岩土工程勘察的意义及其新技术运用

岩土工程勘察的意义及其新技术运用
摘要：岩土工程技术作为一门综合性很强的技术科目，在于解决和处理建设工程中与岩土介质有关问题。

是建设工程中很重要的一个环节。

其勘察的意义跟地位政府非常的重视，并给予很高的期望，但是现在是中还是有一定差距的。

本文笔者重点探讨了岩土工程勘察的意义和新技术在岩土勘察中的运用。

关键词：岩土工程；勘察的意义；新技术运用
abstract: the geotechnical engineering technology as a comprehensive very strong technology course, is to solve and deal with issues related to construction engineering and in geotechnical media. is a very important part in construction project. its the meaning of the investigation and position the government very seriously, and give high expectations, but now is still has certain gap. geotechnical engineering investigation in this paper, the author probes into the significance and the application of new technology in geotechnical investigation.
key words: geotechnical engineering; survey of the meaning; the new technology.
中图分类号：c35文献标识码：a文章编号：2095-2104（2013）一、岩土工程的定义
中国大百科全书定义为：“土木工程的一个分支，以工程地质学、
岩石力学、土力学与基础工程为理论基础，涉及岩石和土的利用、整治和改造的一门技术科学。

”专家定义为：“土木工程的一个分支，研究岩土体（水）作为支承体、荷载、介质或材料，必要时对其改良或治理的一门工程技术。

”以上表述方法虽不完全一致，但主要方面是相似或相同的。

表现在：第一岩土工程是土木工程的一个分支；第二研究对象是岩石和土，包括岩土中的水；第三是一门技术科学或工程技术。

不同类型、不同规模的工程活动都会给地质环境带来不同程度的影响；反之不同的地质条件又会给工程建设带来不同的效应。

岩土工程勘察的目的主要是查明工程地质条件，分析存在的地质问题，对建筑地区做出工程地质评价。

从而辅助建筑工程的顺利实施。

二、岩土工程勘察的意义
随着我国国民经济不断高速发展，众多基础建设项日和现代化工程建筑不断兴建，基础和基坑开挖深度越来越深。

岩土工程勘察作业是工程建设的一项基础性工作，是工程设计、施工的依据，其质量的优劣，对工程建设的质量、安全、工期和合理投资起着重要作用。

采用传统的勘察方法和传统的勘察手段已经很难满足设汁的需要，存在着许多急需解决的岩土工程勘察技术问题。

由于工程项目行业类型，建筑工程重要性以及地基的复杂程度、工程地质条件差异较大等因素，对具体工程项目的勘察要求也各不相同。

对于岩土工程勘察而言，因勘察工作的特殊性，如野外作业时勘探测试工作大部分位于地下，具有较强的隐蔽性、专业性和特殊性。

随着人们
对环保意识的重视，地质和水文地质环境的评价、废弃物的卫生填埋、土石文物的保护等等，都涉及复杂的环境岩土工程问题。

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。

因此，工程建设过程中，岩土工程勘察工作就显得相当重要的。

三、岩土工程勘察新技术的运用
岩土工程勘察是工程建筑中的一个重要步骤，是工程设计的先决条件。

经过近几十年的快速发展，我国岩土工程勘察技术在探索中不断进步，无论从勘查手段、勘探设备、勘察技术的数字化还是技术人员知识的广度和深度等方面都取得了长足发展，岩土工程勘察是在地壳表层某一深度范围内进行的，因此须查明这一深度范围内岩土体的空间分布情况及其工程性质以及地下水等条件。

多道瞬态面波勘探技术
多道瞬态面波勘探是近几年快速发展起来的新技术,在工程勘察中得到广泛应用. 多道瞬态面波法(以下简称面波法)勘探是工程与环境地球物理勘察中一种新的浅层地震勘探方法,利用其频散特性和传播速度与岩土物理力学性质的相关性可以解决诸多工程地质问题。

常规的面波勘探只是一次采集一点的资料,而多道面波勘探技术则是通过连续的排列移动,同时收集面波资料和反射资料。

处理的结果是一个剖面的信息。

近几年,随着面波勘探中软件和硬件的发展及面波勘探软件技术理论的进一步完善,多道瞬态面波法
越来越引起人们的重视。

面波的主要特性
由于瞬态面波是在弹性分界面处基于波的干涉而产生,并且沿界面传播,波动现象集中在界面附近的一种弹性波,其具有以下几种主要特性:①面波在自由表面附近传播时,质点在波传播方向的垂直平面内振动,振幅随深度呈指数函数急剧衰减,质点的振动轨迹与波传播的方向或反方向的椭圆轨道运动;②面波的水平和垂直振幅从弹性介质的表面向内部呈指数减小,大部分能量损失在二分之一波长的深度范围内,这说明面波某一波长的波速主要与深度小于二分之一波长的地层物性有关;③在多层介质中,面波具有明显的频散特性。

