遗传进化算法搜索斜坡最小安全系数的研究

介绍了斜坡滑裂面搜索问题和遗传进化算法,并试用遗传进化算法从斜坡任意形状滑裂面组合中搜索最有可能的滑裂面,也就是安全系数最小的滑裂面.作为实例,分析了遗传进化算法在天生桥二级电站首部枢纽进水口右岸滑坡案例中的应用.分析结果表明,在搜索斜坡滑裂面问题上遗传进化算法较其它搜索算法具有准确性和可靠性的优势.     

基于无限条分法的黄土边坡稳定性研究

减少边坡的稳定性造成的地质灾害发生,关键在于研究其稳定性分析方法能否准确地分析其稳定性及破坏模式。根据极限平衡法的边坡稳定性分析理论,研究黄土边坡滑裂面不过坡脚情况下的无限条分法计算理论,通过公式的推导,得到了滑动力矩Mr,抗滑力矩Mf的解析公式,进而得出安全系数K为滑弧半径R,滑动体弦倾角α和坡角平面距离Δl的函数;对遗传进化法搜索最危险滑裂面过程进行有效而合理的简化,依据生物遗传进化步骤中的复制、杂交、变异、竞争和选择等概念,在最危险滑裂面搜索过程中,把双向变异改进为单向变异,增加坡角平面距离Δl变异基因。找出在仅其中一个因素进行变化制约条件下的最小安全系数并确定其适用性,之后变化另一因素重复搜索过程,最终找出最小安全系数以及对应的各因素值,实现对滑裂面不过坡脚的最危险滑裂面搜索;并利用FORTRAN程序编译软件完成了搜索程序的编译;通过工程算例验证,表明该算法具有一定的安全可靠及适用性。     

遗传进化算法搜索斜坡最小安全系数的研究

介绍了斜坡滑裂面搜索问题和遗传进化算法，并试用遗传进化算法从斜坡任意形状滑裂面组合中搜索最有可能的滑裂面，也就是安全系数最小的滑裂面．作为实例，分析了遗传进化算法在天生桥二级电站首部枢纽进水口右岸滑坡案例中的应用．分析结果表明，在搜索斜坡滑裂面问题上遗传进化算法较其它搜索算法具有准确性和可靠性的优势．     

土坡稳定分析变分法的应用

本文应用土压力变分法理论解决土坡滑裂面型式及稳定安全系数 K 等问题,并可减少试算工作量.该法证明曲线及折线滑裂面是统一的,在一定条件下能相互转化.通过算例初步表明所得结果是可取的.     

基于位移梯度法的深基坑桩锚支护结构动态稳定性分析

滑裂面的搜索模型与安全系数的计算方法是分析深基坑桩锚支护结构稳定性的两大重要内容.本文通过切向位移梯度法搜索最危险滑裂面,并在极限平衡理论的基础上改进了安全系数的计算模型.通过循环以下两步实现滑裂面搜索:搜索切向位移梯度最大的方向作为滑裂面的切线方向;顺着搜索到的切线方向延伸至滑裂面的下一点.在安全系数的计算过程中,通过应力比考虑张拉破坏对土体抗滑力矩的影响.最后,将滑裂面位置及张拉破坏区域代入改进的安全系数公式计算对应工况下基坑的安全系数.通过算例分析发现:切向位移梯度在0°～90°范围内存在极大值;张拉破坏区集中在较浅的土层范围内,且随施工过程动态变化.     

