三维地层信息系统在岩土工程中的应用研究

张金华

（安徽省地质矿产勘查局311地质队，安徽 安庆 246000）

由于近几年空间信息分析技术以及地理信息系统的迅速发展，三维地层信息系统多用于岩土地质工程当中[1]。岩土工程是是土木工程的分支，主要是运用土力学、地质学、岩力学等来解决各项工程中关于岩石和土的工程技术问题的学科，按照工程的建设阶段分，主要工作内容包括：岩土地质勘查、岩土工程设计、岩土工程治理、岩土工程检测以及岩土工程检测，其中岩土工程的地质勘查与检测是一项具有复杂性和难度性的工作，但由于受到诸多技术水平的限制导致岩土工程的底层岩土介质无法实现精确度的掌握，因此需要使用先进的地质信息系统来对岩土工程中的综合地质数据进行采集、储存、管理、分析以及可视化的应用[2]。

1 三维地层信息系统以及岩土工程的数字信息化

岩土工程更为简单来说，就是施工人员在地壳表面以及地壳浅层进行的岩土工程活动，以上所有的工程建造均对人们的生活质量水平以及生命安全质量具有重大影响，因此在岩土工程的施工中要注重工程的稳定性和安全性。岩土的介质是经过较为漫长的地质历史从而演变而来的地质体物质结构，各种地质的构成矿物成分以及成岩成因不同，包括地质介质遭受的风化侵蚀程度以及地质的构造作用不同，导致了岩土介质的不同，并有明显的差异。在岩土工程中，不仅包括了有形的物质数据信息，还包括诸多无形的数场据信息，其中主要包括应力场、温度场以及渗流场等部分带有三维空间的信息场。

随着信息化和数字化的时代发展，工程的信息化操作和信息化管理成为整个工程行业广泛性应用一种施工模式，形成了一种工程模式化的时代性特征。通过现代数字信息化的数据信息的收集分析再到数据信息优化反馈，逐渐形成了一个较为清晰、完整的思路。而三维地层信息系统是基于以上问题随着社会信息科学技术的发展而出现的，相关信息分析技术以及地理信息系统以及新兴科学的迅速发展为整个岩土工程发展创造了有利的机遇和条件，随着数据库的建立将各种零散以及海量的数据信息进行收集和分类整理以及归纳分析，并重现岩土地质的地下三维空间的真实结构，形成比较直观和清晰的空间结构，实现数据信息的资源共享，出现地质信息勘测问题时避免再次重复进行勘测，提高岩土工程的地质勘测效率，减少勘测工作量[3]。

2 三维地层信息系统在岩土公工程中应用系统功能特点

（1）地上和地下一体化建模。地上与地下空间工程要对工程的规划、设计、勘察、施工、运营以及维护等各方面进行系统化的研究，实现地上和地下的一体化建模可以有效形成数据信息的有机结合，并促进资源的可持续发展。

（2）建筑物的构模。近几年我国的岩土工程不断地向地下空间发展。

岩土工程的地质勘查部门要对地上与地下空间和深层与浅层以及其它各种建筑物之间的关系进行勘察和合理设计规划，再依据设计图纸和设计文件进行实际的建筑建造。

（3）辅助数值分析。在岩土工程中，部分数值分析均具有广泛性的应用，但以往的信息处理系统无法对较为复杂的建模功能进行有效处理，尤其是相关的命令流驱方式处理复杂，因此要利用先进和强大的信息处理系统对数值进行处理分析，为从设计图纸到具体三维的建筑物构模和可供计算的直接生成奠定良好的辅助基础。

（4）多层DEM建模。针对整个地形的样貌对数字地形的建模是一个实现数字建模的过程，一般情况下，数字的高程模型实际就是关于区域地形的一种数字化表示，以规则水平网络的具体地面点有关抽样高程矩阵所组成。通过DEM的思路方法，以及凭借各钻孔和剖面能够清晰的表现出较为具体和准确的分界点以及岩土工程中岩体构造的实测数据，以此来进行空间的插值和拟合运算。

根据不同种类的地质种类和现象有效判断地层年代等方面之间的上下关系和地质变化规律，进而形成之间准确合理和科学的交互关系，完成这种分析判断的相关过程并切实实行有助于促进三维地层信息方面系统的有效实现，促进了岩土工程信息化的进程和发展。

3 三维地层信息系统在岩土工程中的实际应用

三维地层信息系统的软件使用的范围较为广泛，在岩土工程中，主要是用于工程的现场地质勘测，将已经测到的海量数据信息以及地质勘查结果实现可视化的三维地质信息模型的分析，主要应用于我国城市的岩土工程建设和地下的矿产资源挖掘以及地下空间的创建或者水利工程的建造。具体的实际应用操作细节在三维地层信息系统以及岩土工程的数字化信息中有具体表现[4]。

4 总结

三维地层信息系统针对岩土工程的综合特征进行了广泛性的应用，给沿岩土工程的数字化和信息化带来了广阔的发展前景，也实现了三维地层结构三维可视化，提供了岩土工程地下空间设计的科学决策以及科学的信息化管理的工具。维地层信息系统以及岩土工程的实用性和真实性原则较显著，且一般不会改变岩土工程企业单位原有的生产习惯，根据企业自身的管理系统获取相关设计信息和勘察数据信息。三维地层信息系统以及岩土工程的实用性和真实性原则较显著，且一般不会改变岩土工程企业单位原有的生产习惯，根据企业自身的管理系统获取相关设计信息和勘察数据信息。