CN110569622B - 一种基于多目标优化的挡土墙优化设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多目标优化的挡土墙优化设计方法，包括以下步骤：第一步：确定功能定位；通过前期资料，明确工程项目中挡土墙的功能定位，确定功能目标函数及与之有关的变量；第二步：确定功能排序；优化权重的分配，通过场地评价、外部荷载等外部条件，对已定位的功能通过专家调查法进行功能优先排序；第三步：确定判定条件；第四步：进行优化判定，直到所有功能均满足为止。本发明的目的在于提供一种基于多目标优化的挡土墙优化设计方法，以解决现有技术中对挡土墙优化设计的方法存在的诸多问题，实现减少主观因素干扰、保证结果准确度，提高优化效率的目的。

Description

一种基于多目标优化的挡土墙优化设计方法

技术领域

本发明涉及地基基础领域，具体涉及一种基于多目标优化的挡土墙优化设计方法。

背景技术

现有技术中，挡土墙的设计方法主要分为以下两种：1)套用设计图集；2)试算法；

其中挡土墙试算法流程为：第一步，选择基底位置；第二步，拟定墙身断面形式及尺寸，分析挡墙荷载及组合，进行挡墙验算；第三步，验算结果不满足规范要求或安全系数偏大，则重新拟定墙身断面形式及尺寸，重复上述设计步骤，直至恰好满足要求为止。其中，挡墙验算包括：稳定性验算(抗滑稳定性、抗倾覆稳定性)、强度验算(基底承载力及偏心距验算、截面强度验算)两部分。

现有的挡土墙优化设计基于两种思路：第一种是穷举法，凡是可能的都计算出来做比较；第二种是基于经验预判断，具体包括：第一步，通过原始案例积累分析，按一定评判标准建立墙型排序(比如，依据以往施工难易、造价成本经验，常用墙型优选排序为重力式→衡重式→悬臂(扶壁)式；第二步，通过比对现有工程条件，用剔除法从排序中选择第1试算墙型；第三步，拟定断面尺寸进行墙体验算，如果断面不满足规范要求或安全系数偏大，则重复试算；第四步：所得体型与常规经验比对，如果体型不在常规经验范围内，则回到第二步，对下一个试算墙型重复以上步骤，直到满足规范要求与常规经验为止，推出最优方案。

现有的挡土墙优化设计的研究情况：

(1)对挡土墙优化的研究主要集中在针对同一种墙型的结构优化比较，少有见到不同墙型间的比较研究。

(2)对挡土墙设计优化的研究主要集中于试算法的优化(比如讨论验算指标对结构参数设置的敏感性关系、推广优化程序化的开发、讨论智能算法在结构优化设计中的应用)，以及其它提高设计中计算方法精度、辅助结构设施的方法等，少有见到对优化技术路线的研究。

(3)讨论结构参数与验算指标关系：包括对衡重式挡土墙各设计参数变化对截面尺寸的影响进行总结，提出了衡重式挡土墙优化的基本原则；减压台设计对位置对挡土墙优化设计的作用；

(4)推广优化程序化开发：通过经典算法，提高获得同一墙型、同一墙体位置下，“满足安全条件下，截面积最小”结构尺寸试算法可行解的效率和准确性；

(5)讨论智能算法在优化设计中的应用，通过智能算法获得权重分配，力图突破同一墙型、同一墙体位置下，“满足安全条件下，截面积最小”结构尺寸试算法局部可行解困境，获得全局最优解。

现有优化设计方法存在的问题和缺点是：

1)现有优化技术路线，其实是一个以安全性功能验算为唯一主导优化指标的优化方法，其并未将挡土墙多层次功能需求目标引入优化考虑，仅模糊地将墙体位置、墙体经济性作为结构安全性验算步骤中的一个的影响参数，存在将多目标优化问题简化为单目标设计的问题，一方面可能忽视多功能的需求，并不是真正意义上的最优方案；另一方面可能导致后期为满足其它功能的要求而设计返工。后一点，随着社会发展日益明显，尤其在水环境工程项目、市政项目中尤为突出，挡土墙工程项目除了过去的安全功能需求外，还逐步增加了环保、节能、文化、娱乐、审美的工程需求，这些都超出了现有优化设计路线的功能满足；

