公路岩土工程勘察中MATLAB技术的应用

邢超

摘 要：开展前期基础性保障工作，是公路工程项目建设有条不紊开展的必要条件。其中，岩土工程勘察是前期保障工作中的关键环节。岩土工程勘察的主要目的是全面掌控公路工程建设环境，深入分析可能出现的公路工程建设影响因素，促进公路工程建设的有序开展。MATLAB技术是公路岩土工程勘察中应用较为普遍的技术，具有良好的实践应用效果。

关键词：公路工程;岩土勘察;MATLAB技术;应用

MATLAB技术是一类极具代表性的公路岩土工程勘察技术。合理运用此类技术，可以保证公路岩土工程勘察的时效性、合理性与精确性。对此，本文论述了MATLAB技术的概念，探讨了公路岩土工程勘察的重点内容，并围绕MATLAB技术在公路岩土工程勘察中的实践应用展开系统探究。

1 MATLAB技术的基本概念

MATLAB，中译矩阵工厂或矩阵实验室，是由美国MathWorks公司的顶尖工程师克里夫莫勒和同事于1967年正式研发的一类矩阵数学计算分析软件。随着MathWorks公司逐步加大对数学计算分析软件方面的投入，以莫勒为首的技术公关团队于1983年再次使用C语言对MATLAB软件进行优化改造，正式推出运行程序成熟化的第二代专业版MATLAB软件。

当前，MATLAB软件已经成为备受国际市场认可的商业数学软件，具有兼容性、通行性与适用性较强的优势特点，不仅适用于各个行业领域的科研与运算，而且支持多个数据运算操作平台。MATLAB软件的问世和推广，不仅为MathWorks公司创造了巨大的商业价值，也推动了各个行业的良好发展。

MATLAB技术包括如下几方面功能：（1）数值计算功能。该技术可以对海量化、复杂化的数值进行快速且精确的计算;（2）符号计算功能。该技术可以简化符号计算程序，增强符号计算精确性;（3）数据分析功能。该技术既可以对原始数据实行常规性统计分析，又可以对多源原始数据展开定量定性分析;（4）动态仿真功能。该技术可以提供一个模拟动态系统的交互关系程序SIMULINK，而用户只需轻触屏幕上的功能选项即可对系统加以灵活操控;（5）程序接口功能。该技术的程序兼容性较强，支持多类型程序的运作;（6）文字处理功能。该技术可以对大量专业文字与特殊文字进行翻译。

2 公路岩土工程勘察工作的重点内容与意义

岩土工程勘察工作不仅覆盖范围广，涉及环节多，而且极易受到各类外界因素的干扰，进而威胁公路工程结构的安全稳固性。另外，无论是任何类型、任何规模的工程项目，在建设过程中都会对原有的地质环境造成损害。在这种情况下，如果前期岩土勘察工作落实不到位，会对地质环境造成不利影响，阻碍工程项目施工的有序运转。

岩土工程勘察工作主要是采用一系列科学合理的技术手段，对施工场区的地质结构与岩土结构实行深入分析，预先判断可能对工程设计与施工造成不利影响的因素，以便为后续各道施工工序提供可靠的参考依据。

结合工程项目主体与施工环境，有针对性的开展岩土工程勘察工作。目前，道路桥梁工程、水利水电工程以及隧道工程等，不仅对岩土工程勘察工作的标准要求有所不同，而且岩土工程勘察内容也存在一定差异。为此，相关人员应结合工程项目类型，选择适宜的岩土工程勘察技术形式。

3 MATLAB技术在公路岩土工程勘察中的实践应用

3.1 实验数据的分析与处理

公路岩土工程勘察是一项专业性与复杂性较强的工作。对实验数据实行精准分析与统一处理，是促进公路岩土工程勘察工作有序开展的必要条件。可以说，实验数据的处理分析结果，决定了整体公路岩土工程勘察工作的落实成果。根据国家建设部于2019年公布《岩土工程勘察规范》可知，在公路岩土工程勘察工作中，相关人员要根据现场概况，采用合理的岩土鉴定方法，并参照鉴定结果，对岩土结构展开实验。随着实验测验量的增加，数据处理量也隨之增加，加重了相关人员的工作负担。而采用MATLAB技术可以对土工试验中的数据进行采集、整合、处理与分析，维护试验数据的完整性、精确性，为公路工程建设提供可靠的参考依据。

