巖土勘測試驗成果集成化數(shù)據(jù)庫開發(fā)及應用研究

肖潤杰，郭 義，周 政，周星志

(1.中國能源建設集團湖南省電力設計院有限公司，湖南 長沙 410007；2.湖南科創(chuàng)電力工程技術有限公司，湖南 長沙 410007)

0 引言

根據(jù)調查，理正軟件依然是目前巖土試驗成果數(shù)據(jù)庫建立輸出文件的主要工作軟件。但該軟件在勘測試驗成果數(shù)據(jù)集成和批量修改等方面還存在不同程度的優(yōu)化空間。這個問題也是制約勘測試驗成果集成化數(shù)據(jù)庫開發(fā)的重要因素。

近年來，有大量學者和技術人員致力于巖土勘察工作中數(shù)據(jù)管理的二次開發(fā)，郭義[1]等基于理正軟件利用EXCEL進行二次開發(fā)，形成輸電線路巖土勘探點信息集成化數(shù)據(jù)庫，極大提高了信息前處理效率。王俊飛[2]等在EXCEL平臺內嵌VBA 進行二次開發(fā), 保證了供電計算科學快速進行。王桂堯[3]等在NET 開發(fā)平臺上用 Visual Studio Tools for Office 對 EXCEL 進行二次開發(fā)，設計了路基沉降監(jiān)測處理系統(tǒng)，提高了工作效率。陳靜瑜[4]等結合 Excel 數(shù)據(jù)表法和極限分析上限法進行滑坡滑裂面抗剪強度參數(shù)反演分析，取得了良好數(shù)據(jù)管理及分析效果；尤蘇南[5]利用Excel數(shù)據(jù)計算處理功能和CAD 繪圖功能結合起來，使勘察工程中生成“勘探點平面布置圖”的時間大大縮短。

通過學習、總結其他二次開發(fā)者的工作經驗，本文基于理正軟件，對EXCEL平臺進行二次開發(fā)，建立勘測試驗成果集成化數(shù)據(jù)庫，應用于巖土勘察工作。

1 巖土勘測試驗成果應用現(xiàn)狀分析

1.1 客觀因素

巖土勘測試驗樣品的取樣原則為根據(jù)相關規(guī)范和任務書的要求，兼顧擬建場地的勘察階段、地形地貌、地層巖性、水文地質和不良地質等方面抽取樣品。從空間上分析，樣品整體呈零星點狀分布。而由于樣品的隨機性差異，造成各試驗樣品的同項數(shù)據(jù)成果難以具有關聯(lián)性和規(guī)律性。

目前，勘測試驗樣品成果表由試驗室通過Office軟件生成，各數(shù)據(jù)均為獨立的數(shù)值格式。因此，此類表格無法對同地層同狀態(tài)樣品的試驗數(shù)據(jù)進行歸納統(tǒng)計和計算分析。如何有效地對大量試驗數(shù)據(jù)進行分類統(tǒng)計與計算分析，成為建立集成化數(shù)據(jù)庫的主要客觀因素。

1.2 常用軟件的制約

理正軟件作為巖土勘察專用的通用軟件，被廣泛使用在成果數(shù)據(jù)庫建立的工作中。但通過大量專業(yè)技術使用者的調查，總結出使用理正8.5PB及以下版本軟件建立試驗成果數(shù)據(jù)庫存在幾點弊端。

1)樣品各數(shù)據(jù)錄入：理正軟件中，樣品內各數(shù)據(jù)需逐個錄入，信息量巨大、繁復，耗時費力；鍵入時易發(fā)生錯誤、遺漏，造成差錯時間加長，降低整體工程效率。

2)各試驗項目多窗口錄入：單個樣品不同試驗項目數(shù)據(jù)成果需鍵入多個獨立窗口，數(shù)據(jù)集成化程度低，自檢或校審時發(fā)現(xiàn)鍵入錯誤后，數(shù)據(jù)管理能力降低。

3)樣品對應的鉆孔發(fā)生變化：當錄入環(huán)節(jié)發(fā)生樣品錯錄其他鉆孔，或鉆孔編號發(fā)生變化時，該鉆孔下所有樣品數(shù)據(jù)需刪除后重新錄入，無法批量修改。

2 勘測試驗成果集成化數(shù)據(jù)庫二次開發(fā)

理正軟件為方便技術人員二次開發(fā)，設置了“讀入理正標準接口數(shù)據(jù)”。所以可以利用EXCEL平臺建立易于過程控制的集成化數(shù)據(jù)庫，再生產標準接口數(shù)據(jù)文件，最終通過理正軟件進行運算和輸出。