2)现有优化设计路线以试算法为主，初步确定挡土墙基本位置、基本尺寸后，然后进行土压力计算、稳定性验算(抗滑稳定性、抗倾覆稳定性)、强度验算(基底承载力、应力比及偏心距验算、截面强度验算)，该方法往往需要多次计算，一旦某一步验算不过，就必须修改重新试算，影响参数众多，计算工作量大，重复性劳动多，但该方法设计的挡土墙只是保证了挡土墙的安全性，并未考虑其经济性；

3)现有优化设计技术路线，对方案的经济性比较主要体现在(1)第一步墙型优选排序、第四步常规体型判断，这是依据过往经验的考虑；(2)第二步验算中以“满足要求时墙体截面最小”作为经济性指标。前者经验性考虑因个体、区域而存在差异性，后者的“截面最小”作为浇筑工程量，对经济性影响有限，开挖、回填、钢筋配筋也是影响权重较大的经济指标。

4)现有优化设计技术路线的第一步，即墙型优选排序的建立，很大程度依靠案例样本数量和种类，数量太少、工程条件太类似，样本代表性不足，会影响个案中墙型试算顺序，带来不必要计算工作量；

5)现有优化设计技术路线的第四步，常规体型的经验判断，也是一个数据统计结果，样品代表性不足，会影响方案评定，其作用较虚，如果经验不足，其实相当于没有这个辅助性判断，更何况经验总是有限，对于个别案例，可能存在超出经验范围被误判的可能；

6)现有优化设计技术路线，并未平等地比较所有常用墙型，存在一个优先试算墙型既满足规范要求，又满足常规体型的经验判断，从而提前终止优化，但实际所得方案并非真正最优的可能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多目标优化的挡土墙优化设计方法，以解决现有技术中对挡土墙优化设计的方法存在的上述问题，实现减少主观因素干扰、保证结果准确度，提高优化效率的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

现有的挡墙设计一般基于试算法，以安全为约束，以结构断面最小为目标对结构尺寸进行优化，一般对墙型、墙体位置的设置基于穷举法或经验库。在设计过程中，现有存在的问题是：设计基于单目标优化，随社会发展对挡墙的功能要求增加，约束条件增加，求解难度增加；没有把挡墙日益增多的功能目标需求考虑进设计技术路线，存在优化目标重点不突出的矛盾；方法基于试算法，存在设计效率性不足的矛盾。

为此，本申请提出一种基于多目标优化的挡土墙优化设计方法，包括以下步骤：

第一步：确定功能定位。通过前期资料的收集、整理与分析，明确工程项目中挡墙的功能定位，确定功能目标函数及与之有关的变量；

第二步：确定功能排序：即优化权重的分配，通过场地评价、外部荷载等外部条件，对已定位功能，通过专家调查法进行功能优先排序，该排序结果只是功能权重分配的一个体现，不影响各功能的基本满足性，且所有功能不能违背国家强制性标准；

第三步：确定判定条件：根据有关要求确定判定标准，根据功能对数据敏感性，进行精度分类，根据精度要求选择合适的优化判定方法；具体而言，本步骤即确定约束函数、不同敏感度目标函数对应的设计方法，即对敏感性低的目标函数选用精度低的设计方法，对敏感性高的目标函数选用精度高的设计方法。

第四步：进行优化判定。按照功能优化的排序顺序，通过对一个或多个的设计参数改变，利用判定方法、判定标准进行功能优化判定，满足上一个优化功能的设计参数进入下一功能优化判定，如果下一个功能难以满足，则重新返回上一个功能优化判定，并在功能容许值范围内调整优化目标值，得到的新设计参数再次进入下一个功能判定，如此反复，直到所有功能均满足为止。本步骤是根据已确定的条件进行各层子目标的满足设计，排序在前的优先得到满足，以牺牲排序靠后功能的墙体参数可变范围，来优先满足排序靠前功能的墙体参数要求，从而确定既能满足全部功能、又能体现功能个体差异的最优解。

在上述四步的基础上，最后确定的挡墙位置、墙型、结构尺寸即为最优设计方案。

本申请引入多目标问题优化的策略，解决传统设计只能考虑单目标的问题；根据目标函数与对变量敏感性的不同，选用不同精度的设计方法，解决试算法计算繁琐、效率低的问题；并对参数设计流程的进行按倒金字塔递归算法来构建，随不同功能层的满足，逐步减少未知参数，解决计算效率低的问题。

本申请的设计思路主要包括：

1)针对现有技术路线将方案优化问题简化为安全性为主导的优化问题，本申请基于多目标优化算法的思想，拟对挡土墙引入多功能优化子目标，通过以子项局部优化解逼近全局最优解；

