【正文】 出口為坡底近地面處。坡頂上方自然斜坡較緩，平均坡度約 22176。 ，該滑坡臺(tái)風(fēng)期間處于蠕變階段，臺(tái)風(fēng)后，村民對(duì)坡面進(jìn)行了分級(jí)削坡修整，達(dá)到新的平衡狀態(tài)（圖 27）。 ，坡腳干砌塊石擋墻 3m 高，擋墻頂寬 ，底寬 2m，發(fā)生的滑坡從坡腳擋墻剪出，沖向房屋至金家灣 路，擋墻被損毀，屋后滑坡堆積體厚 2~3m， 目前已被清除。 2020 年 莫拉克 臺(tái)風(fēng)期間，發(fā)生 2 處滑坡 Hp Hp2。 。 ，呈一面坡形態(tài)；房屋北側(cè)邊坡長(zhǎng) 63m，坡高 8~14m，坡向 165~170176。 2020 年 莫拉克 臺(tái)風(fēng)期間，區(qū)內(nèi)房屋后邊坡沿線發(fā)生 6 處滑坡，編號(hào)為 Hp1~Hp6，其中兩端的滑坡 Hp Hp Hp6 規(guī)模較大，方量為幾百方，滑坡體沖向坡腳民房，對(duì)民房造成局部損毀，所幸沒(méi)有人員傷亡。居民房后斜坡坡腳邊坡地層主要出露全風(fēng)化土層，未有泉水出露，也沒(méi)有基巖裂隙水滲出。山頂較孤立，不利于降水的匯集，其排泄條件較暢通，補(bǔ)給條件除了降雨無(wú)其它側(cè)向補(bǔ)給來(lái)源，區(qū)內(nèi)無(wú)河流沖溝，地下水位埋深較深，鉆孔揭露地下水位埋深 ~，部分鉆孔未揭露水位，總體上，斜坡上部水位埋深較斜坡下部埋深更深。 勘查區(qū)南側(cè) 金家灣 路堤邊坡為 13m 高的土質(zhì)邊坡，坡頂部分段為填方形成，邊坡出露全風(fēng)化層較厚，坡腳也未見(jiàn)強(qiáng)風(fēng)化基 巖，坡面種植喬木，邊坡下方為梯田?？辈閰^(qū)所在斜坡山頂高程為 225m，坡腳居民房屋、 金家灣 路高程為 197m，高差為 28m。常年降水量 927 一1620 毫米。 第二章 金家灣滑坡地質(zhì)背景、特征及形成機(jī)理 自然地理與地質(zhì)環(huán)境條件 自然地理概況 滑坡位于浙江省舟山市定海區(qū)金家灣村，中心地理坐標(biāo)： 東經(jīng) 122. 05′″ 北緯 30. 30′″ 。判斷設(shè)計(jì)方案是否合理的標(biāo)準(zhǔn)是：在保證治理后滑坡的穩(wěn)定及安全的條件下，工程造價(jià)最低優(yōu)化設(shè)計(jì)也是基于這一基本原則提出的，也是本課題研究的重點(diǎn)。 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法已在結(jié)構(gòu)工程科學(xué)實(shí)踐中開(kāi)始采用，但這種應(yīng)用還遠(yuǎn)不夠廣泛。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)缺乏高效性和經(jīng)濟(jì)性等衡量的標(biāo)準(zhǔn)；而最優(yōu)設(shè)計(jì)是在明確結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性與安全性等指標(biāo)下，結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，很方便地實(shí)現(xiàn)分析計(jì)算、設(shè)計(jì)、出圖等全過(guò)程的自動(dòng)化，提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。 擋土墻作為一種結(jié)構(gòu)形式，在我國(guó)仍未得到充分發(fā)展，相關(guān)的規(guī)范、技術(shù)手冊(cè)、應(yīng)用軟件和程序仍較少，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)圖集也少，表明整個(gè)土建領(lǐng)域?qū)ζ渲匾暢潭热圆粔?，需進(jìn)一步發(fā)展。 支擋工程中，應(yīng)用最廣，發(fā)展最早的就是擋土墻。 