采用岩土工程数据库的地下结构分析系统的发展和应用

采用岩土工程数据库的地下结构分析系统的发展和应用

张威

北京城建设计发展集团股份有限公司武汉分公司 湖北 武汉 430000

摘要：由于岩土工程地下结构比较复杂且富于变化，因此会产生大量的结构数据，若采取传统方式对其进行分析，往往会降低工作效率、推迟工作进度，因此必须建立岩土工程数据库，运用现代化的硬件设备提升地下结构分析系统运行效率。岩土工程数据库中记录了大量的钻孔数据、地质柱状图、岩土资料等内容，对提升我国岩土工程建设效率有很大促进作用，搭建好的岩土工程数据库需要依赖完善的应用系统才能发挥作用，也才能让用户快速准确的获取到所需要的信息，同时对岩土地下结构进行分析，更加直观的展示出分析结果，基于此，本文针对我国主要地形条件，对岩土工程数据库的地下结构分析系统的发展和应用展开了分析，以期可以促进我国相关行业的长久发展。

关键词：岩土工程；数据库；地下结构分析系统；发展；应用

必须建立完善的地下结构分析系统才能确保岩土工程数据库充分发挥作用，该分析系统可以帮助使用者快速获取岩土工程数据，同时可以对其进行及时准确的分析，并直观的展示分析结果。在我国很多地质环境比较软弱的地区，应用该分析系统发挥了重要作用，主要原因是这些地区的地下结构比较复杂，必须针对不同的地质情况建立数据库，从而对岩土工程特性和地下地质结构进行检验和分析，以此为基础，可以让地质勘察人员对地形、地貌等信息进行综合分析，对地下地质结构的整体特点进行判断，预测岩土工程建设过程中可能发生的问题，制定出科学合理的施工方案，进一步推动岩土工程行业的长久发展。

1. 岩土工程地下地质结构的特点

由于岩土工程地下地质结构的特点比较复杂多变，因此在进行岩土工程建设过程中，必须使用勘察技术、数据库以及相关分析系统对岩土工程相关数据进行分析，以此来推动岩土工程建设进程的推进，若未能借助相关设备和分析系统对大量数据进行分析，地质勘察人员就无法充分了解地下地质结构的内部特点，进而无法对后续岩土工程的开展作出准确判断，甚至会影响整个工程的顺利建设。岩土工程地下地质结构分析工作包括工程概况分析、地下勘探、模拟测试等多方面工作^[1]，在完成数据的收集后，需要对大量信息数据进行整理和整合，从而给出分析报告，以此来为岩土工程施工单位的工作提供辅助。正因如此，岩土工程对地下地质结构数据的要求比较高，需要在现代化勘察设备和不断更新换代的硬件、软件设施保障下完成数据采集和分析，充分满足时代发展的需求。

2. 岩土工程数据库结构

在岩土工程地下地质结构勘察和分析过程中，所收集到的地址信息是错综复杂的，由于勘察对象和所使用的分析方式有所不同，会导致大量勘察信息涌入数据库后产生无效性，本着对业内工作的经验和理解，本文将岩土工程数据库中的信息类型进行了分类，并根据其特点对数据库结构进行了分析。数据库信息类型主要分为以下几种，其一是工程信息，这一类信息包含了岩土工程规模、编号、施工单位以及建筑特点等诸多信息^[2]；其二是钻孔信息，该信息主要指钻孔类型、深度、标高等信息；其三是地层信息，这一类信息中心主要包括岩土地层的相关信息，例如岩土类型、名称、特点等；其四是原位测试信息，例如测试相关数据、结果以及位置等信息都在此列；最后是室内测试信息，该项信息包括岩土序号即取样信息等^[3]。

3. 岩土工程数据库的建立和应用

岩土工程数据库的结构可以表示为数据表形态，即将岩土工程分类数据在表格中表示，以此为基础，可以建立调整操作窗口从而服务与应用。首先，建立界面窗口从而可以顺利输入数据（如图1、图2所示），每一个操作窗口都是独立

