【正文】 較大，尤其是采用樁基礎(chǔ)方案，工程造價(jià)估算約兩三百多萬。 23 表 53 各剖面擋土墻設(shè)計(jì)高度和埋深表 剖面 1139。 按照這種設(shè)計(jì)，因 MATLAB 優(yōu)化程序即是根據(jù)穩(wěn)定性要求編制的，其求解的非線性問題的約束條件就是各種安全性的限制條件，所以不同高度下設(shè)計(jì)結(jié)果的穩(wěn)定性驗(yàn)算均符合規(guī)范要求，見表 54。排水溝從坡腳擋墻面以跌水坎的形式通過，并在擋墻底部設(shè)置集水井一個(gè)，集水井長、寬、深均為 1m，井壁采用 C20 砼澆注。治理后可避免和減少的經(jīng)濟(jì)損失遠(yuǎn)大于治理費(fèi)用，并可帶來很好的社會(huì)效益和環(huán)境效益。 滑坡的產(chǎn)生 與其自然環(huán)境和工程地質(zhì)條件以及人類工程活動(dòng)密切相關(guān)。今后主要在下面二點(diǎn)作進(jìn)一步努力，希望得到進(jìn)一步的提高和完善。 在確保安全的前提下，建議采用比較經(jīng)濟(jì)，施工簡單易行的方案：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)。 第六章 結(jié)論與展望 通過本文的研究工作，本文得到以下幾點(diǎn)結(jié)論： 后山滑坡地形總體呈上緩下陡的斜坡。 。 邊坡上方匯水總面積約 ，平時(shí)無水流，僅雨季有坡面流 。 表 54 截面優(yōu)化計(jì)算結(jié)果 設(shè)計(jì)參數(shù) X1 X2 X3 X4 設(shè)計(jì) 高度 h=7 米 h= 米 h= 米 金家灣 后山邊坡總長大于 200m，各段高程不一致，設(shè)計(jì)時(shí)考慮到擋土墻的連續(xù)性和整體性，取邊坡最高、穩(wěn)定性系數(shù)最 小的剖面作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 （ 2） 高度基底埋深擬定 擋土墻的合理墻高應(yīng)保證滑坡體不發(fā)生越過強(qiáng)頂?shù)幕瑒?dòng)。 ： 格構(gòu)錨桿屬主動(dòng)加固措施，其優(yōu)點(diǎn)是能最大限度的調(diào)動(dòng)土體自身穩(wěn)定能力，施工方便，與坡面綠化措施結(jié)合，景觀效果較好；缺點(diǎn)是加固坡面面積較大，土層較厚，錨桿長度較長，錨桿、格構(gòu)工程量較大，工程造價(jià)較高。它包括兩方面的措施： （ 1） 在滑坡體上設(shè)置不透水的截排水溝，改善滑坡范圍以內(nèi)的排水系統(tǒng)，使流經(jīng)滑坡之水盡快排出滑坡體外。穩(wěn)定性計(jì)算分析認(rèn)為： hm1~ hm7中除滑面 hm5，在暴雨工況下穩(wěn)定性系數(shù)均低于設(shè)計(jì)安全系數(shù)，安全儲(chǔ)備低，滑坡主要以后緣裂縫為邊界或沿全風(fēng)化層最不利面發(fā)生。 表 41 各剖面處擋土墻設(shè)計(jì)高度 剖面 1139。 %變量初始值 VLB=[ 0 0 0]。 18 G3=x(3)*H^2*23。 該方法的程序計(jì)算框圖如圖 42 所示 15 圖 42 優(yōu)化計(jì)算方法流程圖 優(yōu)化結(jié)果分析 選定不同參數(shù)計(jì)算，經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，在對(duì)各參數(shù)均無特定要求的時(shí)候，優(yōu)化所得結(jié)果的變量，（墻背坡比）均為零；驗(yàn)證了重力式擋土墻的直立、俯斜兩種形式中，在無特別要求情況下，直立式墻型材料用量較俯斜式要少。設(shè)計(jì)者對(duì)以上某個(gè)參數(shù)取值有要求時(shí)，可將其事先給定，則程序可在余下的參數(shù)中進(jìn)行優(yōu)選計(jì)算。另外，邊坡前緣土體的失穩(wěn)形成新的高陡臨空面 ，可能會(huì)進(jìn)一步引發(fā)后緣松 散體發(fā)生變形破壞。 綜上所述，勘查區(qū)邊坡因人工開挖形成高陡的地形，邊坡主要出露全風(fēng)化層土體，巖土體物理力學(xué)性質(zhì)較低，邊坡穩(wěn)定性較差，加上長期強(qiáng)降雨的作用，加劇了滑坡災(zāi)害的發(fā)展。 ，西側(cè) 15m 長的擋墻被沖毀，東側(cè) 8m長的擋墻則發(fā)生鼓脹變形（圖 213）。 圖 210 88′ 剖面示意圖 Hp5：位于 BC 段邊坡東側(cè)端（圖 212），該滑坡規(guī)模最小，表現(xiàn)為坡頂土體垮塌，垮塌體橫向?qū)?5m，縱向長約 5m，滑體厚約 ~，滑坡方量約 50m 。 ，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）。 ，呈一面坡形態(tài)；房屋北側(cè)邊坡長 63m，坡高 8~14m，坡向 165~170176。 