本文結(jié)合浙江省 金家灣 滑坡地質(zhì)災(zāi)害這一工程實(shí)例，采用多方案比較，結(jié)合實(shí)際施 工技術(shù)，提出滑坡治理綜合方案，并利用優(yōu)化方法，對(duì)擋土墻的結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究，使其更趨于經(jīng)濟(jì)。判斷 設(shè) 計(jì)方案是否合理的標(biāo)準(zhǔn)是：在保證治理后滑坡的穩(wěn)定及安全的條件下， 工程造價(jià)最低。這次事故使三幢樓房、一幢平房受到直接損壞，其中一幢平房被山洪沖垮，一幢樓房靠山體的兩小間被壓塌墻體，另一幢樓房的擋風(fēng)墻全部移位。人為作用和汛期強(qiáng)降水是浙江省滑坡形成的主要原因。我國(guó)是世界上滑坡分布最廣、危害最重的國(guó)家之一，其頻發(fā)性和嚴(yán)重性都相當(dāng)驚人。最終選用的綜合治理方案是由削方、抗滑擋土墻、地表排水、整坡填縫、生物防護(hù)等多種工程措施優(yōu)化組合而成。 論文重點(diǎn)是對(duì)抗滑擋土墻截面的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，在給定擋土墻設(shè)計(jì)高度的條件下，運(yùn)用結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法來(lái)確定擋土墻的截面尺寸，改變傳統(tǒng)迭代計(jì)算方法確定擋土墻截面尺寸，使截面面積取最優(yōu)值，達(dá)到簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和降低工程造價(jià)之目的。截止今日，其中發(fā)生在中國(guó)的重大滑坡事件就有 4例?；滤斐傻闹苯咏?jīng)濟(jì)損失約占突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害所造成經(jīng)濟(jì)損失的 70％。損毀道路約 1500 平方米，直接威脅著上下 8戶 39 位居民的生命和財(cái)產(chǎn)安全，并對(duì)周圍 15 戶 60 余位居民和一家幼兒園造成間接威脅。優(yōu)化設(shè)計(jì)也是基于這一基本原則提出的。同時(shí)也具有對(duì)浙江地區(qū)類似滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理提供參考價(jià)值。一項(xiàng)技術(shù)或一種結(jié)構(gòu)形式在一個(gè)國(guó)家或地區(qū)應(yīng)用發(fā)展的程度，從其具有的現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程和應(yīng)用手冊(cè)就可以概括的明白。另外縱覽國(guó)內(nèi)的研究工作，幾乎涉及擋土墻結(jié)構(gòu)的抗震分析和抗震設(shè)計(jì)處理措施的很少，也許是擋土墻應(yīng)用的局限性或者研究深度還不夠，隨著擋土墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用的增廣結(jié)構(gòu)型式，其應(yīng)用位置變得更重要，其抗震防災(zāi)性能和機(jī)理也應(yīng)做進(jìn)一步的探討研究。 優(yōu)化設(shè)計(jì)是近幾年來(lái)在計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，其應(yīng)用范圍涉及到各個(gè)鄰域，它是根據(jù)最優(yōu)化原理和方法，以人機(jī)配合或 自動(dòng)搜索 的方式，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的半自動(dòng)或自動(dòng)設(shè)計(jì)，以選出在現(xiàn)有工程條件下的最好設(shè)計(jì)方案 的一種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。尤其是擋土墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，這種應(yīng)用很少。