图 １ 地层信息窗口视图

图 ２ 地层信息数据表视图

的，可以通过在窗口中键入数据从而完成数据的分析和计算，还可以对杆长等系统数据进行校正，将大量数据站换为表视图，更加直观的展示数据变化，也更便于进行数据的复制粘贴。其次，可以建立数据查询系统，利用该功能，可以对大量岩土工程数据进行统计和分析，该分析结果可以直接生成表格，也可以复制粘贴至其他文档中以生成报告。

4. 地下结构分析系统软件设计

1. 相似勘察数据计算模型设计

在通过岩土工程地质结构勘察并收集到相应数据之后，可以使用字母、数字、符号等形式来替代数据具体信息，从而将这些数据进行简化处理，实现以更加简便的代码形式代替数据，将数据彻底标识定性，实现更加规范化的数据整理，有效缩短了数据分析整理的时间。在后续开展数据调用、查询和搜索时也会更加简便，例如在岩土工程数据库中以代码表示数据^[4]，具体可见表1。

表 1 不同地层的据代码

通过对表1进行分析可以发现，岩土工程数据的统计分析对象主要是不同类型、不同位置的地层名称，地下地质结构能够充分表现出不同类型土质的特点以及改层地质结构的强度，而通过数字代码的形式表现可以更加简便且直观，这种数字化的统计方式更加符合现代化发展要求也更加规范，可以在短时间内快速完成对大量数据的分类和计算，对一些高度相似的数据也可以进行区分。在对数据进行分类后，可以使用以下公式进行计算。其中T表示数据来源的其中一个节点，两个高度相似数据的相似程度可以定义如下：

而以D代表不同数据之间的相关性，其定义如下：

通过公式计算，可以得出精准的数据相似度，也就获取了数据来源以及忒单，可以对不同数据的相似程度进行分析并予以分类，为后续对数据的应用打下了基础。

2. 功能模块的设置

首先，为了给予地下地质结构分析系统足够的数据支持，需要建立岩土工程勘察数据库，具体建立流程如图3所示。

图 3 数据库的建立流程

如图所示，建立岩土工程数据库后，可以对数据进行收集、整理和分析，再根据所需要的数据分析功能，建立地下结构分析系统，完成数据的整理和分析，岩土工程地质信息和特征是数据库的框架，地下结构分析系统也必须依托于数据库的支持才能完成数据处理工作，该系统可以分为不同的系统模块^[5]，在对不同模块进行归类时，还需要利用代码来完成其基本功能的搭建，同时配合硬件设施建立完善的地下结构分析系统。

结束语：

总而言之，为了充分满足岩土工程的建设需求，必须根据岩土工程地下地质结构的特点制定施工方案，而这一结构特点相关数据的获取则必须依赖数据库，通过岩土工程勘察获取大量数据并在数据库中进行分类和整理，再通过地质结构分析系统完成数据分析，得到地质结构的分析报告，为岩土工程提供服务。

参考文献：

1. 白显颖. 探讨当前水工环地质及岩土工程理论体系的应用与发展趋势[J]. 建材与装饰， 2020(15):2.

2. 范晓峰. 岩土工程地质条件在基坑支护工程设计中的应用分析[J]. 中华建设， 2019(25):2.

3. 李玎， 刘探梅. 地下工程中主体与抗浮结构研究[J]. 冶金丛刊， 2019, 004(009):242-243.

4. 毛昆明， 赵凯， 朱利明，等. 地铁隧道与人防地下室相互作用的地震反应分析[J]. 振动与冲击， 2019, 38(5):8.

5. 亮 陈， 伟 范. 综合勘察技术在岩土工程勘察中的应用分析[J]. 地矿测绘（2630-4732), 2020, 003(001):P.126-126.