2)为减少计算工程量，本申请引入目标对变量精度敏感性的分类，根据不同精度敏感性的不同，而选取不同的设计方法；

3)本发明一种基于多目标优化的挡土墙优化设计方法，针对现有技术在优化过程中对经济性考虑不足的问题，本申请能够根据需要引进其它主要经济性指标进行比较；

4)针对现有技术路线的第一步建立墙型优选排序中存在样本数量、种类影响优先排序的问题，本申请不再对墙型进行优选排序，而是对常用墙型进行平行试算、平等比较，减少主观因素的干扰；

5)针对现有技术路线的第四步中常规体型经验性判断存在较大的个体、区域差异，在实际操作并不存在共用性的问题，本申请彻底摒弃该方法，完全不再考虑；

6)针对现有技术可能存在提前终止优化的情况，本申请不再对墙体结构进行经验性体型判断，从而克服可能提前终止优化的问题。

优选的，所述确定功能定位包括：将一个问题分解为多个目标函数，以及与其有关的等式和/或不等式约束。

优选的，所述确定功能排序包括：将多目标函数转化为一个标准多目标优化模型。

优选的，所述进行优化判定的方法包括：引入约束函数，通过设计变量的改变，获得目标函数的局部解，并通过已定出的模型解取舍标准，进行迭代求解。

优选的，所述工程项目中挡土墙的功能定位包括景观效果功能、经济性功能、安全性功能、生态性功能、娱乐性功能、文化性功能中的一种或多种。

优选的，所述景观效果功能包括出露墙高、墙面材质、墙面坡度中的一种或多种。

优选的，所述经济性功能包括结构浇筑工程量、开挖工程量、回填工作量、工序人工耗时中的一种或多种。其中所述结构浇筑工程量包括含钢筋配置的工程量。

优选的，所述安全性功能包括抗滑稳定性、抗倾稳定性、地基承载力、地基应力比、偏心距、墙体截面强度中的一种或多种。

本方法的原理支撑为：

从数学角度来说，第一步中的功能定位，即是将一个问题分解为多个目标函数，以及与其有关的一些等式以及不等式约束组成，即如下描述：

Min f₁(x₁,x₂,...,x_n)………Min f_r(x₁,x₂,...,x_n)

max f_r+1(x₁,x₂,...,x_n)………max f_m(x₁,x₂,...,x_n)

s.t.g_i(x)≥0，i＝1,2,…,p

h_j(x)＝0，i＝1,2,…,q

式中，函数f_i(x),{i＝1,2,3,…,m}称为目标函数，g_i(x)和h_j(x)称为约束函数；x＝{x1,x2,...,xn}^T是n维设计变量；X＝{x∣x∈Rⁿ,g_i(x)≥0,h_j(x)＝0,i＝1,2,...,p,j＝1,2,...,q}为可行域。

在这个多目标优化问题中有m(m≥2)个目标函数，r极小化目标函数，(m-r)个极大化目标函数)和(p+q),p,q≥0个约束函数(其中有p个不等式约束和q个等式约束)。

第二步中的功能排序，即权重分配就是将上述多目标优化问题公式转化为一个标准多目标优化模型：Min F(X)＝[f₁(x),f₂(x),...,f_m(x)]^Ts.t.g_i(x)≤0,i＝1,2,…,p

其中，设计变量x₁,x₂,...,x_n是实际工程设计中可以人为指定控制的，不同取值意味着对应不同工程系统设计方案，通常，x＝{x₁,x₂,...,x_n}^T为优化问题的一个解，满足所有约束函数的一个变量称为可行解，优化问题中所有可行解构成整个优化问题的可行域。在单目标优化问题中，通常最优解只有一个，而且能用比较简单和常用的数学方法求出其最优解。然而在多目标优化问题中，各个目标之间相互制约，可能使得一个目标性能的改善往往是以损失其它目标性能为代价，不可能存在一个使所有目标性能都达到最优的解，所以在这一步中权重分配，其实就是定出一个优化取舍标准，具体而言，本方法依靠专家调查法，确定出功能排序作为权重分配原则，即以通过损失排序靠后的目标优化性能，来满足排序靠前的目标优化性能的改善。

第三步中的目标函数f₁(x),f₂(x),...,f_m(x)是评价系统性能指标的数学表达式，其包含了实际工程中设计中认为对某项优化目标实际有影响的设计变量，以及判定方法及标准：按目标函数对变量敏感性分类，对敏感性低的目标函数选用精度低的设计方法；对敏感性高的目标函数选用精度高的设计方法。