防波堤抗滑稳定性分析

基于极限平衡理论的瑞典法和简化的Bishop算法,是计算边坡抗滑稳定安全系数最有效和最直接的方法。对比较均匀的边坡,采用圆弧滑裂面假设,可使用简单的模式搜索法自动搜索出边坡的最小安全系数和与之相对应的临界滑裂面的位置。用极限平衡方法分析了海洋红中心渔港防波堤在施工阶段和使用阶段的抗滑稳定性,表明了该方法在实际工程中应用的有效性。     

蚁群算法在边坡稳定分析圆弧滑动面搜索中的应用

本文利用蚁群算法具有很强的适应度、鲁棒性,擅长搜索全局最优解的特点,将其应用于均质边坡稳定分析中对圆弧滑裂面的搜索中,并利用bishop法计算出其对应的安全系数。通过算例计算表明,蚁群算法能够成功地搜索到全局最优解,得到临界滑动面及其的对应的最小安全系数。运用蚁群算法解决边坡稳定分析问题是可行和适用的。     

面板堆石坝地震永久变形计算方法研究

针对面板堆石坝提出一种地震永久变形的计算方法,该方法以滑动本位移分析法为基本出发点,首先利用有限单元法对面板堆石坝进行静、动力反应分析;然后采用数学规划法,求解地震过程每一时间步的最小抗滑稳定安全系数及相应的滑裂面位置,从而得出整个地震过程中坝体的最危险滑裂面;在最危险滑裂面引入无厚度接触面单元,重新进行有限元动力反应计算,计算出滑裂面各单元的地震永久变莆,结果表明本方法具有合理性和实用性。     

优化方法在削坡工程中的应用

对滑裂面固定的边坡进行削坡时 ,关键在于何处削坡使得土方量最小且边坡具有预期的稳定程度。本文利用最优化方法 ,将最小的削坡土方量作为目标函数 ,将预期的边坡安全系数作为约束条件 ,把该问题等价于一个有约束的优化问题 ,可找出最优的削坡方案。     

基于C语言程序的简布法边坡稳定分析

简布法是边坡稳定分析中的极限平衡法中的一种,是一种非圆弧滑动的普遍条分法.采用随机搜索的方法对滑裂面进行了任意的搜索.程序利用输入土的参数和边坡几何参数得出边坡的安全系数,根据滑裂面的搜索次数和每一个条块的宽度b得出不同的安全系数,然后选出最小的安全系数,从而跟实例进行对比,分析表明,程序误差较小;然后再利用程序分析了土的粘聚力、内摩擦角、重度对土坡安全系数的影响.     

粘性均质土坝边坡稳定园弧法理论分析

土坝边坡稳定的分析是复杂的,因此通常藉试算法求解.但对特殊情况,如粘性均质土坝的稳定,是可以导出公式求解.土坝破裂一般假定为园弧滑裂面.破裂类型可分为四种.本文仅对地基良好的情况给出两种类型的计算公式,同时考虑了自重和在自重並有渗透作用的不同情况.当然,理论公式用于电子计算机,易于编写程序.对复杂的非均质的粘性土坝稳定分析,所得结果也可做为参考.     

土坡稳定分析最优控制法

结合有限元法、极限平衡理论、常微分方程的数值解法和最优控制理论等,提出用于土坡稳定的最优控制分析法.从分析土坡应力分布入手,确定抗滑能力最小的曲面,计算相应的安全系数.安全系数的最小值对应临界滑裂面的位置.     

边坡稳定性积分解法的可靠度研究及应用

运用边坡稳定性积分解法的解析表达式,整理得到与滑裂面圆心有关的可靠度指标表达式,通过计算可得到最小可靠度指标βmin为3.53,以及相应的最小稳定安全系数Fmin为1.316.结合可靠度理论的验算点(JC)法,分析边坡的稳定性并合理解决边坡中多种不确定因素对其稳定性的影响.实例验证表明,得到的安全系数值介于力矩和力平衡条件求得的安全系数值之间,又比简化的Bishop积分法的值小,更符合实际,结果也更能反映工程的实际情况.     

求解边坡最小安全系数的混合文化基因算法

基于瑞典圆弧法的数学模型,提出一种有效用于求解边坡稳定最小安全系数的混合文化基因算法.该算法结合了遗传算法优秀的全局搜索能力与低温状态下模拟退火算法的快速局部收敛特性,使算法在全局搜索和局部搜索之间达到较好平衡.通过典型工程实例分析,验证了该混合文化基因算法在搜索边坡最小安全系数及其所对应的最危险滑动面位置的有效性.     