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，坡腳也未見強(qiáng)風(fēng)化基 巖，坡面種植喬木，邊坡下方為梯田。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)。 支擋工程中，應(yīng)用最廣，發(fā)展最早的就是擋土墻。人為作用和汛期強(qiáng)降水是浙江省滑坡形成的主要原因。截止今日，其中發(fā)生在中國的重大滑坡事件就有 4例。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。尤其是擋土墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，這種應(yīng)用很少。 勘查區(qū)內(nèi)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。 Hp1 現(xiàn)狀和原始地形剖面圖見圖 25?；露逊e體坡度約 15~35176?；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 ~。公路邊坡坡頂填方加載，坡腳開挖，使邊坡穩(wěn)定性變差。 ，強(qiáng)風(fēng)化與中風(fēng)化界面呈過渡狀，未見軟弱夾層，斜坡沿強(qiáng)風(fēng)化層底界面發(fā)生滑移的可能性小。 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 ~。 其中 ε為給定的小值。 G=v*23。*145。 Beq=[]。整個(gè) 金家灣 后山邊坡段， 累計(jì)發(fā)生過 6處大大小小的滑坡。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。 ： 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。 ，墻背與墻后填土摩擦角為 15176。擋墻底摩擦系數(shù) ，墻 后填土綜合內(nèi)摩擦角 33176。削方施工避開雨季，削方后對(duì)裸露坡面盡快復(fù)綠。與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比，工程直接費(fèi)用減少約 元?；陆?jīng)過治理 非但可以減免災(zāi)害，還可美化環(huán)境。優(yōu)化結(jié)果與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果相比，截面優(yōu)化約 ％，直接工程費(fèi)用節(jié)省約 11 萬元。因此為了擴(kuò)大優(yōu)化模型的適用范圍，可以在構(gòu)建數(shù)學(xué)模型中應(yīng)做進(jìn)一步的改善。故高陡的地形為滑坡的形成發(fā)展提供了有利的地形條件；區(qū)內(nèi)邊坡松散土層較厚，殘坡積層 30 與全風(fēng)化層厚度達(dá)十幾至二十幾米，土體結(jié)構(gòu)松散，空隙比較高一般大于 ，含水率大在30%~50%之間，處于可塑 ~流塑狀態(tài)，巖土體力學(xué)強(qiáng)度性質(zhì)也較低；臺(tái)風(fēng)季節(jié)強(qiáng)降雨是區(qū)內(nèi)滑坡發(fā)生的重要誘發(fā)因素。因此災(zāi)害治理有利于國防建設(shè)，能促進(jìn)浙江省經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對(duì)穩(wěn)定社會(huì)、安定民心、繁榮社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)等有著多方積極作用，其社會(huì)效益難以估量。 根據(jù)《浙江省短歷時(shí)暴雨》計(jì)算出百年一遇年最大 24小時(shí)雨量為 496mm，最大 1小時(shí)雨量為 。 計(jì)算結(jié)果可得出以下結(jié)論：邊坡坡腳砌筑抗滑擋墻后，坡頂按設(shè)計(jì)坡率放坡后，在暴雨工況下，典型代表性剖面的整體穩(wěn)定性系數(shù)均大于安全系數(shù) ，邊坡不會(huì)沿?fù)鯄Φ撞考舫觥?7739。 可以穩(wěn)定邊坡，坡面綠化后，景觀效果較好。錨索抗滑樁的設(shè)計(jì)方法和施工工藝在我國應(yīng)用也較為成熟。 、簡單易行，盡量節(jié)省工程投資。 19 圖 43 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)截面 圖 44 優(yōu)化設(shè)計(jì)截面 表 42 7m 擋土墻優(yōu)化設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表 X1 X2 X3 X4 截面積 V 抗滑 Kc 抗傾覆 K0 基底應(yīng)力 p 優(yōu)化設(shè)計(jì) 124 傳統(tǒng)設(shè)計(jì) 0 0 117 允許值 145 由表中結(jié)果可看出，在選取與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定安全系數(shù)時(shí)，優(yōu)化后的擋土墻截面面積比原設(shè)計(jì)方案的要小，截面面積減小了約 ％，優(yōu)化后的成果還是可觀的。