在MATLAB技术推广应用的大环境背景下，statis-ticstoolbox软件的功能也越来越完善和成熟。该软件可以简化数据处理流程，将数据处理流程转化为目的明确、程序合理的指令。在输入指令关键词时，完成对数据信息的定性分析。MATLAB技术的应用关键点在于为采集土工试验数据提供必要的协助，为绘制完整且精确的数据图形提供可靠的参考依据。在数据处理流程中，以“ans”和“mean”这两类逻辑语言为主。这两类逻辑语言包含的数值计算类型是多种多样的，如样本平均值、样本众数、样本标准差以及输出结果等。在数据计算与分析中，只有合理运用各类逻辑语言与计算技术，才能保证计算结果的完整性、精确性与可靠性。

3.2 实现可视化勘察与分析

可视化是一类将抽象化符号转化为具象化几何图形的方法。可视化分析技术的应用目的在于实现人与计算机系统之间的视觉信息的交互传递。当前，社会对公路岩土工程勘察中的信息处理提出了更高的标准要求。在这样的形势下，公路岩土工程勘察中的信息处理必须保持高效化、直观具象化、精确可靠性以及可交互性。显而易见的是，传统的信息计量、分析与处理工具无法满足信息一体化的建设要求，制约了公路岩土工程勘察信息一体化建设进程。

随着公路工程建设数量、规模与里程数的扩大，岩土工程获取的数据信息量也随之增加，而这也对信息分析处理的时效性与精确性提出了更高的要求。传统计算工具的可操作性较弱并不适用于复杂的公路路基地质结构条件。而采用MATLAB技术可以实现公路岩土工程的可视化勘察，有效弥补了传统分析处理技术存在的不足。尽管我国在公路岩土工程可视化勘察方面获得了充足的理论基础和丰硕的研究成果，但是仍有诸多技术尚未完全成熟化与完善化，需要专业学者的进一步探究。MATLAB软件技术中包含了二维、三维甚至是四维的图形函数，不仅可以绘制多维度图形，还可以对模拟图形的不同部分予以重点描述。

3.3 勘察结果评价

岩土工程勘察评价既是对勘察数据完整性、精确性与可靠性进行客观评价的关键举措，也是公路工程建设施工中不可或缺的重要环节。岩土工程勘察评价覆盖面较广，涉及的内容较多，而且勘察数据具有海量化、不完整性、非线性规律变化等基本特征。这不仅加重了相关人员的工作任务量，还对相关人员的综合能力提出了一定的要求。而MATLAB技术具备强大的功能兼容性，可以实现对岩土工程勘察的全面性、系统性与客观性评价。例如，采用MATLAB技术的神经网络工具，对公路岩土砂土液化灾害进行评价，以便施工队伍采取科学的不良地质处理措施，保障公路工程的质量安全。

在岩土工程建设中，不可避免的会遇到各种灾害现象。其中，砂土化就是一类较为常见的灾害现象，而且砂土化灾害的预防处理难度较大。而合理运用MATLAB技术，则可以对复杂程度较高的灾害现象的关键参数信息加以采集、整合、处理与分析，进一步明确具有代表性的评价指标，通过创建科学可靠的检验数据模型，建立综合性、标准性与适用性的评价体系，进而参照数据模型中的参数信息，对关键数值进行精确计算与定性分析。

4 结束语

综上所述，MATLAB软件技术具有数据分析处理、动态图像模拟以及多元化图形表达等优势功能，能够高度满足公路岩土工程勘察工作的未来发展需求，进而推动整个公路工程建设事业的稳定发展，值得相关部门的大力推广与应用。

参考文献：

[1]侯福昌.MATLAB在公路岩土工程勘察中的应用研究[J].工程技术研究，2019，4（3）：79-80.

[2]王雨阳.岩土工程勘察中的岩土室内试验技术及其应用分析[J].商品与质量，2019（39）：149.