摘 要

削坡减载是滑坡常用治理方式之一。目前传递系数法在削坡减载方案设计中是应用最广泛的方法。基于传递系数法的常用削坡减载设计方法虽然可以确定削坡位置和减载量，但并没有考虑削坡后边坡形态的基本要求，对实际工程指导意义不大。为此本文做了以下工作，取得了一定成果：

（1）阐述了传递系数法两种方法的基本原理，分析了常用削坡减载设计方法的求解步骤及其存在的缺陷：未考虑削坡后边坡形态的基本要求。

（2）基于传递系数法的思想，综合考虑边坡稳定性、削坡后边坡形态的基本要求和最小减载量的条件，建立优化模型，提出了优化算法。

（3）结合工程案例，利用程序化语言将削坡后条分条块的高度作为变量，并以边坡的稳定系数大于设计要求安全系数、条块左侧高度大于等于右侧高度且得到最小减载量为判定条件，不断对各条块高度进行优化组合，优化搜索得到最小减载量时各条块的高度，获得了削坡减载更加具体的设计方案。

（4）与其他削坡减载设计结果对比分析，可以得出本文削坡方案更切合工程实际，不仅充分考虑坡面形态的基本要求，还给出了削坡后各条块的高度及削坡厚度，对工程施工具有很强的可操作性，应用前景很好。

关键词：削坡减载；传递系数法；边坡稳定性；坡面形态；优化算法

Abstract

Cutting slope and unloading is one of the commonl methods of landslide treatment. At present, the transfer coefficient method is the most widely used method in the design of cutting slope and unloading. the common methods based on the transfer coefficient method are able to determine the location and optimal dimension of cutting slope , but it does not take into account the basic requirements of slope shape after slope cutting, which is of little significance to practical engineering guidance. In this paper, the following work has been done, and some achievements have been obtained:

(1) This paper expounds the basic principle of the two methods of transfer coefficient method, analyzes the solving steps and defects of the common method, the basic requirements of slope shape after cutting slope are not considered.

(2) Based on the idea of transfer coefficient method, this paper establishs the optimization model and the optimization algorithm is put forward by considering the slope stability, the basic requirement of the slope shape and the minimum cutting quantity.

(3) By using the programmed language in combination with the engineering case,in which the heights of blocks after slope cutting are taken as a variable, and the stability coefficient is greater than the safety factor, the left height of the block is greater than or equal to the right, the minimum cutting quantity are taken as the judgment condition, a more specific design scheme is optimized and accessed.

(4) Compared with the other design methods, it is concluded that the scheme of cutting slope is more practical, which not only fully considers the basic requirements of the slope shape, but also gives the heights of the blocks and the cutting thickness, with strong guidance for engineering construction operation and good application prospect.

Key words: Cutting slope and unloading; transfer coefficient method; slope stability; slope shape; optimization algorithm

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及进展 1

1.2 存在问题 2

1.3 研究内容及研究思路 3

1.3.1 研究内容 3

1.3.2 研究思路 3

第2章 常用削坡减载设计方法 5

2.1 传递系数法 5

2.1.1 强度储备法 5

2.1.2 超载法 6

2.2 常用滑坡削坡减载设计方法 6

2.2.1 剩余下滑力 7

2.2.2 约束优化 8

2.2.3 剩余抗滑力 9

2.3 本章小结 11

第3章 滑坡削坡减载治理优化设计方法 12

3.1 优化设计模型 12

3.1.1 安全系数 12

3.1.2 优化模型 13

3.2 优化设计模型求解步骤与方法 15

3.3 本章小结 17

第4章 案例分析 18

4.1 案例介绍 18

4.2 案例分析 19

4.2.1 常用方法设计分析 19

4.2.2 优化算法设计分析 21

4.2.3 设计结果对比分析 23

4.3 本章小结 24

第5章 结论与展望 25

5.1 结论 25

5.2 展望 25

参考文献 27

附录 29

附录A案例优化算法源程序 29

致谢 32

第1章 绪论

1.1 研究背景及进展

滑坡作为一种自然或人为引发的边坡失稳破坏形式，对目前相关工程建设的快速发展造成了很大的阻碍。特别是近现代，随着国家在公路、铁路等领域的巨大投资和发展，对边坡的扰动破坏愈来愈多，边坡失稳的可能性大大增加。不仅影响了工程的进程，还可能诱发更大的灾害，造成经济损失甚至人员伤亡。对于临界状态的边坡，削坡是经常采用的方式之一。特别是应急抢险，效果显得尤其有效。

削坡是指降低坡度，让边坡变缓，减载是减小原来的重量。削坡减载就是通过对整个滑坡段或某一小段进行削减处理，来减小滑坡体的重量，从而使边坡达到稳定状态。削坡减载是为了减小了剩余下滑力，达到阻止滑坡体下滑的目的。通过放缓边坡和减小滑体重量，使得滑坡剪出口的剩余下滑力小于或等于零，最终边坡在工况条件下可以处于稳定的状态^[1]。常用的边坡稳定性判断的依据是稳定系数处于安全的可控范围之内。

削坡减载应用广泛，优点也比较多。首先其设计和施工方法较为简单，不需要进行大量复杂的计算，同时不需要其他的建筑材料，所需的机械也能尽快到位，施工可快速进行。其次其在很短时间内，就可以组织对临界失稳边坡进行有效的加固措施，在滑坡的应急抢险中，应用很广泛。而且削坡减载造价较低，可节省大量成本。但削坡减载也并不是适用于所有的滑坡，也有一定的适用范围：