О программе

Программный комплекс «EngGeo» разработан для хранения и обработки данных инженерно-геологических изысканий.  В его состав входит база данных и набор модулей для обработки информации, вводимой пользователем.

Основными возможностями комплекса являются:

• хранение данных по бурению скважин, по лабораторным пробам грунтов и вод, по полевым испытаниям;
• расчет физико-механических и химических характеристик грунтов и вод и их статистическая обработка;
• создание текстовых отчетов по испытаниям и проходке выработок;

Отличительной особенностью «EngGeo» является то, что база данных накапливается в процессе работы, и в дальнейшем пользователь может повторно использовать данные по интересующим его выработкам совместно с новыми данными изысканий. Например, если есть ранее введенные материалы по объекту, площадка которого примыкает или даже пересекается с текущим объектом, есть возможность совместной обработки архивных и новых выработок, что позволяет более точно и полно определять свойства грунтов.

Программа может работать как в сетевом режиме, предоставляя одновременный доступ к БД нескольким пользователям, так и использоваться на локальном компьютере, не входящем в сеть. Путь к БД указывается во время установки программы. Кроме того, можно создавать несколько баз данных для различных регионов работ, тогда с помощью специальной утилиты, входящей в состав программного комплекса, пользователь указывает, с какой БД будет работать программа. 

Если компьютеры пользователей на объединены в сеть, предусмотрен экспорт объектов из БД в файл обмена и импорт в другую БД того же формата.

Для удобства работы в «EngGeo» можно находить объекты работ, выработки или пробы грунта по названию или номеру, устанавливать фильтр, ограничивая список объектов по выбранному критерию.

Все отчеты и ведомости, которые генерирует программа, имеют формат Microsoft Word и могут редактироваться и сохраняться на любом носителе как и все файлы этого формата.

Программа имеет большое количество возможностей по настройке режимов работы, заданию начальных значений. Например, в разделах по химическому анализу пользователь может установить стандартные для своей лаборатории нормальности титрующих растворов и объемы жидкостей для анализа, определяемые объемами используемого лабораторного оборудования.

Геолого-литологическое описание выработок

Описания выработок задаются при помощи списков характеристик (словарей), в которых  перечислены соответствующие классификации  грунтов по ГОСТ 25100-96, а также наиболее часто встречающиеся в буровых журналах характеристики. Словари можно редактировать, удаляя или отключая ненужные описания и добавляя признаки, характерные для региона работ. Порядок представления характеристик грунта в словаре может быть установлен пользователем, что дает возможность настроить для себя среду работы наиболее удобным образом. Для каждого литологического слоя задается глубина его залегания (подошва), геологический индекс, категория буримости и группа по трудности разработки.   Также определяются уровни грунтовых вод по скважине. (3.tif) Описание каждой выработки можно составлять непосредственно по словарям, а можно создать сначала кодификатор ИГЭ по объекту работ, а затем с его помощью описывать слои по всем скважинам.

По этим данным программа создает таблицу распространения инженерно-геологических элементов по объекту, ведомость уровней подземных вод и проводит расчет потенциальной подтопляемости объекта.  Подтопляемость объекта может определяться отдельно для каждого водоносного горизонта, могут использоваться как данные о уровне появления грунтовых вод, так и данные об уровне установления при наличии напорного горизонта.

При вводе данных можно копировать слои скважин, копировать целиком скважины,  «привязывать» выработки одновременно к нескольким объектам работ.

Данные по лабораторным пробам грунта

Комплекс «EngGeo» включает в себя рабочее место для грунтовой лаборатории. Поэтому в БД могут вносится исходные параметры, измеряемые при лабораторных испытаниях, такие как вес бюкса с грунтом, объем кольца, площадь кольца и т.п.  Пользователь устанавливает количество замеров, необходимое для расчета каждой характеристики, и по ним рассчитываются значения единичных определений и среднее значение, которое будет отражено в ведомости свойств грунтов. По мере ввода данных по пробе грунта программа  проводит классификацию пробы по ГОСТ 25100-96, эта информация появляется в верхней части окна программы. Переходя от пробы к пробе можно сразу же видеть наименования грунтов, которые будут уточняться при вводе данных по новым испытаниям.

Можно заранее задать тарировочные таблицы лабораторного оборудования и в дальнейшей работе пользоваться номерами колец, бюксов и тиглей.

Для использования архивных данных создан модуль, позволяющий заносить в БД уже рассчитанные ранее характеристики грунтов, а также просматривать физические и механические характеристики, полученные при обработке лабораторных испытаний, и при необходимости их корректировать.

Раздел лабораторных испытаний включает в себя следующие модули:

• физические свойства грунта,
• компрессионное сжатие с возможностью разгрузки и повторной нагрузки образца,
• определение коэффициента фильтрационной консолидации,
• определение характеристик набухания и усадки, включая набухание под нагрузкой,
• испытания методом одноплоскостного среза с повторными срезами «плашка по плашке»,
• испытания скальных и полускальных грунтов одноосным сжатием для образцов правильной и неправильной формы,
• испытания трехосным сжатием,
• стандартное уплотнение грунта,
• испытания шариковым штампом - для мерзлых грунтов,
• химический анализ водной вытяжки грунта (коррозионная активность),
• химический анализ проб грунтовых вод.

