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摘要:随着我国经济建设的快速发展,人们对岩土工程技术的研究也取得了一定的进展,就当前现状来看,计算机技术在岩土工程中的应用日益广泛,在岩土工程勘察、设计、施工监控等方面发挥着非常重要的作用。
关键词:岩土工程;计算机技术;设计;施工;检测
岩土工程主要以岩土力学理论为基础,属于土木工程的分支,岩土工程技术所研究的内容主要有城市地下空间和地下工程、边坡和基坑工程、地基与基础工程。随着计算机软件的不断开发应用,众多的计算机技术开始在岩土工程中应用,并且内容越来越全面,控制要求更加严格,为了做好岩土工程的设计、处理、计算必须要结合迅速发展的计算机技术,现代的计算机技术在岩土工程中发挥着越来越重要的作用。
一、岩土工程中计算机软件的应用
岩土工程主要以岩石土体为研究对象,是理论实践都很强的新型综合学科。它包括前期勘察、设计、施工、监测、工程管理等各个阶段。随着计算机技术在土木工程领域的推广应用,其在模型构建、结构稳定分析、承载力计算中不断应用分析。
1、岩土工程勘察
计算机技术在岩土工程勘察领域的应用较广,种类繁多。在野外数据采集、数据处理、编写勘察报告、实验数据的处理等各个方面具有软件适用。例如对于各种类型的数据采集设备,这些设备一般具有体积小、操作简单、收工作环境影响小等特点,在采集完数据后一般能实现数据的实时储存。另外有的软件还能实现人机交互,在采集完数据后依靠数据接口导出监测结果,数据整理。如国内开发并广泛使用的华岩的岩土工程勘察数据处理系统、理正的工程地质勘察CAD。
在进行岩土工程实验时,实验的项目及操作规程要按照《土工实验规程》、《公路土工实验规程》、《铁路工程土工实验方法》的规定,但是长期以来比较规范的实验软件一直没有出现,近年来国内开发的HNTGCS.HYST200 以及国外的GDSLAB 和GEOCEL 软件不但操作简单,而且很容易对实验过程进行控制,并能够自动分析实验数据导出实验结果。这些软件还能够按照不同的工程领域采用相应的计算公式、实验指标、实验报表格式等。
对于勘察数据我们一般不仅仅希望用来解决某个项目,更应该把这些工程地质信息集中起来,进行管理,建立起某个地区地质信息库,为工程建设者提供更好的决策依据
2、岩土工程设计
岩土工程设计软件包括基础设计、桩基设计、沉降分析、渗流分析等。目前常用的基础设计软件有基础CAD 设计软件、BEARCAP、BCAP 等软件,BCAP 软件可以依靠概率函数选择合适的土体参数,可以估算圆形矩形等各种形状的承受各向力的基础形式。国内常用的桩基础设计软件是Pile2000 等。在国外常用的单桩设计软件是PILE,DEFPIG 软件常用来设计160 根桩以内的桩基,PC-PGROUP 软件能设计超过200 根桩基的情况,其主要依靠边界元原理进行设计。
3、岩土工程施工
在施工过程中,要对工程的地质信息、工程信息进行全面的测量,根据测量的结果指导设计施工,这种方式被认为是合理的实用的控制手段,在隧道和基坑施工中已有广泛的应用。
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柜内的灰色理论正在逐步的发展应用。利用灰色系统可以建立经验预报模型。通过施工过程中的采集数据,对采集的数据进行处理加工。这种施工方法能解决地质资料不全、设计不妥当等造成的误差,特别是适用于地质条件复杂、施工困难,施工质量要求较高的隧道施工。
4、岩土工程检(验)(监)测
目前自动检测系统已经在土木工程的各个领域取得了广泛的应用,在岩土工程的边坡监测、深基坑监测等方面都有所涉及。自动检测系统能够降低由于设计不足带来的损失,对于在建工程或者是已经竣工的工程都能做出检测,通过检测的实时数据能够及时的发现问题,并采取相应措施。深基坑开挖监测软件JKJCV3.0 在岩土工程处理分析功能强大,能同时处理深层侧移、竖向位移、水平位移、地下水位、支护结构内力、土压力等6 种工程监测数据,并且能在各种系统下运行。该软件功能强大,还能进行深层侧移监测、竖向位移监测分析、地下水位监测分析和土压力监测分析,通过测斜仪、电子水准仪、全站仪等测试各种工程参数,依靠该软件依据实测结果进行分析处理,该软件能够准确分析各种数据并绘制相关曲线及表格,并且把数据监测结果及时的反馈到项目管理处,为施工管理者提供各种依据
在桩基检测领域,发展应用比较好的是美国G.G.Goble 教授和Frank.Rausche 博士创立的应力波理论和PDA 高应变桩基动测实验,并研究出了相应的计算软件,该软件经过多年的工程实践表明是一款经济实用检测高效准确的检测方式,同时他的实时监测功能能够给施工人员提供第一手的资料,另外该软件还能够计算残余应力,计算桩端阻力等,该软件还能够准确的描述桩基受力分布,准确的计算桩身的应力大小。现在许多检测仪器里面都嵌套系统,这样可以及时的对采集的数据进行分析加工转化,使整个测量工作及时有效的传递数据信息。
二、计算机技术在岩土工程中的应用展望
(1)可视化技术在岩土工程中的应用,促进了岩土工程分析数据、有限元模型的建立、输出结果的智能化,使得大量的数据结果以简单明了的图表格式来说明问题。
(2)虚拟技术和多媒体仿真技术的应用开发,可以对整个项目进行仿真模拟,发现问题及缺陷及时的通过一定的方法改进,或者对施工方案进行必要的修改。
(3)岩土工程中计算机技术的应用应该更加标准化、智能化、集成化、可视化,应该进一步的改进虚拟技术,通过更直接明了的动画来掩饰工程项目。
(4)随着多媒体通讯技术的发展,在进行岩土工程设计时,要开发出更好的更实用的人机交互软件,使整个设计工作更高效更准确。
(5)岩土工程应于计算机技术、遥感技术、卫星定位系统等结合起来,使对岩土工程的勘察、设计、施工、监控更智能更高效。
三、结语
随着计算机技术在岩土工程领域的广泛应用,岩土工程软件得到了突飞猛进的发展,岩土工程软件包括工程建设的各个阶段,对岩土工程的勘察设计、工程项目设计、工程项目管理都有重要的作用,我们还可以针对当前的工程实际,及时对软件进行优化,开发使用新的计算机软件。使计算机软件能更好的服务岩土工程项目。
参考文献:
[1] 章宇,计算机在土木工程中的应用与进展[J].中国科技信息.2010(04)
[2] 朱瑞庚,GIS 技术在长江流域岩土工程中的应用[J].岩石力学与土程学报,2005(24).
论文作者:林鸿辉
论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期
论文发表时间:2017/7/24
标签:岩土工程论文; 数据论文; 岩土论文; 软件论文; 计算机技术论文; 桩基论文; 工程论文; 《基层建设》2017年第9期论文;