第四步实际是引入约束函数g_i(x)，通过设计变量x₁,x₂,...,x_n的改变，获得目标函数f₁(x),f₂(x),...,f_m(x)的局部解，并通过已定出的模型解取舍标准，进行迭代求解。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本申请一种基于多目标优化的挡土墙优化设计方法，是基于多目标优化算法，引入多功能性满足的优化设定，是正视挡土墙工程随社会发展而衍生的功能增长需求，将多目标优化算法的使用范围从局部结构优化推向了整体功能性优化，符合社会的发展需要；

2、由于本申请中从子目标优化解到多目标整体的优化解，是基于权重的分配，目前通过调查法确定的排序来体现权重分配，其目的是为了依靠通俗易实现的优化步骤、尽可能多的人工手段来实现优化目标，降低本申请的技术难度，但需要补充说明的是：第一，排序方法的确定除了调查法外，还可用其它的经典算法来实现；第二，权重分配不一定必须是通过“功能排序”来实现，还可通过智能化算法的引入，用模型来体现权重分配，这两点补充，意味着本技术路线在不影响自身逻辑性的前提下，还具有后续自身模块优化、开拓的条件；

3、本申请引入功能性满足排序，即“功能权重高的先满足”，是立足于现有工程结构安全技术的发展现状，合理提高工程非安全功能需求的地位，不再一味只追求安全，减少人力、物力、财力的浪费；

4、本申请对功能进行分类，通过判定指标精确度，来合理选用分析方法，比如经济性优化、景观性优化，因为对结构精度敏感性差，所以采用查图法，而安全性优化对结构精度敏感高，故利用软件进行试算，有效得到满足精度要求的准确结果，从而减少重复性劳动，提高设计效率。

5、本申请在不同功能层，针对各层目标函数进行独立设计，使各层目标函数对应的设计变量逐层满足，挡土墙总体设计所未确定的设计变量呈“倒金字塔”形逐层减少，减少了后面功能层的计算强度，并配合“技术精度高的后满足”的迭代顺序，减少了后面功能层的计算难度，提高了优化计算效率；

6、本申请对各功能的优化判定独立进行，不再仅仅作为安全性功能优化中的一个设计参数，一方面有利于该功能的全面比较评定，另一方面，有利于对各功能的优化独立引入该项最新的判定方法，使技术路线始终充满开拓性。比如对于单一墙型的安全性优化，就可以结合现有诸多优化研究进行设计，选择最合适的判定方法。

7、本申请不再对墙型进行优先排序，对适用墙型进平行试算、平等比较，也不再对墙体结构进行经验性体型判断，一方面减少对经验性数据的依赖，减少人为主观干扰，另一方面对适用墙型采用穷举法进行比较，避免了方案优化的提前结束，避免最优解遗漏。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明具体实施例的流程示意图；

图2为本发明具体实施例中A墙的典型断面图；

图3为本发明具体实施例中B墙的典型断面图；

图4为本发明具体实施例中C墙的典型断面图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例：

一种基于多目标优化的挡土墙优化设计方法，以某湿地公园为例：

(一)设计基本条件：需结合景观要求设置泄洪渠挡墙，其地基及墙后填土性质见表1，渠道无车行要求，只考虑人行荷载，局部挡墙只作绿化要求，无人行要求。

表1地基及墙后填土性质

(二)设计工况：

根据渠道运行特点，设计工况分为正常工况、地震工况、骤降工况。

正常工况：由于该渠道仅在上游泄洪时有水，故正常工况考虑墙前后无水，仅受墙后土重、附加荷载的情况；

地震工况：地震设计烈度8°；

骤降工况：考虑暴雨后，渠道泄洪已完成，墙背水还未及时排除的情况，根据规范注释，墙前、墙后水位差取相应不利条件下最大水位差值的1/2。

(三)设计步骤：

第一步：确定功能定位。作为景观公园配套防洪设施，本挡土墙工程项目主要需具备景观效果功能(主要与出露墙高有关)，经济性功能(主要与结构材料、结构尺寸、墙后开挖坡度、回填材料、回填工程量)、安全性功能(主要与结构尺寸、结构材料性质、地基土性质、回填土性质)有关。

第二步：确定功能排序：根据勘察对场地条件的评价、外部荷载条件的调查，通过专家调查法确认，本项目在工程安全保障实现上较为容易，而渠道较长，作为公园主要构筑物之一，景观要求较高，故功能实现排序上景观要求排第一，经济性排第二，安全性排第三。满足上一个功能的挡墙设计参数为下一个功能的初始输入值。

