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复合土钉支护结构现场监测及数值模拟分析
一、引言
随着城市化进程的加快，很多城市地区会面临着土地利用不充分的情况，导致在城建过程中会出现许多地基基础的依赖问题。而且有一些地基基础的重要性，甚至超过了建筑物本身。在这样的情况下，在设计一些建筑物和基础的时候，不仅需要依靠地基处理技术，更需要借助一些先进的支护技术。
作为一种先进的土工支护技术,以复合土钉为代表的土钉支护技术在近年来广泛应用于各类岩土工程中，尤其是在土质脆弱，高边坡围护，基坑开挖，地下工程施工中得到广泛应用。复合土钉支护技术是一种将预制的钢丝绳或钢筋悬挂在岩土工程内侧，然后在拉力的作用下使其与土体紧密结合的土工支护技术，它将包括土方支护、防护层、灌注桩、预应力锚杆等技术有机地结合起来。
由于复合土钉支护技术的使用表现的比较好，所以在岩土工程的设计和支护方案中被广泛的采用和应用。然而，复合土钉支护技术不可避免的存在一些缺陷或者潜在的风险，在实际项目应用过程中也有一些问题出现，如变形超限、钢杆腐蚀、地基沉降等。为了解决这些问题，就需要采用一些先进的技术对其进行分析和研究。而此时使用复合土钉支护结构的现场监测表现便尤为重要。下面我们将详细介绍复合土钉支护结构现场监测及数值模拟分析。
二、复合土钉支护结构的现场监测
1.现场监测概述
现场监测又称工程监测，是指对建筑工地内的建筑物及其周围环境进行在建工程安全监控、构建工程质量管理、建筑工程环境控制等目的而进行的各种技术检测工作。在复合土钉支护结构的设计过程中，现场监测是不可或缺的一环。
2.现场监测内容
在复合土钉支护结构的设计中，根据实际的需要，现场监测的内容可以包括以下几个方面：
(1)土钉和钢筋悬挂的张力监测：该种监测相关的指标有复合土钉长度、土钉直径、钢筋悬挂的预紧力等等，可以根据具体的情况采取现场监测装置进行，常见的有应变计、负荷传感器等。
(2)岩土体位移监测：该种监测相关的指标为岩土体的位移，可以通过GPS等装置进行。
(3)地基沉降监测：该种监测相关的指标为土体的沉降，可以通过悬浮锥度仪等装置进行。
(4)插销层集中下沉的检测：这种情况下会上传防护层的搬运工人、措施等误操作的现象，在现场监测中可以采用光栅孔隙讲计等装置进行监测。
3.现场监测设备
就如上所述，复合钢钉支护结构的现场监测主要采取对以下几个方面的监测，各方面的监测也会相应的采取相应的设备：
(1)土钉和钢筋的张力监测设备：主要采取负荷传感器、应变计等装置。
(2)岩土体位移监测设备：主要采取GPS等装置。
(3)地基沉降监测设备：主要采取悬浮锥度仪、拉线测量仪等装置。
(4)插销层集中沉降监测设备：主要采取光栅孔隙讲计等装置。
三、数值模拟分析
1.数值模拟分析的时机
在复合土钉支护结构的设计和施工过程中，数值模拟分析的时机主要是在设计阶段和施工阶段。其中在设计阶段中，要针对已有建筑物和地区地质情况进行设计分析；而在施工阶段中，要对土体的位移和结构的变形情况进行监测分析，以及对与建筑物百中其他物体间的作用力进行分析，同时研究各种复合土钉支护技术的有效性.
2.数值模拟分析的参数设置
在进行数值模拟分析时，来自复合钢钉支护结构施工过程的参数非常重要，它们包括土方自重、挖土工作的力量、岩土模量和材料的强度、复合钢钉的长度和几何形状、以及结构的过度应力、阳极氧化膜的厚度和硬度、钢材的力学性质等等，这些参数在数值模拟分析中都有很高的影响度。
3.数值模拟分析的模型选择
在进行数值模拟分析时，需要基于岩土物理力学的数学模型来进行研究。在模型选择中，总共需要考虑四个方面的因素，即模型的适用性、复杂度、运算速度和调节能力。目前常用的模型有轴对称模型、平面应力模型、平面应变模型和三维模型。
四、结论
通过对复合土钉支护结构的现场监测及数值模拟分析，我们可以了解复合土钉支护技术的运用情况，掌握支护方案的可行性，有助于指导复合土钉支护结构的建设，从而实现工程安全和质量的保证。