宋连春
云南云岭地质勘查有限公司 云南 昆明 650000
摘要：在我国进入21世纪快速发展的新时期，科技在不断发展，社会在不断进步，BIM技术作为一种新的工程建设理念，在岩土工程勘察中的应用日益广泛。为了提高岩土工程勘察水平，论文分析了BIM的基本概念，介绍了常用BIM建模平台（如Autodesk平台、Bentley平台等）及其优势领域，从三维可视化、信息关联性、共享性等方面分析了BIM技术在岩土工程勘察中的应用优势，并结合某工程实例，探讨了Civil3D软件建立三维地质信息模型的具体流程，研究成果可以为类似岩土工程勘察作业提供一定的理论指导。
关键词：BIM技术；岩土工程；地质勘察；三维可视化
引言
自BIM技术诞生以来，民用建筑率先进行了深入地应用，当前已经影响到了公路、铁路等工程建设。该技术的出现是自CAD之后的又一次设计革命，是对传统设计、建设与管理模式的颠覆。当前关于该技术应用的大部分研究都集中在上部建筑结构和设施上，整体比较成熟，至于下部内容的研究还比较少，尤其是在岩土工程勘察方面。作为工程建设周期最关键的环节，直接将BIM技术应用在岩土工程勘察上对于工程建设的各个阶段而言都具有着重要的意义，因此重点探究其应用具有着极大的现实意义。
1应用价值
自综合勘察技术发展并使用以来，更好地满足了岩土工程勘察对技术方法的需求，一定程度上加快了岩土工程的实践进程。在长期实践过程中，相关部门对综合物探技术应用以及创新给予了高度重视，并在勘察过程的控制、标准化建设以及优化方法步骤等多个方面制定了技术规范以及行业标准，使得岩土工程勘察工作取得了理想的发展成就，实践经验也愈加丰富，为岩土工程勘察工作的落实奠定了坚实基础。另外，岩土工程勘察企业在流程优化与规则细化方面同样取得了一定成效，减少了综合勘察技术的应用成本，应用效果也随之提高。但受主客观等因素影响，综合勘察技术的应用始终存在一定缺陷，不利于岩土工程勘察事业的进步，有必要提高重视程度。
2BIM技术在岩土工程勘察中的工程应用
2.1地形模型的构建
笔者先将DWG格式的地形图进行预处理，再导入BIM建模软件中，利用Civil3D的“曲面建模”功能（面向对象）进行建模，具体操作如下：将地形图的图层定义为等高线对象、高程点对象2大类，利用“创建曲面”命令创建三角网曲面，将等高线加入曲面数据中，并进行可平滑处理。
2.2横波反射勘察技术
在应用岩土工程综合勘察技术的过程中，横波反射勘察技术的勘察价值逐渐凸显出来。其中，横波法地震勘探主要包括转换波法与水平偏振横波反射法，前者不需要使用特殊装置，且勘探的深度达，然而纵波的入射路径和经转换垂直偏振横波反射的路径并不对称，且处理数据的难度较大。而后者在处理和解释资料方面，方法同前者，应用相对简单，因而得到了广泛应用。横波法进行勘探主要指的就是水平偏振横波反射法勘探，通过对横波传播速度的合理运用，即可有效落实岩土工程的勘察工作。横波法在应用过程中，能够结合地下介质波阻抗差原理充分发挥价值。此方法速度始终不发生改变，同样不会受到转换波影响。较之于纵波反射，垂向分辨率相对较高，而且类型不同的岩石，实际的波速也存在差异。在地貌勘察地区放置横波发生器，可结合质地差异，使得反馈波长以及波频也有所不同，实现规律性横波发射的目的。在收集和记录不同质地反馈横波的基础上，针对数据深入分析其相位、振幅、频率、速度以及波长等，即可对地质结构做出相应判断。开展勘察作业的过程中，若出现凹陷区域，一定要对空气传播距离和时间进行必要处理，以免对勘察数据准确性产生影响。
横波反射勘察技术本身具有极强的抗凹陷能力，而且在勘察凹陷区域的时候，横波空间的分辨率更准确，能够有效提高岩土工程项目的勘察质量。