%不使用大規(guī)模問題算法 =1e30。%抗滑穩(wěn)定性 k0=My/M0。 數(shù)學(xué)模型 由上述工程資料，可建立數(shù)學(xué)模型（圖如 41 所示），具體為： 基本參數(shù)： γ= ， δ=15176。 變量非負(fù)約束條件： 14 優(yōu)化計(jì)算方法和程序框圖 上述問題為一個(gè)帶約束非線性規(guī)劃問題，可用下列形式來表示： （ 1）求解 x1， x2， x3， x4： （ 2）使 V(x)=極小值； （ 3）約束條件： gj(xj)≤ 0， l， 2， 3?? 8。本文對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和優(yōu)化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)兩者均可以滿足安全穩(wěn)定性要求，但是后者更加經(jīng)濟(jì)、高效。 ，遠(yuǎn)大于原始自然斜坡坡度，且坡面裸露，坡腳基本無支擋結(jié)構(gòu)或簡易低矮的干砌塊石擋墻護(hù)坡，且發(fā)生滑坡段后緣很陡，堆積在坡面的滑體巖土體結(jié)構(gòu)較松散，故局部穩(wěn)定性較差，再次發(fā) 生滑坡失穩(wěn)的可能性較大，滑坡方量一般為幾十至幾百方。區(qū)內(nèi)自然斜坡坡度較緩為 10~25176。 ，坡度 60176。 Hp3：位于金家灣 村委樓房東側(cè)一棟 3 層樓房正后方（圖 28），該滑坡橫向?qū)?10m，縱向長 12m，滑體厚約 ~，滑坡方量 約 250m ，主滑方向 180176。該段邊坡坡頂殘坡積層厚約 ~，下伏全風(fēng)化凝灰?guī)r層， 厚度一般大于 10m，未見底。 勘查區(qū)內(nèi)沒有溪溝，也未見泉水出露。年平均氣溫 16℃ 左右，最熱 8月，平均氣溫 — ℃ ；最冷 1月，平均氣溫 一 ℃ 。隨著計(jì)算機(jī)軟硬件的飛速發(fā)展，借助于計(jì)算機(jī)，利用數(shù)學(xué)、力學(xué)等方法對(duì)工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)得到了廣泛的應(yīng)用。 在滑坡治理工程中，設(shè)計(jì)是核心，施工是保證。 1 [摘要 ]本文通過對(duì)地質(zhì)環(huán)境條件調(diào)查、破壞機(jī)制分析、 穩(wěn)定性分析、評(píng)價(jià)，在綜合分析滑坡成因的基礎(chǔ)上，提出三種可行的綜合治理方案從施工、治理效果和工程費(fèi)用等幾方面進(jìn)行多方案對(duì)比優(yōu)化。 目前，該段邊坡現(xiàn)狀較高陡，巖土體結(jié)構(gòu)也較松散，再次發(fā)生滑坡的可能性較大，存在巨大的安全隱患。 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀 工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建立結(jié)構(gòu)方案 的過程。 （圖 21） 5 地質(zhì)環(huán)境條件 舟山整個(gè)群島季風(fēng)顯著，冬暖夏涼，溫和濕潤，光照充足。根據(jù)地下水的賦存條件、分布特征等，可將勘查區(qū)內(nèi)地下水劃分為兩類：松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。 ，坡面種植毛竹。 2020 年 莫拉克 臺(tái)風(fēng)期間，該段邊坡發(fā)生了 3 處小規(guī)模的滑坡 Hp3~Hp5。 ，雜草叢生；最東側(cè)拐角廁所處邊坡坡高 4~8m，坡向 258176。 區(qū)內(nèi) AB、 BC、 CD 段邊坡為建房切坡形成， 金家灣 路邊坡部分段由填方形成。 斜坡局部穩(wěn)定性分析 居民房屋后邊坡現(xiàn)狀仍較高陡，坡高 8~14m，坡度為 30~60176。最終方案的合理性多受初始方案的影響，并且很大程度上取決于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)。 擋土墻地基應(yīng)力約束條件： 其中： 式中： Pmax 為基底最大壓力； P 為基底平均壓力； [R]為地基容許承載力。砌體容重為 23 KN/m3,基底摩擦系數(shù)取 μ=, 地基承載力為 145KPa。 %傾覆力矩 kc=(G*cos(a+a0+15/180*pi))*(195*cos(a+a0+15/180*pi)G*sin(a0))。iter39。 設(shè)計(jì)高 程（ m） 7 7 7 設(shè)計(jì)高度為 7m 的擋土墻，原設(shè)計(jì)截面尺寸如圖 43 所示，現(xiàn)按照本文程序計(jì)算結(jié)果，優(yōu)化截面如圖 44 所示，兩者所得的穩(wěn)定安