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当前岩土工程勘察领域的软件开发根据采用的开发语言种类大致可以分为三类。①采用VB开发;②采用数据库管理软件开发;③采用VC开发。开发出来的软件各有特点,但是在制图方面却多采用AutoCAD图形功能,不论是利用脚本文件SCR生成图形,还是在AutoCAD基础上二次开发,或者是利用Automation技术,都是将AutoCAD制图功能融进应用程序。由于岩土工程数据管理和制图功能的实现之间存在开发上的界面,因此给系统运行增加了额外负担,增加了软件的应用难度。
另一方面,在软件正版化的今天,国产CAD软件的需求在不断增加,很多岩土工程勘察软件在正版化进程中存在一定危机。
为了解决以上问题,本文探讨了采用VC++开发语言,采用面向对象的技术,分别实现图形类库、岩土工程数据类库,将岩土数据管理和图形操作紧密结合,更为重要的是开发出的软件具有自主知识版权。
2总体设计
分析岩土工程勘察软件的社会需求,软件功能可以分为两个部分:一是岩土工程勘察数据的管理,包括数据输入、编辑、导出、数据分析计算等;二是绘图功能,包括绘制平面图、剖面图、柱状图等。
根据以上分析,采用面向对象的技术,分别建立岩土工程数据类(Geo类)和绘图类(CMap类)。
Geo类功能:工程概况数据、场地地层数据、原位测试数据(静力动探数据、动力触探数据、波速试验数据、标准贯入数据等)、勘探点数据、土工试验数据、取土数据等。分别建立类,各类间层次关系如下:
CProject岩土工程类
CDksj勘探点类
CTysj取土类
CDtsjN63.5数据类
CBgsj标准贯入数据类
……
CDcsj场地地层类
图1工厂概况数据输入
图2勘探点数据输入
图3土工试验数据输入
CFcDtsj分层统计数据类
CFcBgsj分层统计数据类
CFcN10sj分层统计数据类
CFcN120sj分层统计数据类
CTongji数理统计类
CMap类功能:绘制各种图形元素,包括点、直线、多段线、椭圆、园、圆弧、矩形、多边形等。实现图元的编辑、修改、信息查询等功能。
CGraph图形类
CDraw图形元素的基类
CPint点类
CLine直线类
CCircle园类
CArc圆弧类
CRectang矩形类
……
图1工厂概况数据输入
图2勘探点数据输入
图3土工试验数据输入
3系统功能
在栅格图形和矢量图形下,可以方便地交互,布置勘探点、输入地物数据等操作,具有可视化程度高的突出特点。主要数据输入界面见图1、图2和图3。
3.2统计分析
图4统计数据的交互取舍
图5数理统计结果
于各种分层统计数据,进行可视化的人工取舍,人工交互舍弃统计数据、统计结果等见图4、图5。
3.3绘图
钻孔柱状图、工程地质剖面图、勘探点平面布置图等,见图6和图7。
图6绘制钻孔柱状图
3.4勘察报告
采用COM技术,引入MicrosoftWord类库,自动生成Word格式的报告,方便快捷、报告格式标准、实用,节省大量报告编制时间。实现步骤:首先建立勘察报告模板,将岩土工程相关数据、统计结果、软件自动生成的相关表格等作为书签插入文档模板中,形成最终的勘察报告。
4结论建议
(1)采用面向对象技术,降低了软件开发的难度,对今后软件功能进一步扩充打下了坚实的基础。
图7绘制工程地质平面图
1软土地基的特点
通常情况下,软土地基主要是在自然环境中,其孔隙大于等于1mm的软土物质,一般这种软土地基中的水分含量较多,具体具备了以下几点特点。
