近年来，随着公路、铁路、水利、水电等工程的飞速发展，挡土墙在边坡和基坑中的应用越来越广泛，挡土墙的结构形式也发展成多种新型、轻型结构挡土墙。箱型重力式混凝土挡土墙是新型结构挡土墙的一种形式，主要依靠钢筋混凝土壳体及壳体内的填料自重来稳定土体，形成坚固稳定的支挡结构，适用于工程地质条件较差、砂石料来源困难的地区。箱型重力式混凝土挡土墙已经在边坡工程中得到了较多的应用，并且也取得了一定的工程效果和经济效果，但是其设计理论远落后于工程实践。为了弥补设计理论的不足，不可避免的要提高工程的安全储备，从而造成了经济上一定的浪费。发展和完善箱型重力式混凝土挡土墙设计的理论体系，不仅具有理论价值，而且具有重要的应用价值。为此，本文在现有理论的基础上，对箱型重力式混凝土挡土墙的结构进行了优化设计。本文的主要研究内容和成果如下：1)论述了箱型重力式混凝土挡土墙的设计内容，对箱型挡土墙的构造要求、土压力计算、稳定性验算、内力计算、配筋设计等进行了详细说明，提出了箱型重力式混凝土挡土墙的设计计算方法。2)对箱型重力式混凝土挡土墙结构优化设计进行了研究。在确定了土压力计算模型和设计变量之后，对目标函数、约束条件的建立进行了分析讨论、并使用Matlab进行了程序设计。3)结合府谷大石板沟泥石流防治工程高挡墙的设计，对其优化设计过程进行了说明。通过对比优化前后的结果，揭示了箱型重力式混凝土挡土墙结构优化设计的必要性和优越性。