[发明专利]一种用于多台段式场平布局的土方平衡优化设计方法

权利要求书

1.一种用于多台段式场平布局的土方平衡优化设计方法，其特征在于，实施步骤如下：

第一步：根据场区地形坡度分析确定岩土体休止角，结合建筑边坡工程技术规范GB50330-2002土质边坡坡率允许值和岩质边坡坡率允许值，选定稳定合理的边坡挖填坡比；

第二步：根据总图布局，将场平区划分为不同建构筑物台段场平单元、道路场平单元及边坡场平单元，利用GPCAD土方计算软件，确定不同类场平单元的挖填方量占比、面积占比及挖填不平衡系数等土方特征参数；

第三步：依据场平单元内在联系及土方特征参数大小确定控制性场平单元和依附性场平单元；

第四步：在控制性挖方场平单元中，以挖方量占比及面积占比最大为控制目标，遴选出关键性挖方单元；

在控制性填方场平单元中，以上部建构筑物对下部地基土承载力要求最低和面积占比最大为控制目标，遴选关键性填方单元；

第五步：确定场平方平衡优化设计目标，具体包括土方挖填基本平衡、土方挖方总量最小、相邻台段面高差最小等优化设计目标；

第六步：以关键性挖方单元和填方单元台段面设计标高为优化变量，以土方挖填基本平衡为目标函数，构建土方平衡优化设计计算模型，并结合土方挖方总量最小、相邻台段面高差最小等土方平衡优化设计目标，求解土方平衡优化设计计算模型，确定各场平单元的优化技术参数；

第七步：确定土方平衡优化技术参数，通过Δh_w、Δh_T和其他非关键单元设计标高以及依附性单元的设计标高调整高差；

所述场平单元优化技术参数确定按下列方式完成：首先根据关键性挖方单元的现状地形，给定一个初始值较大的Δh_w，代入式（1）土方平衡优化设计计算模型，计算出Δh_T；然后根据Δh_T及(Δh_w-Δh_T)的正负性调整Δh_w，直至(Δh_w-Δh_T)→0，若Δh_T＜0，则增加Δh_w，若(Δh_w-Δh_T)＜0，则减少Δh_w，反之亦然；最后根据各场平单元间的内在联系及工艺要求确定非关键性场平单元及依附性场平单元的设计标高调整高差；

第八步：根据土方平衡优化后的技术参数，结合格网计算模型，利用GPCAD土方计算软件计算优化后的土方量，以验证其可靠性。

2.根椐权利要求1所述的一种用于多台段式场平布局的土方平衡优化设计方法，其特征在于：所述土方挖填基本平衡优化设计目标是指：为减少土方调配运距，在尽可能满足各场平单元自身挖填平衡的前提下，合理调整台段面设计标高，使得总挖填方量达到基本平衡，以减少余土外运或借土投资；考虑岩土体具有可松性，天然岩土体挖出来后体积将扩大，将这部分土转到填方区压实后其体积仍比最初天然岩土体的体积要大，即存在一个土方开挖回填扩容系数α一般取为1.02～1.05，当考虑开挖回填扩容系数时，挖填不平衡系数宜控制0.95～0.98之间。

3.根椐权利要求1所述的一种用于多台段式场平布局的土方平衡优化设计方法，其特征在于：所述土方挖方总量最小优化设计目标是指：在满足台段面工艺、道路设计及边坡稳定等技术要求的前提下，合理调整关键性挖方单元和填方单元台段面设计标高，以期使得挖方总量最小，减少场平土方工程投资。

4.根椐权利要求1所述的一种用于多台段式场平布局的土方平衡优化设计方法，其特征在于：所述相邻台段面高差最小优化设计目标是指：在满足上述两点优化设计目标的前提下，合理调整关键性挖方单元和填方单元的台段面设计标高，尽可能降低相邻台段面高差，以减少直立陡坎加固费用；具体实施过程中，可采用关键性挖方单元和填方单元台段面设计标高同升同降的方法予以解决。