基于应力场的土坡临界滑动面的遗传算法搜索

为快速而准确地评价复杂土坡抗滑稳定性状,采用非线性有限元法分析土坡的应力场,根据应力场定义和计算土坡的稳定安全系数,再将安全系数与遗传算法的适应度函数相联系,从而利用遗传算法优化技术搜索土坡内对应最小安全系数的临界滑动面。给出了遗传算法搜索中的滑动面基因表达、适应度函数、滑动面形状合理性约束等关键实施技术。通过经典算例分析,证明这种基于应力场的临界滑动面遗传算法搜索方法具有可行性、高效性和鲁棒性。     

边坡稳定的三维有限元直接搜索法

提出了一种基于三维有限元应力场计算边坡安全系数与直接搜索临界滑裂面的新方法.对临界滑裂面上的应力分布直接使用三维有限元计算的应力结果,并且直接利用三维有限元的单元体网格面作为滑移面搜索网格面.鉴于有限元单元体网格和图的直观相似性,可以把网格抽象成图,通过引用动态规划中最优化思想搜索临界滑裂面.以三维均质边坡为例,通过三维极限平衡法、三维强度折减法与本文方法的对比分析,验证了本文方法的正确性与合理性.     

盾构施工开挖面稳定分析研究

以西安地铁盾构施工为背景,研究了盾构施工时开挖面的稳定性,借鉴粘性土坡稳定分析方法中的费连纽斯条分法的基本原理,推导出了三维情况下无限条分法计算开挖面稳定性的解析公式,并通过算例,引用生物遗传进化法的思想,搜索出了最危险滑裂面,确定了保证开挖面稳定的盾构施工最小支护力.     

黏性土挡土墙土拱效应的研究

为了研究黏性土挡土墙中滑裂面倾角变化对土拱效应的影响,在假定土拱形状为圆弧的基础上推导了考虑滑裂面倾角变化时侧向土压力系数的计算公式,推导出考虑土拱效应的张拉裂缝公式;并基于土楔形力学模型,得到了滑裂面倾角公式,以及考虑滑裂面倾角变化的竖向平均应力计算公式. 本文提出的计算方法不仅考虑了土拱效应,同时也考虑了考虑滑裂面倾角变化对挡土墙土压力的影响,因而更符合实际情况.     

含剪切节理面岩质边坡滑裂面位置及稳定性研究

同向双平面滑动是存在单一地质断层面(剪切节理面)岩质边坡的常见破坏模式之一,但对该种类型的滑裂面计算方法并不充足。为了能够更加高效准确地寻找边坡的滑裂面位置,判断边坡的稳定性,基于极限平衡理论和非线性数学规划模型,假设滑体的滑动方式为同向双平面滑动,再假设目标函数为该岩质边坡的安全系数,运用MTALAB全局最优搜索法,计算含剪切节理面工程边坡在天然工况作用下的滑裂面位置及稳定性,并与极限分析法、强度折减法和毕肖普法进行对比分析。研究结果表明：基于极限平衡理论和非线性数学规划模型得出的滑裂面位置与安全系数基本一致,验证此类方法的可行性,为存在单一地质断层面岩质边坡的滑裂面计算和稳定性分析提供了新依据。     

ANSYS在边坡稳定分析中的应用

利用ANSYS提供的非线性弹塑性模型,采用建立在强度缩小有限元分析基础上的边坡稳定分析理论进行分析计算,并给出了滑裂面及安全系数,并通过与摩尔-库仑等面积圆屈服准则计算结果进行换算,换算后的安全系数与传统的摩尔-库仑准则结果接近,说明用AN-SYS分析边坡稳定具有一定的实用性和可靠性。