面波沿地面表层传播,影响表层的深度约为一个波长,因此同一波长的面波的传播特性反映了地质条件在水平方向的变化情况,不同波长的面波的传播特性反映着不同深度的地质情况;④瑞雷波速度(vr)与横波速度(vs)具有相关性,即瑞雷波速度主要与介质的密度或介质的松散度、紧密度有关。

因此对密度差异较大的地区进行地层划分方面有较好的分辩率。

面波的勘探原理
面波探测技术的基本原理是:利用面波沿介质表面传播,在多层介质中相速度发生变化等特征。

数据采集时,通过瞬态冲击力作为震源激发面波,地表在脉冲荷载作用下产生波动。

在离开震源稍远处,用传感器记录面波的垂直分量,对记录下来的面波信号做频谱分析和处理,计算并绘制vr-κ曲线,并将这种速度随频率变化的曲
线称为频散曲线。

频散曲线的变化规律与地质条件和岩土介质的结构性状(如地层厚度,波传播速度等)存在着内在联系,分析、研究和利用这种内在联系,就可以达到探测地质体的目的。

根据面波勘探的上述特点,同时也考虑到面波勘探场地地层纵横向变化因素较多,为了减少斜坡反射干扰,使面波资料能真实反映地面上某一点下面地层垂直变化情况。

数字化勘察技术
（1）岩土工程勘察数字化系统
岩土工程勘察数字化系统是一个信息处理系统，主要任务是信息或数据分析及其作用在信息或数据之上的处理系统需求分析，为了明确地表达出用户的数据要求，首先要使用面向问题的概念性数据模型对数据和信息建模。

岩土工程勘察数据库管理的实体主要包括文档资料、图形资料、地层、钻孔等，岩土工程勘察数据库管理是岩土工程勘察数字化系统的一项基础性工作，岩土工程勘察数据库信息系统，是一个处理复杂、数据密集的应用系统，应从现实世界中实体的数据侧面对数据对象与属性及其关系进行模型的建立，才能获得反映信息世界的概念性数据模型。

（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。

多波列浅层地震勘察技术
多波列浅层地震勘探技术是一种新兴的岩土原位测试勘察方法。

充分利用了地震波传播中产生的折射波、反射波、直达波、面波及转换波特性，根据不同的勘察对象，可选择采用其中一种波或综合采用多种波进行解释、推断，使得浅层工程物探勘察手段能够真正
达到高精度、高分辨、定量化。

近几年来，由于引进了一些国外优秀浅层地震仪及我国自行开发的大量智能化地震仪，使传统的折射法、反射法地震勘探在岩土工程勘察中得到应用和推广尤其是我国自行研制的高分辨、高精度、智能型仪器--sws-1&2型多波列数字图象工程勘察与测试仪及其配套的先进数据处理软件的开发成功，使多波列浅层地震勘探技术在岩土工程勘察中崭露头角。

浅层高分辨反射波技术是利用横波的波速低、波长短、分辨率高不受潜水面影响在不同介质的分界面上不产生转换波等诸多优点
采用小道距，小偏移距共反射点多次迭加方法追踪层位，并在数据处理中，进行岩土介质速度扫描。

高密度地震图像技术
高密度地震图象技术是近两年来随着我国高新技术成果sws--2
型智能化多波列数字图象工程勘察仪的开发应用发展起来的一种
新兴的勘察测试技术。

它采用纵波反射法单点激震多点接收和数据连续快速采集与存储以及相应软件支持的施测方法，使地下剖面经彩色图象表示出来。

这种方法效率高，反映的地下地质体形态逼真。

该方法还弥补了地质雷达不适应低阻环境勘察的不足，获得的弹性物理资料方便工程判释。

通过配备水上检波装置和水上冲击震源，实现无气泡效应干扰、宽频、快速和高密度采集，解决了多年来水上弹性波勘察中气泡效应严重干扰的困惑，为水上勘探增添了一种新技术，该勘察技术已在兰州(中川)机场扩建工程不良地质体勘察和跨海特大桥海上地质勘察等工程得到了应用。

对缩短勘察周期、
降低工程造价，提高勘察成果质量做出了重大贡献。

四、结束语
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。

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状的调查和获取其工程特性指标。

这就要求有新技术的研发跟运用，降低工程中的成本，提高安全系数。

最终确保工程建有效的运行。

参考文献
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