1.1软土地基自身具备较强的触变性能,改性能是指当软土在受到其他外力因素干扰时,地基结构就会产生一定的损坏,这样就会极大影响其强度的可靠性,与此同时,在振动负荷的作用下,也会发生侧向滑动,甚至还会出现沉降的现象,很容易引发安全事故,造成人员的伤亡。
1.2如果软土在受到较大的承载压力以后,就会发生变形,而其自身的空隙也会迅速变小,水分页将会被快速排除掉,除此之外,由于软土结构受到载荷的影响而导致剪切变形的出现,我们统一将这一特点称之为软土的流变性。
1.3由于软土孔隙较大的特点,其压缩性能也比较大。因此,若选择软土作为建筑物的地基时,就很有可能发生大幅度的沉降现象。
1.4相关技术人员通过实验检测发现,当软土在自然状态下时,其抗剪强度并不会发生较大的变化,承载能力较低,并且,如果软土边坡可靠性较差,就很容易因剪切力破坏而导致建筑物结构发生失稳的情况。
1.5虽然软土地基中的含水量较多,但其实际的透水性能非常差,这对于地基排水的流畅性十分不利,并且,软土地基上建筑沉降时期较长,尤其是在加载初期基础时,将会达到增加孔隙水的压力,从而导致整个地基的稳固性都受到了极大的损害。
2软土勘察的基本内容与要点分析
2.1软土勘察的内容。软土勘察主要包括了:软土的形成类型、埋藏情况、分布和发展规律、层理特征、渗透性能、立体分布的均匀性、表层硬壳的厚度、地下硬土层的情况等等;对软土的固结情况进行勘察,强度、变形特征以及随着应力改变而变化的规律,并且了解其结构破坏对强度和变形的影响情况;软土中存在的地貌形态差异、填土、河道等的分布范围和深度等;地下水埋藏的情况,分析其对施工材料、安全设置、环境等影响。
2.2软土地基勘察的基本要点。软土勘察的勘探点布置应根据实际情况进行设计,工程性质、场地形状、勘察分段、成因类型、复杂情况评价等都应当考虑在内。当土层出现复杂变化时应对此位置进行加密;勘察中钻探取样的时候应结合原位置测试的结果,去氧应利用薄壁取土装置,原位测试应采用静力触探或者十字板剪切试验完成。
2.3软土剪切试验。当软土的加载和卸载的频率过高的时候其内部的水分形成的空隙水压消散速率也会发生改变,此时应采用自重压力预固结德尔不固结排水三轴剪切试验,对透水性较低的粘性土质可以采用无侧限的压强度试验或者十字板剪切试验来完成测试;当软土排水速率快切施工过程缓慢的时候应采用固结不排水三轴剪切试验或者直接剪切试验获得数据;对土体可能发生大的应变项目因此测定其残余的剪切强度必要的时候应将蠕变试验、动态扭剪切试验、动态三轴试验等纳入到检测中。
3软土岩土工程勘察的基本流程
3.1一般来说,岩土勘察的等级都是由工程性质而决定的,这是因为一般的软土岩土工程的施工环境十分复杂,无论是地基的设计,还是勘察难度方面,都必须遵守规范的勘察内容而进行全面的调查分析以后,才可以进行准确的划分,勘察人员会切实根据工程项目的实际情况,按照等级的不同来对工程等级进行划分。例如,该工程的规范设定为一级,那么,其场地等级,复杂程度等都要按照一级标准。
3.2在进行正式的勘察工作以前,勘察人员应当充分做好一切准备工作,根据实际的工作量来采取相应的勘察措施,可以通过在建筑物周围设定勘察点,并对其间距与孔深进行精细的剂量,并得出该工程所需的钻孔量,最终将这些所得的数据统一汇总在一起,将其作为被工程所需的工程量以及基本采样量,以此来选择合适的检测方法和实施步骤,从而确保软土岩土工程勘察工作的顺利开展,进一步提高勘察结果的质量。
3.3通过上文叙述,我们可以得知,当工程量和取样数量都确定了以后,试验人员就可以根据所得数据,制定出从一个完整的检测试验流程,并制定出明确的勘察试验时间表,这也是为后续施工作业提供的基本保障。其次,对于早期已经勘察的土壤,试验人员更应该准确划分出其具体的采样数量以及位置,充分做好试验勘察前期的准备工作,及时出现取样数量增加的问题,也可以保证在预期的时间内完成样品的检测工作,从而避免资源不足的情况发生,确保检测试验结果的真实有效性。
