挡土墙优化设计与风险决策研究(1)程力学毕业(3)

3 挡土墙优化设计的风险决策

3.1 按数学期望准则的风险决策

采用数学期望准则风险决策之前先将表2中的第（2）项和第（5）项、表3中的第（12）项集中到表4来，并认为表中所有随机变量x1、x2、x3的概率p（x1）、p（x2）、p（x3）值均为0.333，则可算出a、b、c、d各方案的数学期望mζ值，详见表4。

由表4可见，减压式挡土墙mζ值较小，而悬臂式挡土墙的mζ值较大。比较结果表明，减压式挡土墙在这四种挡土墙方案中为最优方案。

3.2 按优势比较准则的风险决策

在进行优势比较准则决策之前，先将表2中的第（3）项第（6）项和表5中的第（13）项集列成表5并进行优势比较。详见表5。

将表5中各个随机变量相互比较发现，减压式挡土墙对其他三类挡土墙比较均得到“0”“0”“+”“+”，表明减压式挡土墙方案比较优秀，为首选方案。重力式挡土墙和扶臂式挡土墙方案对悬臂式挡土墙，比较结果也显示“0”“0”“+”“+”，表明该两者也有一定优势，可作为备选方案。

总之，无论采用数学期望准则还是采用优势比较准则分别对减压式挡土墙，重力式挡土墙、悬臂式挡土墙和扶壁式挡土墙进行分析，结果基本一致。在规范状态下，减压式挡土墙方案对围岩土扰动较小、较好地适应现场受限制的地形条件、工程量及造价较低，是被考核的四个挡土墙方案最具优势者。

4 减压式挡土墙在黄壁庄水库除险加固工程混凝土生产系统中的应用。

4.1 减压式挡土墙设计应注意事项

混凝土标号应为c20以上。进行配筋计算时宜取安全系数k≥1.4。并且墙底不得有虚土。

4.2 减压式挡土墙的施工

注意墙体分段施工程序：先浇筑ⅰ墙基底板——ⅱ垂直墙体下半部分——ⅲ减压平台以下的土方回填夯实——ⅳ浇筑减压平台——ⅴ浇筑垂直墙体上半部——ⅵ减压平台以上回填。

4.3 减压式挡土墙应用效果

在储料场的两端，总长4×40m=160m，墙高8.4m，墙基宽2.51m的减压式挡土墙于1998年11月建成投入运用。当储料7000m3时，减压平台以上储料高度h＞4m，墙顶变形2mm，墙基变形为0，运行正常。此种结构应用在储料场工程，减压平台可以代替部分混凝土硬化地面的工程量，一举两得，技术和经济效益明显。

5 结语

本项研究采用数学期望准则和优势比较准则对不同类型挡土墙方案进行风险决策获得满意的效果，使工程实际中提出的问题得到解决，是对挡土墙结构优化设计的有益尝试。

减压式挡土墙是本项风险决策研究比选的出的优秀挡土墙方案。在黄壁庄水库工程应用结果表明，它的挡土效果与其他重力式挡土墙、悬臂挡土墙和扶壁式挡土墙相当，而工程造价仅为其他三类挡土墙的57%—81%、对围岩的扰动影响仅为其他三类挡土墙的41%—44%，对受限制的土基条件适应性较好，技术和经济效益明显。宜作闸坝翼墙及一般渠系建筑物进出口过渡段工程的选择方案。

参考文献

[1]武汉水利电力学院.土力学及岩石力学[m].北京：水利电力出版社，1979.

[2]茅以升.现代工程师手册[m].北京：北京出版社，1992.

[3]劳道邦.黄壁庄水库除险加固工程混凝土供应系统设计[j].水工科技，1998.

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