第三步：确定判定条件：

景观效果功能：在满足泄洪要求的前提下，挡墙出露墙高尽可能不超过2m高，局部由于造景需求，可以超出要求。判定方法：通过泄洪渠防洪要求(即渠道泄洪水位高度、渠道安全超高的确定)，计算挡土墙出露墙高，与景观期望值相比较，以满足要求的出露墙高、墙体位置为最优参数。

经济功能：在满足景观、安全性功能的前提下，建筑施工成本最小。判定方法：通过确定的挡墙位置、墙高，通过查图集法，确定适用墙型的结构尺寸，从而确定单宽墙体的浇筑量、配筋量、开挖量、回填量，并通过工程量×单价得到单宽墙体总成本，以总成本最低的墙型为最优。

安全性功能：以前两个功能确定出来的墙体位置、墙型为优化基础，判定方法：通过改变结构参数，对结构进行稳定验算、强度验算，以满足4级渠道各项安全性指标要求为准，主要控制性安全指标见表2。

表2案例项目主要控制性安全指标

工况	抗滑稳定安全系数	抗倾覆安全系数	基底平均承载力	应力比
					正常工况	1.2	1.40	150	2.0
地震工况	1.0	1.20	150	2.5
					骤降工况	1.2	1.40	150	2.0

第四步：进行优化判定：

第1项：景观要求功能优化判定。对渠道取典型断面，根据泄洪渠设防洪计算与景观期望值比较，确定典型断面墙体位置及出露墙高，如图2-4所示。

第2项：经济性功能优化判定。根据景观要求，除A墙为路堤墙(双载型)外，B墙、C墙均为路肩墙(平载型)，同时根据渠道抗冲刷、地基埋深、趾深结构等要求，初步拟定三个墙的总墙高为A墙高2.8m、B墙高3.8m、C墙高2.6m，以此墙高、墙体位置、外部荷载情况为参数，通过挡土墙通用图集，查找适用的重力式、衡重式、悬臂式挡墙结构，进行经济性比较，确定的结构形式、及其经济性比较见表3。通过经济性比较可知衡重式与悬臂式经济指标差异较小，考虑到悬臂式需要配筋、从材料采购损耗到施工工序组织上都比衡重式要复杂一些，实际成本还需考虑这部分费用，故最终选取衡重式墙型作为最优墙型。

表3典型断面适用墙型的经济性比较

第3项：安全性功能优化判定。以确定的墙体位置、出露墙高、墙型为基础输入，通过改变衡重式结构参数，利用理正软件进行墙体稳定验算、强度验算，在参数设定时遵循按照1)墙顶宽度由0.5m开始依次增大；2)减压平台由0.5倍墙高开始依次减小，平台位置控制在(0.4～0.5)倍墙高范围内；3)上墙背坡率由小至大试算，建议从0.3起算；下墙背坡率由大至小试算，最大不超过0.25的原则进行试算。最终得到结构参数见表4，安全系数见表5。

表4安全性优化的结构参数

表5安全性优化结构对应的控制性验算指标

第五步：各典型断面的挡土墙设计参数满足了景观要求、经济性要求和安全性要求，故为对应典型断面的最优设计方案。

下面以本实施例为例，对本申请中的挡土墙优化设计方法进行验证：

作为方法有效性对比，采用穷举法，对本案例中A、B、C三个典型断面，分别以重力式、衡重式、悬臂式三种墙型，按三个设计工况进行结构优化设计，以“满足稳定性验算、强度验算时截面面积最小”为判定标准，得到各典型断面下三种墙型结构对应的结构参数见表6～8，控制性验算指标见表9，经济性对比见表10。

表6各典型断面的重力式结构参数

表7各典型断面的衡重式结构参数

表8各典型断面的悬臂式结构参数

表9各典型断面三种墙型结构控制性验算指标

表10各典型断面三种墙型的经济性比较

由表10可知，在满足结构安全性的前提下：1)体型比较，重力式最大，悬臂式体型最小；2)底宽比较，重力式最大，衡重式与悬臂式比较接近；3)回填量比较：衡重式最小，悬臂式最大；4)配筋比较：重力式、衡重式不需要配筋，仅悬臂式需要；5)从墙体浇筑(含配筋)成本上来比较，悬臂式最便宜，衡重式次之，重力式最贵；6)考虑开挖、回填后成本来比较，重力式最贵，衡重式最便宜，但悬臂式与衡重式成本差异较小。在综合考虑经济成本、施工条件的情况下，实际最优结构形式应为衡重式，最优结构参数为表7对应的参数。

