扶壁式挡土墙结构的最优设计

【摘要】：近年来随着公路、铁路和城市建设的加快，虽然在这些地区的边坡设计上以前 做过一些设计研究工作，但研究很不系统。目前，应用在黄土及湿陷性黄土地区边 坡上的支挡结构形式单一，边坡坡度较小，占地面积大，造价高，不太符合安全、 经济和高效的现代设计理念。 本文探讨了挡土墙的作用、形式、应用现状、研究现状及发展趋势。选择山区 公路、铁路和城市边坡中可靠度较高经济性较好填方支挡结构-扶壁式挡土墙结构 进行优化设计，使扶壁式挡土结构的材料强度充分发挥以达到使用安全和经济效益 最佳的目的。首先，确定土压力。由于挡土墙所承受的主要荷载是土压力，因此采 用工程中普遍使用的库仑土压力理论来计算土压力的大小和作用点。其次，确定扶 壁式挡土墙各个构件的计算模型和计算荷载，由此进行内力分析，计算出结构内力。 然后，以扶壁式挡土墙工程的总体造价为目标函数，对墙面板、趾板、踵板及扶肋 的截面尺寸和配筋等作为设计变量，以结构的强度、稳定性和规范规定的构造要求 为约束条件建立数学模型，采用网格法对扶壁式挡土墙结构进行优化设计，最后， 优化设计结果与工程实例进行了对比分析。并能使之优化程序应用于工程实践。本 文所采用的优化思想还可以应用到其它类似的支护结构设计当中。