊帶選擇、路線方案比選、病害成因及其影響評價方面具有常規手段和傳統方法所無法比擬的優勢。在實踐的操作當中需要結合地質地貌的特征,運用地形的基本條件,開展路線的平縱勘察以及方案的設計。針對路線的設計,需要適應地形的特征,而不應當刻意的、片面的、過分的追求設計的高標準。一般來講設計的實際標準不能小于規定的標準,并且加大設計方案的比較和選擇力度,對一些有價值的設計方式需要進行深入的分析與勘測。針對不良的地質施工環境,諸如采空區以及巖溶地區等等,還需要運用現代化的新型技術,航測數模技術以及航測遙感技術等等,通過計算機技術來計算出最佳的地質設計路線,進而在設計和施工的過程當中合理的避開一些較難進行防治的復雜路段,達到方案優化的目的和效果。
2.3 遙感技術與公路選線
公路選線是公路勘察設計的重要環節,要求設計的路線方案既經濟合理,又快速高效,并且安全可靠。因此,對高新技術勘察手段的應用要求也越來越高。遙感技術通過遙感影像和遙感數據,對公路工程的地質情況進行分析,結合現場地質勘察以及鉆探技術,可以幫助地質勘測人員完成對公路沿線工程地質、水文地質等的分析和判斷,提供給路線設計人員進行地質選線。在該工程中,需要首先對公路沿線范圍內相關的衛星影像資料、遙感數據資料以及地質資料等進行收集和整理,然后利用高分辨率衛星影像以及多光譜衛星影像等,對公路的地質地貌、構造分布、工程地質條件等進行全面細致分析,從而為路線方案的選取提供有效的參考依據和建設性意見,確保公路路線的合理性。
2.4 遙感技術與公路隧道選線
高等級公路隧道規模一般比較大,隨著長大隧道的出現,投資巨大,選擇最優線位往往可以節約數千萬甚至數億元的投入,其意義是非常重大的。遙感技術在公路隧道的選線優化工作中具有關鍵作用。高等級公路施工過程中隧道的占得部分規模較大,隨著大隧道的出現,投資金額的增長,如果選擇最優線位通??梢怨澕s將近數千萬甚至數億元的投資款,有非常重大的意義,由此可知,遙感技術在公路隧道的設計的選線優化工作中起到了很關鍵的作用。
結束語
應用衛星多光譜遙感、微波遙感探測技術對公路規劃勘察區進行工程地質環境、隱伏構造信息及不良地質信息分析技術的研究,開展了3D-GEO系統軟件開發及其在公路工程深部立體圖形圖像解析及選線中的應用研究,為優化公路規劃設計方案,提高勘察設計質量和速度提供技術支持。在公路工程地質勘察應用中取得了較好的效果及顯著的經濟效益和社會效益。
參考文獻
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