工程地層鉆探數(shù)據(jù)綜述范文

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作者：陳廣斌單位：西南科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院

區(qū)域地層層序優(yōu)化技術(shù)

原文提出的用戶數(shù)據(jù)庫(kù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)（內(nèi)外兩級(jí)地層數(shù)據(jù)庫(kù)）的兩級(jí)映射技術(shù)較好的解決了用戶編輯信息時(shí)使用的數(shù)據(jù)庫(kù)繁雜，計(jì)算機(jī)內(nèi)部處理系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)庫(kù)要求結(jié)構(gòu)規(guī)范化這兩者之間的矛盾。

用戶數(shù)據(jù)庫(kù)是一級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)，面向用戶，適應(yīng)用戶的使用習(xí)慣和需要，包容性比較強(qiáng)，它的結(jié)構(gòu)可以比較松散，和鉆孔勘察的記錄數(shù)據(jù)數(shù)不多，有點(diǎn)號(hào)、平面位置、標(biāo)高、各個(gè)土層類型和厚度等信息。用戶可以在該數(shù)據(jù)庫(kù)里以區(qū)域?yàn)閱挝粚?dǎo)入導(dǎo)出數(shù)據(jù)、修改編輯數(shù)據(jù)、查詢數(shù)據(jù)、生成和瀏覽各種報(bào)表圖表。采用對(duì)象嵌入技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)圖形（主要是地圖）和數(shù)據(jù)的超鏈接。

而系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)是二級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)，應(yīng)用于系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理，由一級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化映射得到，各個(gè)鉆孔的信息具有規(guī)范統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型。

原文對(duì)區(qū)域地層層序的“優(yōu)化”過(guò)程是以某種類型的土層在大多數(shù)鉆孔中都處于靠近地面的上層，那么它在“優(yōu)化地層層序”中的位置也相對(duì)靠上；某種類型的土層只在極少數(shù)鉆孔中出現(xiàn)，就規(guī)定一個(gè)闕值，小于這個(gè)值時(shí)這種土層在“優(yōu)化地層層序”中就被忽略了，或者與臨近土層合并。其規(guī)則為：給鉆孔的不同位置賦予不同的數(shù)值，從上到下依次遞增，以此類推，各層對(duì)應(yīng)數(shù)值如表1所示。在某個(gè)位置出現(xiàn)某種土體，就給這種土體累計(jì)數(shù)值，同時(shí)記錄這種土體出現(xiàn)的次數(shù)。遍歷處理鉆探區(qū)域內(nèi)的所有鉆孔，就得到所有種類的土體的總數(shù)值和出現(xiàn)次數(shù)，二者相除得到各種土體的“加權(quán)數(shù)值”。

以“加權(quán)數(shù)值”為指標(biāo)對(duì)各種土體排序，結(jié)果的順序就是“優(yōu)化地層層序”。例如某區(qū)域的數(shù)個(gè)原始鉆孔信息如下所示（僅列出關(guān)于地層信息的部分）：A孔：a土厚度2.3m，b土厚度1.5m，c土厚度0.3m，d土厚度1.9m，土厚度0.8mB孔：c土厚度3.2m，a土厚度1.7m，b土厚度2.1m，e土厚度0.7mC孔：a土厚度2.6m，c土厚度1.5m，b土厚度1.9m，d土厚度2.2m，e土厚度0.9mD孔：a土厚度1.7m，c土厚度0.4m，e土厚度0.2m，d土厚度2.9m顯然，各個(gè)鉆孔的地層層序都不一樣，分別是：

A孔：a—b—c—d—e

B孔：c—a—b—e

C孔：a—c—b—d—e

D孔：a—c—e—d

那么應(yīng)該選用怎樣的地層模型呢？很明顯，采用上述4種層序中的任何一種都不合適，我們甚至連模型中有幾層都不能確定。更重要的是，還要解決地層顛倒的問(wèn)題。但是，利用上述方法，就可以得到如下表2的結(jié)果。所以各土體按加權(quán)數(shù)值排序后的順序?yàn)椋篴-c-b-d-e。即針對(duì)A、B、C、D4個(gè)鉆孔的“優(yōu)化地層層序”就是a-c-b-d-e。

該模型的優(yōu)缺點(diǎn)

上述模型的優(yōu)點(diǎn)是方便了后續(xù)的數(shù)據(jù)處理工作，且邏輯較嚴(yán)謹(jǐn)，能夠較完美的解決地層層序中的大多數(shù)異常問(wèn)題，如地層翻轉(zhuǎn)、缺失等。缺點(diǎn)是非專業(yè)人士較難理解，計(jì)算較復(fù)雜，比較深?yuàn)W，同時(shí)對(duì)于在同一鉆孔中重復(fù)出現(xiàn)的地層只能舍棄，認(rèn)為它只出現(xiàn)一次，這與實(shí)際情況不符，這個(gè)問(wèn)題很難解決。

本文的優(yōu)化方法

針對(duì)上述缺點(diǎn)，筆者認(rèn)為可以用如下的方法把它簡(jiǎn)化一下，剛好能解決上述兩個(gè)缺點(diǎn)。其優(yōu)化原則改為：給鉆孔的不同位置賦予不同的數(shù)值，從上到下依次遞減，和地面最接近的定義為第1層，最遠(yuǎn)的為最后一層，以此類推，各層對(duì)應(yīng)數(shù)值如表3所示，剛好和原文相反。在某個(gè)位置出現(xiàn)某種土體，就給這種土體累計(jì)數(shù)值。遍歷處理鉆探區(qū)域內(nèi)的所有鉆孔，就得到所有種類的土體的總數(shù)值。缺失的地層同樣以0計(jì)；然后按由高到低的順序拍下來(lái)，其結(jié)果的順序就是“優(yōu)化地層層序”。如果有地層顛倒現(xiàn)象，還是把它看成正常地層層序賦值；如果出現(xiàn)相同數(shù)值，則按照正常順序排列就是仍以前面的數(shù)據(jù)為例，優(yōu)化的結(jié)果如表4所示。其結(jié)果對(duì)A、B、C、D4個(gè)鉆孔的“優(yōu)化地層層序”還是a-c-b-d-e。

結(jié)語(yǔ)

本方法的優(yōu)點(diǎn)是非常簡(jiǎn)單好學(xué)，初學(xué)者也一學(xué)就會(huì)，且不容易出錯(cuò)；同時(shí)符合現(xiàn)實(shí)中的地層規(guī)律，因?yàn)槲覀兪紫冉佑|的就是最上面的地層；同時(shí)對(duì)于在同一鉆孔中重復(fù)出現(xiàn)的地層基本也能解決，如果重復(fù)了，照樣認(rèn)為它是一個(gè)地層，彌補(bǔ)了原模型中的缺陷，對(duì)于實(shí)際工作有較好的適應(yīng)性。根據(jù)這個(gè)模型，再建立各個(gè)鉆孔的地質(zhì)“塊-層”結(jié)構(gòu)，再建立起適用于信息處理要求的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。以此為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)出的工程地質(zhì)勘察信息處理系統(tǒng)可以為工程建筑設(shè)計(jì)部門和城市規(guī)劃部門的計(jì)劃、決策提供數(shù)據(jù)服務(wù)。