2.3三维地质模型建立思路
该模型是BIM技术应用在岩土工程勘察之中最突出的表现之一，当前其勘察成果基本体现为勘察孔平面布置图、勘察报告、工程地质剖面图以及钻孔柱状图等。在实际应用的过程中，仅通过简单分析海量数据、表格和图纸是无法将全部的地质情况都掌握清楚的，极易产生遗漏或者人为性的错误，给项目质量的强化带来阻碍。但通过得到的数据、表格及图纸建立三维地质模型之后则能够直观地看到场地的地质信息，给后续的设计环节、建设环节等带来一定促进作用，另外该模式当中的数据信息及参数都能够实现动态化展示，保证了工程地质问题的准确分析，对于优化设计和建设，降低工程风险而言具有重大意义。在实际建立过程中首先应该通过航拍图像记录地面高程数据，使探测数据构成的三维地质模型能够得到进一步深化。其次进行模拟和分析，主要就是应用三维地质切割及设计方案，然后再通过岩土实验室得到的数据计算二维剖面和数据模拟，以实现地质情况的分析和评价。最后就是进行信息共享和传递。
2.4勘探取样技术
岩土工程建设中，要想充分了解、掌握区域内工程地质条件，需要通过坑探、钻探、物探等勘探技术获取相关资料，或通过勘探取样方式达到原位测试、监测的目标。相关技术人员必须结合工程建设具体勘探标准，掌握施工区域土层特性，灵活选择、运用勘探技术，充分发挥各类综合性勘察技术作用。如：物探技术效率高、成本低、设备轻巧，岩土工程勘察中能处理或缓解工程地质测绘期间存在的问题，与工程地质测绘技术相辅相成，但物探技术应用过程中变数较多、不确定性大，需要对其勘探结果进行验证才能采用。
2.5模型建立流程
（1）对钻孔数据进行提取。在该类工程勘察过程中最基本的一项手段就是钻探，以此获取相应的钻孔数据，这是因为在建模时必须要足够的钻孔数据及其它勘察数据，包含了坐标位置、层位深度、分层特性以及岩土体特性等。这些信息可以直接通过建立标准化的数据格式去存储，并被应用在钻孔信息模型和地层模型建立当中，有时候还能根据测绘数据构建地表信息模型。（2）构建场地标准地层。在构建层面模型之前，应该依照场地当中所有地层的基本统计结果，并在有关的规范要求基础上构建标准地层。标准地层建立过程中应该将场地中的全部地层一一对应，可以不考虑基本层序。（3）构建关键层层序和钻孔地层层序。在标准地层当中，根据各个地层的新老关系以及成因年代等构建专门的地层层序，这是整个建模工作当中的重点，因此其准确性将会给后续模型的分析带来重大影响。（4）对主“TIN”进行定义，这是指通过项目边界，将孔口坐标作为核心，在三角网格加密算法作用之下产生的三角网格，会受到钻孔层面的控制。（5）在插值计算下确定出层面模型。通过主“TIN”控制，依照钻孔地层数据以及层序对地层层面实施插值计算，从而获得基础层面模型。
结语
本文分析了BIM技术的基本理论、软件平台选择、应用优势及三维地层模型建立等，主要得到以下3个方面的结论：（1）BIM技术是利用多款软件将工程项目的各参建单位的信息集合在一起协同工作的综合化平台；（2）BIM技术在岩土工程勘察中应用的核心理念应当是将该工程的地质模型、钻孔位置及水位线等信息三维数字化，具有三维可视化、信息关联性、共享性等优势；（3）三维地质模型可以创建三角网曲面，并将等高线加入曲面数据进行可平滑处理，且与地层或地形曲面、体量元素密切相关。目前，将BIM技术广泛用于岩土工程勘察仍有一定的困难，但必将成为一种未来趋势。
参考文献
【1】罗霄.BIM技术在岩土勘察成果三维可视化的应用研究[J].工程建设与设计,2020(7):53-55.
【2】于凤树,吕凤华,刘宝华,等.基于BIM技术地质体三维模型构建关键技术的研究[J].工程勘察,2018,46(8)：37-40.