土钉支护是基坑和边坡加固中重要的支护形式之一,它以其经济可靠、施工快速简便等优点在我国得到了迅速推广和广泛应用。但由于目前人们对土钉支护的作用机理认识不足,其设计仍停留于经验阶段,而且,往往只注重土钉支护的安全性,忽视了其经济性。因此,为了兼顾二者,必须对土钉支护的优化设计方法进行深入研究,其具有重要的理论与工程实际意义。本文在深入研究国内外相关研究现状的基础上,首先通过研究土钉支护的加固机理,提出了土钉最大拉力分配系数的概念,并给出了相应的计算方法,而且,通过将该方法所得的分析结果与工程测试结果进行对比分析,验证了其合理性;其次,结合土钉支护整体稳定性的极限平衡分析方法,建立了确定土钉合理设计长度的计算模型,为土钉支护的优化设计奠定了基础;然后,在深入研究土钉支护设计影响因素的基础上,构建出了可考虑受土钉层数、土钉间距、土钉倾角和土钉长度等众多因素综合影响的土钉支护优化设计模型;最后,在上述研究基础上,引进模拟退火优化算法,通过将其与几何控制参数法结合,建立出了土钉支护优化设计的新方法,并开发出相应的计算程序。工程实例分析和计算表明,本文所提出的优化设计方法稳定可靠,计算所得到的优化设计方案兼具安全与经济合理性,为土钉支护优化设计提供了新的思路和方法。