砂土液化勘察中信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)

吳家銘

摘 ?要：信息技術(shù)在砂土液化勘察工作中應(yīng)用十分廣泛，文章以地理信息系統(tǒng)為例，對(duì)信息技術(shù)在砂土液化勘察工作中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析。首先結(jié)合信息技術(shù)和砂土液化勘察工作的特點(diǎn)分析將兩者結(jié)合使用的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，再以可視化的實(shí)現(xiàn)為例從系統(tǒng)建設(shè)角度出發(fā)分析信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)的具體體現(xiàn)，并對(duì)系統(tǒng)建設(shè)的相關(guān)操作進(jìn)行介紹，為今后砂土液化勘察工作中信息技術(shù)重要性的充分發(fā)揮奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：砂土液化;勘察;信息技術(shù);GIS;優(yōu)勢(shì);應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TU413 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2015）06-0073-02

受振動(dòng)影響，細(xì)砂土等物質(zhì)會(huì)呈現(xiàn)液態(tài)現(xiàn)象，將其稱(chēng)之為砂土液化。有時(shí)在孔隙水壓影響下，砂土所受應(yīng)力發(fā)生變化也會(huì)使其從常見(jiàn)狀態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。砂土液化現(xiàn)象的出現(xiàn)很容易造成地下水漫溢，造成“噴水冒砂”現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至可導(dǎo)致地面大面積沉陷，給建筑物帶來(lái)極大的危害。由于砂土液化現(xiàn)象多發(fā)生在地下位置，人眼無(wú)法直視，故借助信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)勘察可視化操作成為了該項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用的突破口。

1 ?信息技術(shù)與地質(zhì)勘察

信息技術(shù)主要用于信息處理，是多種應(yīng)用技術(shù)的統(tǒng)稱(chēng)，按照操作、功能、設(shè)備等差異進(jìn)行劃分，可分為多個(gè)技術(shù)類(lèi)型。它集信息采集、傳輸、存儲(chǔ)、加工于一體，應(yīng)用十分廣泛。在地質(zhì)勘察工作中，信息技術(shù)憑借一系列優(yōu)勢(shì)也得到普及和推廣，利用信息技術(shù)配合地質(zhì)勘察相關(guān)技術(shù)應(yīng)用能幫助人們更好的進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，進(jìn)而優(yōu)化操作，有利于推進(jìn)地質(zhì)勘察工作便捷化。目前，在這一領(lǐng)域中，信息技術(shù)與地質(zhì)勘察技術(shù)的綜合應(yīng)用已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)，越來(lái)越多的信息技術(shù)逐漸融入到地質(zhì)勘察技術(shù)中，推進(jìn)了新型勘察手段的研發(fā)，在砂土液化勘察工作中也是如此，其應(yīng)用優(yōu)越性一目了然。本文結(jié)合勘察工作的具體開(kāi)展對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)加以說(shuō)明。

2 ?砂土液化勘察中信息技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)分析——以

可視化為例

信息技術(shù)在砂土液化勘察工作中應(yīng)用十分廣泛，可以說(shuō)基于科技手段開(kāi)展的勘察工作或多或少都會(huì)運(yùn)用到信息技術(shù)。由于篇幅有限，本文選取地理信息系統(tǒng)為主要研究對(duì)象，分析信息技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

2.1 ?GIS的應(yīng)用機(jī)理

可視化操作是砂土液化勘察技術(shù)發(fā)展、創(chuàng)新的一大轉(zhuǎn)折點(diǎn)。它的實(shí)現(xiàn)主要是基于地理信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)（GIS）是地理學(xué)研究領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛的信息技術(shù)。GIS屬空間信息系統(tǒng)，信息處理主要作用在地球表層空間，除具備前文提及的信息技術(shù)作用功能外，還能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)運(yùn)算、信息的分析與描述等。

GIS系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中具備如下功能：①通過(guò)數(shù)據(jù)獲取建立相關(guān)信息數(shù)據(jù)庫(kù);②通過(guò)格式化操作變換數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);③存取、組織數(shù)據(jù);④查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算;⑤空間分析;⑥顯示輸出。

這些功能為砂土液化勘察工作實(shí)現(xiàn)可視化操作奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，特別是顯示輸出功能的存在，能夠幫助砂土液化勘察通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕進(jìn)行數(shù)據(jù)表達(dá)。

2.2 ?GIS的具體應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

①砂土液化勘察所用數(shù)據(jù)或勘察工作所得數(shù)據(jù)極具空間性，大部分的應(yīng)用信息都數(shù)據(jù)空間型數(shù)據(jù)。以SPT數(shù)據(jù)為例，錘擊數(shù)與勘察深度兩個(gè)條件只有同時(shí)具備時(shí)，技術(shù)人員才能進(jìn)行分析。諸如此類(lèi)的空間數(shù)據(jù)在砂土液化勘察中十分常見(jiàn)，因此為方便管理需要有專(zhuān)門(mén)性質(zhì)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)集中存放，而這正是空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)GIS的強(qiáng)項(xiàng)。

②砂土液化勘察過(guò)程復(fù)雜，特別是勘察工作進(jìn)入到評(píng)價(jià)階段時(shí)需大量巖土工程數(shù)據(jù)，除SPT數(shù)據(jù)、巖土體分層信息數(shù)據(jù)、地震設(shè)防數(shù)據(jù)、CTP數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)之外，還需要土層物理指標(biāo)、固結(jié)、荷載、地質(zhì)構(gòu)造、地貌形態(tài)等一系列數(shù)據(jù)。GIS系統(tǒng)擬建數(shù)據(jù)庫(kù)將上述信息分門(mén)別類(lèi)存放，能夠極大的提高信息提取效率，便于數(shù)據(jù)取用，從而推進(jìn)勘察工作的順利開(kāi)展。