2.1 集成數(shù)據(jù)庫的建立

利用EXCEL平臺作為巖土勘測試驗集成化數(shù)據(jù)庫載體。在一個EXCEL文件中建立“取樣鉆孔一覽表”“土工試驗成果表”和“試驗成果理正接口”三個子文件。

2.2 數(shù)據(jù)庫內文件的調用

基于EXCEL函數(shù)，采用VLOOKUP和IF函數(shù)語句實現(xiàn)“試驗成果理正接口”對“土工試驗成果表”和“取樣鉆孔一覽表”的搜索，函數(shù)語句為：IF($AL="",VLOOKUP($B5取樣鉆孔一覽表!$M:$NCOLUMN()-Z,0),VLOOKUP($B5,土工試驗成果表!$M:$N,COLUMN()-Z,0)) (L為目標行；M、N為搜索范圍；Z為目標位置相關數(shù)據(jù))。

根據(jù)語句代碼鏈接，“土工試驗成果表”和“取樣鉆孔一覽表”內鉆孔、試樣編號和成果數(shù)據(jù)可被“試驗成果理正接口”輸入?yún)^(qū)動態(tài)調用。經此處理，以上信息數(shù)據(jù)可自動更新，并可分散化和批量錄入，保證工作質量，提高工作效率。

2.3 理正接口文件的實現(xiàn)

“試驗成果理正接口”輸入?yún)^(qū)調用“土工試驗成果表”和“取樣鉆孔一覽表”內相關數(shù)據(jù)后，在右側成果區(qū)生成帶有理正信息代碼的數(shù)據(jù)庫，部分信息代碼意義見表1所列。

表1 信息代碼意義表

成果展示如圖1～圖3所示。

圖1 試驗成果理正接口文件輸入?yún)^(qū)

圖2 試驗成果理正接口文件成果區(qū)

圖3 試驗成果TXT文件

圖1為試驗成果理正接口文件輸入?yún)^(qū)，除鏈接代碼以外，各數(shù)據(jù)均可篩查調整。圖2為試驗成果理正接口文件成果區(qū)，均為自動生成部分。將該窗口成果區(qū)有效區(qū)域復制如TXT文件，再將TXT數(shù)據(jù)導入到Word，選擇查找將字符“/n”替換為“p”，將成果復制粘貼如“試驗成果TXT文件”，如圖3所示。最后將試驗成果TXT文件一鍵導入理正軟件即可。

3 試驗成果集成化數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢

試驗成果集成化數(shù)據(jù)庫具有數(shù)據(jù)集成化高和信息動態(tài)錄入可修改的特點。主要優(yōu)勢體現(xiàn)在數(shù)據(jù)可批量拷貝修改，方便篩查修改，操作簡便。同時保留理正軟件作為常規(guī)通用軟件的優(yōu)勢，利用TXT文件可一鍵導入相關數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)計算、統(tǒng)計及成圖等工作。

4 優(yōu)化方向

1)試驗成果理正接口文件輸入?yún)^(qū)內可進行篩查和修改，但智能化程度還有待提高?？稍俅卫肊XCEL平臺建立相關函數(shù)或宏文件，通過設定變異系數(shù)，直接篩除不合理數(shù)據(jù)。

2)數(shù)據(jù)庫文件導入理正軟件后，通過相關統(tǒng)計計算，可得出各試驗項的標準值、平均值等數(shù)據(jù)?？蓪⑾嚓P數(shù)據(jù)再次導出為EXCEL文件，進行人工篩查計算得出各試驗項的推薦值，再進行相關計算，得出承載力、壓縮系數(shù)等參數(shù)的推薦值。

5 結論

1)理正軟件作為巖土勘察專用的通用軟件，存在數(shù)據(jù)錄入繁瑣，工作集成化低的弊端，但該軟件留有技術人員二次開發(fā)的窗口，即“讀入理正標準接口數(shù)據(jù)”。

2)EXCEL平臺是一種較好的集成化數(shù)據(jù)庫載體。通過EXCEL平臺建立子文件，輸入相關函數(shù)語句，可動態(tài)調用和修改相應數(shù)據(jù)信息。最后生成帶有理正信息代碼的數(shù)據(jù)庫文件，導入理正軟件中進行計算統(tǒng)計，達到為巖土勘測試驗數(shù)據(jù)集成化的目的。

3)通過EXCEL平臺進一步開發(fā)，可在文件中篩除不合理數(shù)據(jù)和篩查計算推薦值，并進行相關計算，得出承載力、壓縮系數(shù)等參數(shù)的推薦值。