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边坡防治工程优化设计研究

张昱  
【摘要】:近年来,随着人工边坡数量的增加,对于如何既保证边坡防治工程的安全有效,又能节约投资缩短工期,是一项非常紧迫的任务。抗滑桩工程作为边坡防治的主要措施之一,在边坡防治工程中应用极为广泛,但由于抗滑桩设计理论的不完善,在工程应用中仍然需要依靠经验,设计随机性很大。因此,为了在边坡防治工程中使抗滑桩的设计既安全又经济,需要对抗滑桩的设计优化进行研究讨论。本文以宜君县万寿广场边坡作为研究对象,结合其地质环境背景,对该边坡的稳定性、防治方案优选及抗滑桩设计优化等方面进行了分析和讨论,取得以下主要认识和成果:(1)总结了现阶段边坡稳定性及边坡优化理论的国内外研究现状及发展趋势;(2)结合万寿广场边坡的地质环境条件及边坡特征,提出了影响该边坡稳定性的主要因素;(3)采用传递系数法和FLAC3D数值模拟两种方法分析万寿广场边坡的稳定性,均得到万寿广场边坡不稳定需及时进行防治的结果,两种方法结果相符;(4)结合万寿广场边坡的地质环境背景,提出三种综合防治方案,采用模糊综合评判法得到锚索格构+悬臂式抗滑桩+锚索抗滑桩+地表排水是最经济、最合理的方案;(5)以万寿广场中部边坡地质环境为背景,采用FLAC3D软件对其进行数值模拟,分析抗滑桩在不同桩间距、桩截面尺寸及桩锚固深度三个设计要素下的抗滑性能变化;(6)提出了抗滑桩的优化设计目标函数及约束条件;(7)在该边坡优化设计计算过程中,引入土拱效应理论,并结合工程经验求解最优桩间距;引入遗传算法,对目标函数进行求解,得到了抗滑桩最优截面宽、截面高及锚固深度。


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