③有利于實(shí)現(xiàn)勘察數(shù)據(jù)可視化。在信息領(lǐng)域中，可視化對(duì)于接受、傳輸信息而言意義重大。特別是空間數(shù)據(jù)，由于其具有多維性，利用可視化操作的優(yōu)點(diǎn)更是明顯。砂土液化產(chǎn)生的原因通過(guò)前文分析可以看出同巖土環(huán)境關(guān)系甚密，為了能夠?qū)⒌乩憝h(huán)境因素更多的融入到砂土液化勘察工作中，需要系統(tǒng)具備可視功能，以擴(kuò)寬研究人員的想象空間，激發(fā)其創(chuàng)造性思維。

④在砂土液化研究方面，我國(guó)現(xiàn)階段使用的辦法借助GIS可以達(dá)成一定目的，例如：GIS可擬建分析模型，用以對(duì)液化問(wèn)題展開(kāi)評(píng)價(jià)，這也在一定程度上為GIS在砂土液化勘察中的應(yīng)用提供了契機(jī)。

3 ?信息技術(shù)下可視化的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用

3.1 ?可視化系統(tǒng)建設(shè)

在信息數(shù)據(jù)反應(yīng)方面，GIS空間性強(qiáng)，對(duì)空間數(shù)據(jù)的處理的也能體現(xiàn)出多維性。不僅如此，砂土液化問(wèn)題的多因素效應(yīng)也能通過(guò)GIS來(lái)展現(xiàn)，從這兩方面可以看出，將GIS與砂土液化勘察充分結(jié)合在GIS平臺(tái)上開(kāi)發(fā)可視化系統(tǒng)對(duì)于優(yōu)化勘察工作而言具有現(xiàn)實(shí)意義。可視化系統(tǒng)的具體應(yīng)用建設(shè)在砂土液化勘察工作中主要用于評(píng)價(jià)階段。

可視化系統(tǒng)的具體應(yīng)用建設(shè)在砂土液化勘察工作中主要用于評(píng)價(jià)階段，其基本構(gòu)成示意圖如圖1所示。

圖1為可視化系統(tǒng)應(yīng)用于砂土液化勘察工作的大體構(gòu)成情況，用戶界面模塊之下又劃分出多個(gè)模塊內(nèi)容，不同的模塊具備不同的功能，如空間分析模塊，其主要功能是開(kāi)展數(shù)據(jù)空間分析。

可視化操作系統(tǒng)由地震導(dǎo)致的砂土液化，它不僅借用了GIS強(qiáng)大的數(shù)據(jù)功能，還疊加了其它一些信息，如地質(zhì)構(gòu)造信息、水系信息等。通過(guò)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)，勘察評(píng)價(jià)工作能夠在數(shù)據(jù)空間分布顯示狀態(tài)下開(kāi)展。

3.2 ?GIS數(shù)據(jù)庫(kù)在砂土液化勘察中的應(yīng)用建設(shè)

在砂土液化勘察中，通過(guò)系統(tǒng)建設(shè)實(shí)現(xiàn)可視化評(píng)價(jià)的重要前提是擁有空間數(shù)據(jù)庫(kù)?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)依照數(shù)據(jù)信息的不同又分為兩種，具體建設(shè)如下：

首先，空間圖形庫(kù)。這一類(lèi)型數(shù)據(jù)庫(kù)詳細(xì)劃分下來(lái)也分為多種，如地理底圖庫(kù)。GIS之下某一方面具有共性的目標(biāo)數(shù)據(jù)可歸為一個(gè)數(shù)據(jù)層，用以描述某個(gè)屬性特征，即為圖層。多個(gè)圖層集合后，則構(gòu)成砂土液化勘察地的相應(yīng)目標(biāo)數(shù)據(jù)。

從各層數(shù)據(jù)內(nèi)容方面來(lái)看，可從以下幾方面進(jìn)行信息系統(tǒng)建設(shè)：

①基本地理信息。包括交通圖層、水系圖層、居民地圖層、地形地貌圖層等。

②地質(zhì)構(gòu)造信息。主要包括描述斷裂的相關(guān)圖層。

③專(zhuān)題評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)。如SPT數(shù)據(jù)、取樣分析等數(shù)據(jù)。

④專(zhuān)題評(píng)價(jià)成果數(shù)據(jù)。如砂土液化預(yù)測(cè)、危害評(píng)估、防治處理等相關(guān)圖層。

⑤水溫地質(zhì)信息。如水文地質(zhì)界線圖層等。

上述信息系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容根據(jù)勘察工作的實(shí)際情況可適當(dāng)進(jìn)行增減，以凸顯勘察研究工作的重點(diǎn)內(nèi)容。

4 ?結(jié) ?語(yǔ)

隨著研究領(lǐng)域加深，科技不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方法由于局限已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)新時(shí)期的砂土液化勘察工作。現(xiàn)階段，信息技術(shù)的應(yīng)用正好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方法所固有的局限性，特別是GIS的應(yīng)用，在很大程度上優(yōu)化了砂土液化勘察工作的相關(guān)環(huán)節(jié)。

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