通过比较表3与表10可知，在经济性比较上，本方法通过查图法得到墙型与对比方法得到的墙型结果一致，但是查图的工作量比结构试算工作量小，本方法只通过7个墙体结构查图，3个墙体结构试算，就得到了原本要通过9个墙体结构试算才能得到的结果，提高了优化设计效率。

如果按照传统优化技术路线，第一步选试算墙型时，对于本案例，三种墙型都适用，无剔除，则按“重力式→衡重式→悬臂式”排序优先选择重力式为第1试算墙型。第二步，通过试算，得到满足控制标准的结构参数。由表6、表7可知，重力墙结构参数满足控制标准；第三步，将已得到的结构参数与常规经验值比对，看是否在经验范围内。将图集断面形式视为一种经验范围，将试算断面结果与查图结果进行体型比较(如表11)，可知两者差异不大，可认为计算得到的重力式结构在常规经验范围内，可以作为推荐最优结构，停止结构优化。而这与穷举法得到的结果并不一致。

表11重力式墙型试算结果与查图结果对比

相比较而言，本方法由于对适用墙型采用穷举法进行了优化比较，故不会出现最优解漏项，同时在优化中多种方法共用，对精度敏感性低的经济优化采用查图法，对精度敏感性高的安全性优化采用程序试算法，即保证了结果准确度，又提高了优化效率，而且，相比较常规穷举法，本方法是在不同功能层、针对功能层目标函数进行穷举比较，各层目标函数对应的设计变量随各层功能的逐层满足，挡土墙设计所涉及的总体未确定设计变量逐层减少，实现“功能权重高的先满足，技术精度高的后满足”，提高了优化计算效率，是经济有效的优化设计方法。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于多目标优化的挡土墙优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：确定功能定位：通过前期资料，明确工程项目中挡土墙的功能定位，确定功能目标函数及与之有关变量；

第二步：确定功能排序：优化权重的分配，通过外部条件对已定位的功能通过专家调查法进行功能优先排序；

第三步：确定判定条件：确定判定标准，根据目标函数对变量敏感性，进行精度分类，根据精度要求选择合适的优化判定方法；

第四步：进行优化判定：按照功能优化的排序顺序，通过对一个或多个的设计参数改变，利用判定方法、判定标准进行功能优化判定，满足上一个优化功能的设计参数进入下一功能优化判定；如果下一个功能难以满足，则重新返回上一个功能优化判定，并在功能容许值范围内调整优化目标值，得到的新设计参数再次进入下一个功能判定，如此反复，直到所有功能均满足为止。

2.根据权利要求1所述的一种基于多目标优化的挡土墙优化设计方法，其特征在于，所述外部条件包括场地评价、外部荷载、社会环境需求中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种基于多目标优化的挡土墙优化设计方法，其特征在于，所述确定功能定位包括：将一个问题分解为多个目标函数，以及与其有关的等式和/或不等式约束。

4.根据权利要求3所述的一种基于多目标优化的挡土墙优化设计方法，其特征在于，所述确定功能排序包括：将多目标函数转化为一个标准多目标优化模型。

5.根据权利要求4所述的一种基于多目标优化的挡土墙优化设计方法，其特征在于，所述进行优化判定的方法包括：引入约束函数，通过设计变量的改变，获得目标函数的局部解，并通过已定出的模型解取舍标准，进行迭代求解。

6.根据权利要求1所述的一种基于多目标优化的挡土墙优化设计方法，其特征在于，所述工程项目中挡土墙的功能定位包括景观效果功能、经济性功能、安全性功能、生态性功能、娱乐性功能、文化性功能中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的一种基于多目标优化的挡土墙优化设计方法，其特征在于，所述景观效果功能包括出露墙高、墙面材质、墙面坡度中的一种或多种。

8.根据权利要求6所述的一种基于多目标优化的挡土墙优化设计方法，其特征在于，所述经济性功能包括结构浇筑工程量、钢筋配置工程量、开挖工程量、回填工作量、工序人工耗时中的一种或多种。

9.根据权利要求6所述的一种基于多目标优化的挡土墙优化设计方法，其特征在于，所述安全性功能包括抗滑稳定性、抗倾稳定性、地基承载力、地基应力比、偏心距、墙体截面强度中的一种或多种。

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