4软土地基的土工工程勘测的数据处理
4.1软土地基的岩土工程试验往往采用的是土工试验,其优势的简单而方便。获得数据和处理的时候,应保证岩土试验室内的项目设计应从岩土类型和工程性质出发进行综合考虑,并结合工程分析计算的要求确定试验的方式和数据处理方法,并最终确定软土的基本性质,这才是数据处理的最终目标。
4.2在试验和数据处理的时候应考虑到原位数据的处理,如项目针对粘土和砂土等进行贯入标准试验。贯入试验的指标将直接影响数据处理的结果,因此在贯入的时候应确定具体的技术参数,参数的选择可以根据地层的情况而定,按照规范标准针对不同性质的土体进行不同的参数选择,这样就可获得较为准确的数据资料,然后按照试验规范对原位测量的数据进行分析与归纳,最终形成数据统计表,然后形成分析结果。
岩土工程勘察主要是了解工程场地的地基土构成情况,以及其对工程建设的影响,通过对地基土物理力学性质的分析进而为优化地基基础方案。岩土岩土工程勘察需要技术的支撑也需要科学的方法,常规的勘察方法主要是钻探、原位测试和土工试验,经过分析资料,绘制相应的图表。作为简单易行的、非常重要的勘察方法是工程测绘,因为它不仅操作起来较方便,而且数据的分析较全面,成果图一目了然便于研究,这有利于了解工程场地地形地貌特点。对土样进行室内试验,地基土的物理力学性质可以量化,通过现场观察分析、原位测试、实内试验及计算分析等方法进行综合勘察,这在工程建筑的过程中是一项非常重要的工作,是必不可少的一项任务,所有具有非常重要的地位和意义。由于工程建设的场地不同,对于工程场地的勘察要区别对待,例如对于山大沟深,地势陡峭,地形地貌复杂的地带进行岩土工程勘察的重点是研究工程建筑所在场地的不良地质作用、场地的稳定性及建筑的适宜性,从而为制定工程场地的选址提供借鉴参考依据,对于地势相对平坦,海拔较低,地质环境相对比较简单的工程场地而言,主要是查清场地地基土的物理力学性质,如地基承载力、地基土的均匀性及场地是否有湿陷性、场地是否具有液化土层等。
2岩土工程勘察难点
钻探是获得地层结构最主要的方法,了解一个场地的地层结构情况,仅靠调查及踏勘察是不够的,能够了解不同深度地层的地质结构构成情况,但由于钻探工艺自身的缺点,如地层遇到卵石层或杂填土时钻进较慢,且成本较高,对土样的扰动性较大,在勘察进掌握地层的结构及其物理力学性质时难度较大,例如:位于山西太原市东部的府东街东延棚户区改造安置用房项目勘察,在现场踏勘时了解到场地位于太原市杏花岭区府东街东延段以北,太行路的东侧,490仓库的的南侧。拟建场地原为黄土冲沟,近十年周边建筑时将弃土和建筑垃圾填到此沟,附近的居民将生活垃圾也倾倒此沟,现状下东高西低,整体呈缓坡状,勘探点绝对高程864.71~895.44m,高差30m左右。场地中杂填土平面分布情况及杂填土的埋藏深度成为该项目勘察的难点。
3探索岩土勘察中难点改进的方法
针对府东街东延棚户区改造安置用房项目场地杂填土较厚的情况,在勘察时除采用了常规的测绘、钻探等手段外,采用了孔内摄像的方法,在场地内选不同钻孔进行了摄像之后终于得到了重要的数据资料,在通过对这些材料的分析和处理,终于绘制出了该场地的工程地质剖面图,明确的显示了该场地的杂填土层厚度,及分布范围,在通过对这些情况加以分析和研究,终于确定了一个行之有效、较为合理的地基基础处理方案,该方法的应用,对地层结构无影响,赢得了良好的经济效益和社会效益。
4结语