По каждому испытанию можно создать отчет с графиками и результатами опыта.

Также по всему объекту, участку работ или по отдельной выработке можно сформировать сводную ведомость физико-механических свойств грунтов. Порядок проб в ведомости можно устанавливать различный: либо по номеру ИГЭ, либо по глубине пробы в скважине.

В отчетах по результатам химического анализа грунтовых вод и водной вытяжки. Приводятся результаты анализа и заключение о коррозионной активности грунта  и воды по ГОСТ 9.602-2005 и СНиП 2.03.11-85.

В состав комплекса «EngGeo» входит утилита, позволяющая выявить несоответствия между полевыми описаниями слоев скважин и результатами классификации грунта по лабораторным исследованиям. При вызове этой функции создается файл с перечислением всех проб объекта, характеристики которых не совпадают с литологическим описанием грунта на той же глубине.

Для мерзлых грунтов может быть проведен расчет глубин сезонного промерзания и оттаивания в соответствии со  СНиП 2.02.04-88(1990).

Для определения нормативных и расчетных характеристик грунтов для выделенных инженерно-геологических элементов проводится статистическая обработка лабораторных данных в соответствии с ГОСТ 20522-96.  В расчете используется статистический критерий исключения частных характеристик, сильно отличающихся от среднего по ИГЭ значения. Но кроме того, пользователь может самостоятельно исключить пробу из статистической обработки, посчитав ее нехарактерной для данного слоя грунта. Статистическая обработка может проводиться для объекта в целом, участка работ в объекте, совместно для нескольких объектов.

Программа позволяет проверить возможность объединения двух ИГЭ в РГЭ. В этом случае в отчете по статистической обработке указывается, выполнены ли критерии объединения и если такое объединение возможно, в отчете приводятся нормативные и расчетные значения характеристик на весь РГЭ.

Полевые испытания

Комплекс «EngGeo» предоставляет пользователю возможность обрабатывать следующие виды полевых испытаний грунтов:

• статическое зондирование,
• динамическое зондирование,
• штамповые испытания,
• испытания радиальным прессиометром,
• испытания вращательным срезом (крыльчатка),
• термокаротаж.

Данные полевых испытаний должны быть соотнесены с какой-либо выработкой для возможности получения нормативных и расчетных характеристик грунтов. Замеры статического зондирования могут быть введены пользователем или считаны их файла, полученного с электронного регистратора установки ПИКА-17. По результатам этих испытаний программа проводит разделение песков по плотности, внося одновременно изменения в описания слоев скважин, соотнесенных с точками зондирования. (8.tif) Проведя статистическую обработку данных зондирования можно получить таблицу нормативных характеристик деформационных свойств грунтов. Такая таблица может быть создана в соответствии с различными нормативными документами:  МГСН 2.07-01 или по СНиП 2.02.03-85 по выбору пользователя.

Также может быть проведен расчет предельного сопротивления забивных свай по СНиП 2.02.03-85 или по СП 50-102-2003 и создан отчет для выбранных свай.  Типы свай, для которых проводится расчет, определяются настройками программы.

По результатам штамповых испытаний строится график и рассчитываются модули деформации на каждой ступени нагружения и на интервале нагрузок, выбранном пользователем.

После ввода всех данных по объекту работ может быть сформирована таблица объемов проведенных по объекту работ. В ней указывается метраж бурения, количество точек динамического или статического зондирования, количество штамповых испытаний, количество проведенных лабораторных определений физических, механических и химических свойств грунта и грунтовых вод.

Графические модули комплекса «EngGeo» реализованы в среде пакетов AutoCAD или MicroStation, выбор производит пользователь во время установки программы.

Построение колонок скважин.

Если в БД были занесены литологические описания слоев грунта,  то с помощью графического модуля «Колонка» можно сразу получить изображения колонок скважин. (рис.11) Выбор скважины для построения колонки происходит из общей БД по любому набору параметров.

Программа предлагает несколько предустановленных вариантов оформления колонки, а также в распоряжение пользователя предоставляется конструктор, позволяющий самостоятельно определить перечень выводимых в таблицу полей и порядок их расположения.  

Таким образом, можно создать свой шаблон для построения колонок. Для  каждой графы определяется ее ширина, место  расположения в таблице, текст заголовка. Шаблон может быть рассчитан на лист размера  А4 или А3, а также можно задать произвольный размер вывода изображения. Также задаются надписи над таблицей колонки (заголовки чертежа), их расположение и выравнивание.  Все типы шрифтов и размеры устанавливаются пользователем.

  Можно выбирать различные варианты изображения уровней грунтовых вод, управлять выводом проб грунта и воды, отмечать в колонке глубины испытаний штампами, крыльчаткой, прессиометром. (рис.12). 