然而在滑坡治理支擋工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面，卻至今未能引起廣泛的重視和推廣，究其原因：一是優(yōu)化理論大都為連續(xù)變量的非線性規(guī)劃，其結(jié)果不能直接符合實(shí)際工程設(shè)計(jì)中變量取值的離散特性。斜坡坡腳為 金家灣 一排居民房屋，有村級(jí)水泥公路 金家灣 路通過(guò)，交通較便利（圖 21）。 降雨主集中于 4~6 月份的梅雨期以及 7~9 月份的臺(tái)汛期，占全年降雨量的 75%以上。 勘查區(qū)內(nèi)斜坡較緩，坡度為 10~25176。 勘查區(qū)出露地層較復(fù)雜， 出露地層主要以中酸 — 酸性火山碎屑巖為主，少量酸性熔巖和火山沉積巖，屬鈣堿性系列或弱堿性巖系。勘 查區(qū)東南側(cè) 50m 以外有溪溝一條，是勘查區(qū)的地表水、地下水的排泄基準(zhǔn)點(diǎn)。 邊坡的地質(zhì)特征及破壞機(jī)制分析 勘查區(qū)內(nèi)斜坡高程范圍 23~126m，坡腳居民房屋、 幼兒園 與后山山頂高差為 37m，斜坡較緩，坡度為 10~25176。另外， 莫拉克 臺(tái)風(fēng)期間，勘查區(qū)南西側(cè) 金家灣 路堤邊 6 坡也發(fā)生一處滑坡 Hp7，公路邊人行道及綠化帶毀壞。 ，一級(jí)邊坡坡高約 8m，坡度 40~60176。邊坡上方自然斜坡坡度 25176。 Hp1：位于最西側(cè)的施德亮房屋后，該滑坡橫向?qū)?13m，縱向長(zhǎng) 9m，滑體厚約 1~4m，滑坡方量約 350m ，主滑方向 150176。 Hp1 現(xiàn)狀和原始地形剖面圖見(jiàn)圖 25。 圖 25 77′ 剖面示意圖 7 圖 26 Hp2 坡腳隆起變形跡象照片 圖 27 AB段削坡整形后概貌 BC 段邊坡地質(zhì)特征及破 壞機(jī)制分析 BC 段邊坡位于勘查區(qū)中部， 金家灣 村村委樓房后山，該段邊坡坡底線長(zhǎng) 76m，坡高~，坡向 180~195176。 ，為廢棄的梯田地形，梯田陡坎高 1~，坡面植被主要發(fā)育毛竹、雜草。據(jù)訪問(wèn)，滑坡發(fā)生以前的邊坡坡腳為 高的漿砌塊石擋墻，擋墻頂寬 ，底寬約 2m，滑坡發(fā)生后，擋墻被沖毀?；露逊e體坡度約 15~35176。坡腳擋墻高 ，墻頂寬 ，底寬約 2m，滑坡發(fā)生前，擋墻上方平臺(tái)寬約 ，平臺(tái)上方原始邊坡坡度60176。 ，坡腳為 2~ 高的干砌塊石擋墻；東側(cè)段 25m 長(zhǎng)邊坡，坡腳干砌 9 塊石擋墻 2m 高，擋墻上方平臺(tái)寬 7~10m，修建有一間磚房，平臺(tái)上方邊坡高 3~4m，坡度60176。邊坡上方自然斜坡較緩，平均坡度約 22176?；掳l(fā)生后在其后緣形成 ~ 高的陡壁（圖 212），前緣從擋墻底部剪出，擋墻被摧毀，滑坡體堆積在坡腳與教學(xué)樓之間，堆積厚度約 ~。 小結(jié) 由邊坡分段變形破壞特征 描述可知，勘查區(qū)邊坡變形破壞模式較單一，為局部的小規(guī)模土質(zhì)滑坡。 滑坡災(zāi)害的形成發(fā)展主要受內(nèi)在因素（地形條件、巖體結(jié)構(gòu) 條件）及外在因素（人工活動(dòng)、降雨作用）的影響。 ，坡高一般7~10m，填方邊坡單級(jí)坡高達(dá) 10m，坡度為 40~50176。公路邊坡坡頂填方加載，坡腳開(kāi)挖，使邊坡穩(wěn)定性變差。 第三章 邊坡穩(wěn)定性 分析 及 評(píng)價(jià) 邊坡穩(wěn)定性分析 穩(wěn)定性定性分析 根據(jù)野外工程地質(zhì)調(diào)查成果，分析斜坡變形破壞現(xiàn)狀，判斷斜坡穩(wěn)定性狀態(tài)，主要根據(jù)工程地質(zhì)類比法。 ，坡表植被發(fā)育，斜坡整體穩(wěn)定性較好，據(jù)區(qū)域資料，斜坡整體失穩(wěn)的可能性較小。 11 穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià) 斜坡整體穩(wěn)定性評(píng)價(jià) ，邊坡未出現(xiàn)整體大規(guī)模的變形破壞，只是發(fā)生局部性的滑坡（塌），整體處于穩(wěn)定狀態(tài)。 ，強(qiáng)風(fēng)化與中風(fēng)化界面呈過(guò)渡狀，未見(jiàn)軟弱夾層，斜坡沿強(qiáng)風(fēng)化層底界面發(fā)生滑移的可能性小。 第四章 擋土墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) 擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用的是重復(fù)設(shè)計(jì)方法。這種重復(fù)設(shè)計(jì)方法有兩方面缺陷：一方面設(shè)計(jì)繁復(fù)冗長(zhǎng)，效率很低；另一方面，一般設(shè)計(jì)單位不大可能花費(fèi)大量的人力和時(shí)間去進(jìn)行多方案 的比較，往往最終確定的方案并非理想的可行方案。 本文僅考慮填方擋 土墻的優(yōu)化設(shè)計(jì)，選擇工程中常用的仰斜式和直立式兩種墻型，采用庫(kù)侖土壓力理論計(jì)算，墻背填土為無(wú)黏性土 (c=0)。 x1 為墻頂寬度與擬選墻高 H0 之比，取值范圍為~； x2 為擋墻墻面坡比，取值范圍為 ~； x3 為擋墻墻背坡比，取值范圍為~； x4 為擋墻墻底坡比，取值范圍為 ~。比如：要求墻面直立時(shí)，則可以設(shè)置擋墻墻面坡比為 。 基底偏心距約束條件： 其中： 式中： e 為偏心距； B 為擋土墻基底寬度；Σ G 為作用于擋土墻的全部豎向荷載之和；Σ M2 為各力對(duì)前趾端點(diǎn)力矩。具體步驟如下： 用乘子法將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為無(wú)約束極值問(wèn)題： 其中： 式中：λ為乘子： r 為罰系數(shù)； p為約束數(shù)。 其中 ε為給定的小值。設(shè)計(jì)變量為連續(xù)變量，得出的某些結(jié)果在施工中 難以實(shí)現(xiàn)，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以程序所求出的最優(yōu)截面面積為基礎(chǔ)，將給出的截面尺寸適當(dāng)調(diào)整，即可達(dá)到施工要求，且滿足安全和經(jīng)濟(jì)條件。, 黏聚力 0KPa。%截面積函數(shù) h=(x(2)+x(1)+x(3))*H*x(4)/(1x(3)*x(4))。 G=v*23。G4=*(x(2)*H+x(1)*H+x(3)*H+x(3)*h)*h*23。 %豎向力力矩 M0=195*cos(15/180*pi+a)*1/3*H。 %偏心距 px=v/B*(1+6e/B)。*145。 %變量取值下限 VUB=[ ]。 =39。 =1e20。 Beq=[]。 2239。 9939。設(shè)計(jì)結(jié)果滿足安全穩(wěn)定性要求，同時(shí)滿足成本最優(yōu)化的要求。整個(gè) 金家灣 后山邊坡段， 累計(jì)發(fā)生過(guò) 6處大大小小的滑坡。潛在的滑坡隱患威脅到 金家灣 村民的生命財(cái)產(chǎn)安全。 。 ，防治工程設(shè)計(jì)使用年限為 50 年。對(duì)于滑坡的主滑地段可采取挖方卸載等減重措施；對(duì)抗滑地段可采取堆方壓腳等壓重措施。 （ 2） 在滑坡外圍修建截水溝，攔截滑坡四周來(lái)水，以阻止水流入滑坡范圍。 預(yù)應(yīng)力錨索框架適用于推力較大、抗滑擋墻難以奏效的情況，一般布置在滑坡剪出口附近。針對(duì)此類邊坡地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生類型和規(guī)模，防治方 案一般采用削放坡、抗滑擋墻、格構(gòu)錨桿等加固方案。 ： 抗滑擋墻屬被動(dòng)支擋措施，常用的有重力式抗滑擋土墻、樁板式抗滑擋土墻、樁基托梁擋土墻。三種設(shè)計(jì)方案比選見(jiàn)表51，在確保安全的前提下，建議采用比較經(jīng)濟(jì)，施工簡(jiǎn)單易行的方案：坡腳抗滑擋墻 +擋墻上方削填方，并做好邊坡復(fù)綠工程和區(qū)內(nèi)截排水系統(tǒng)。 可以穩(wěn)定邊坡。邊坡上方設(shè)置截排水系統(tǒng)。 ，墻背與墻后填土摩擦角為 15176。根據(jù)工程地質(zhì)勘查和野外地質(zhì)調(diào)查