  Кроме того, рядом с колонкой, в том же вертикальном масштабе можно построить по выбору графики статического зондирования, динамического зондирования или термокаротажа. Тип и цвет линий, заголовки графиков также можно устанавливать по выбору. Предполагается добавить  вывод графика забивки эталонной сваи.

  Все выбранные параметры записываются в виде единого шаблона, который затем можно использовать для дальнейших построений.

Изображение выработок в плане.

При вводе информации в БД для каждой скважины должны быть указаны ее координаты. В этом случае графический модуль «План» позволяет увидеть  расположение скважин на участке работ.

По умолчанию скважины отображаются на координатной сетке, но возможно подключить геодезические файлы геоподосновы по выбранному объекту работ. Такие файлы могут иметь как векторные, так и растровые форматы.

Для просмотра и работы с выработками в плане выбирается режим отображения: могут быть представлены все выработки базы данных, имеющие координаты, можно выбирать отдельные скважины по одному или нескольким объектам, выбирать центральную координату и радиус области отображения скважин.

В модуле «План» можно задать линию для будущего инженерно-геологического разреза, и программа автоматически определит скважины, по которым он будет в дальнейшем построен. Пользователь может изменить этот набор скважин, добавляя или удаляя скважины в режиме диалога, переопределить  линию разреза и заново создать набор скважин.

Информация по всем разрезам для одного объекта работ записывается в соответствующую папку, запоминаются как координаты линии разреза (трассы), так и отредактированные подборы скважин. Можно в любой момент удалить из объекта работ какой-либо разрез либо добавить новый. При этом в БД сохраняется вся информация по скважинам, а удаляется лишь список скважин для конкретного разреза. Таким образом, можно в плане определить последовательно все разрезы, а затем переходить к построению литологических слоев.

По каждой выработке в режиме предвариетльного просмотра можно построить графическую колонку.

Построение инженерно-геологического разреза.

По результатам работы модуля «План» можно построить инженерно-геологический разрез по определенному набору скважин. Список объектов работ и список линий разрезов (трасс) по этим объектам позволяет выбрать для построения любой разрез, если для него был определен набор скважин. Кроме этого, можно непосредственно задать набор скважин для разреза, выбрав их из базы данных, для чего нужно дополнительно указать расстояния между скважинами. В этом случае такой вновь созданный набор скважин также может быть записан в свой объект работ для повторного исаользования.

Перед началом построений пользователь может выбрать вертикальный и горизонтальный масштабы чертежа, задать цвета и типы линий для границ слоев, размеры шрифтов для подписей. Такие установки можно сохранять в нескольких вариантах и затем использовать в чертежах.

Для любого выбранного разреза сначала строятся колонки скважин по своим абсолютным отметкам. В колонках изображаются подошвы всех геологических слоев, типы грунтов, включения и прослои в основной грунт, уровни подземных вод, места отбора проб воды и грунта, отмечаются условными знаками скважины, к которым привязаны испытания штампами, статическим или динамическим зондированием. (рис.15) Можно указать курсором на значок пробы и получить в отдельном окошке ее основные физико-механические характеристики.

Основные условные обозначения (штриховки) для грунтов и включений созданы в соответствии с действующим ГОСТом и входят в поставляемую библиотеку условных обозначений. В добавление к этому возможно самостоятельно создавать новые штриховки, «привязывать» их к наименованиям уже существующих в БД грунтов, или пополнять список грунтов. Такие вновь созданные штриховки записываются в общую библиотеку и могут затем использоваться наравне со стандартными. Штриховки не нужно определять каждый раз для нового разреза, они создаются один раз и затем новый грунт можно использовать в любых описаниях слоев, на всех разрезах он будет штриховаться по созданному образцу.

 Следующим шагом является автоматическое проведение стратиграфических границ. Для правильного расположения слоев в БД задаются возрастные группы от самых молодых грунтов до древних, границы строятся с учетом установленной градации. Такую настройку словаря геологических индексов также достаточно провести однажды, все разрезы далее будут строиться на основе этой информации. Пользователь может изменять расположение слоев, относящихся к единой возрастной группе, но различающихся генезисом. Для этого создан удобный инструмент интерактивного диалога, предлагающий варианты возможного расположения границ, из которых пользователь выбирает необходимое положение.

После построения стратиграфических границ проводятся литологические границы по выделенным ранее инженерно-геологическим элементам. Эти границы также могут редактироваться с помощью того же инструмента, что используется для редактирования стратиграфических границ. (Выделение ИГЭ в скважинах происходит на этапе ввода информации в БД в первой части комплекса  «EngGeo».)

Для окончательного оформления чертежа разреза все построенные слои заполняются своими штриховками, проводятся линии уровней грунтовых вод, границы мерзлых грунтов, создается легенда условных обозначения.

Пользователь может включать в чертеж шкалу вертикальных отметок, рамку и штамп, выводить расстояния между скважинами.

Построение разреза можно проводить в несколько этапов. Все изменения,  корректировки и настройки сохраняются при выходе из программы. При следующем обращении к тому же разрезу можно продолжить построение дальше или перестроить разрез заново с самого начала.