遗传算法在土坡滑动面搜索和稳定性评价中的应用

针对土质边坡滑面的特点,分析了遗传优化算法在边坡滑动面搜索和稳定性评价的有效应和合理性.通过改编的简易遗传算法程序对高陡土质边坡进行计算,结果显示:遗传算法搜索得到的圆弧滑动面的半径值介于Bishop法和有限差分法之间,同样安全系数值也介于两种方法之间,说明了遗传优化算法应用于土质边坡的滑动面搜索和稳定性评价是可行的,该结论能为土质边坡的稳定性评价和工程加固提供借鉴.     

边坡稳定分析中圆弧与折线滑动面对比分析研究

以分析圆弧和折线两种滑动面以及简化Bishop法和通用条分法两种方法对边坡稳定分析结果的影响为目标,基于极限平衡理论,采用边坡稳定分析软件Zslope,以均质边坡、加筋边坡以及成层土非均质边坡为例,计算中采用圆弧和折线两种滑动面,以及简化Bishop法和通用条分法两种极限平衡方法,分析比较其安全系数和临界滑动面的差异.研究结果表明,当滑动面为圆弧滑动面时,简化Bishop法与通用条分法计算得到的安全系数和临界滑动面位置基本相同;与圆弧滑动面相比,折线滑动面得到的安全系数偏小,对于加筋边坡以及非均质边坡,折线与圆弧滑动面搜索到的安全系数差别可能会较大,圆弧滑动面容易陷入局部极值,而折线滑动面则更有利于搜索到全局极值.研究成果对于边坡工程设计具有一定的参考价值.     

基于遗传算法的边坡稳定有限元分析

提出了一种边坡稳定计算的新方法,该方法采用Marc有限元软件计算边坡的应力,考虑了几何和材料非线性.采用一条折线模拟边坡滑动面.根据遗传算法原理编制程序,搜索对应最小安全系数折线上的节点,从而确定最危险的滑动面.与通常的边坡稳定计算方法相比,该方法摈弃了圆弧滑动面的假定并考虑了边坡的应力分布,可以更好地反映实际情况.算例比较表明,该方法计算结果更为合理.     

基于粒子群算法的复杂土坡最危险滑裂面搜索

在土质边坡二维稳定分析中,基于极限平衡法的圆弧滑动面假定,本文提出用微粒群优化算法寻找复杂土层的临界滑动面及其对应的最小安全系数,并编制了以粒子群复合型为指导的搜索土坡临界滑动面的程序,最后在工程中得到了应用。     

遗传算法在边坡稳定分析中的应用

边坡稳定性的关键问题是确定最危险滑动面和边坡的稳定系数.本文探索利用遗传算法搜索最危险滑动面,并得到最小稳定系数及对应的最危险滑动面曲线,取得了较好的效果.     

基于倾斜变形的边坡临界滑动面确定方法研究

采用强度折减法寻找三维边坡临界滑动面是边坡稳定性分析工作中的重要问题。本文基于对边坡临界状态位移场的分析,提出一种三维边坡临界滑动面的确定方法,即认为当边坡处于临界状态时,滑动面上的点是空间倾斜角度最大的位置点。通过强度折减计算使边坡达到临界状态,沿边坡表面及坡体内部等距布置测线和离散点,并计算各离散点的空间倾斜角度,提取每条测线上离散点空间倾斜角度最大值的坐标点;然后利用局部加权回归散点平滑方法做平滑处理,并将曲面在边坡范围外的多余部分进行裁剪即可得到三维边坡的临界滑动面。最后,探讨了倾斜变形计算长度大小和离散点布置的疏密程度对滑动面的影响,结果表明,倾斜变形计算长度对滑动面形状影响较小,离散点间距对滑动面形状存在一定的影响。     

确定多级多层边坡临界滑动面的改进策略

为了提高多级多层边坡临界滑动面搜索的效率,针对多级多层边坡的特点,提出了确定多级多层边坡临界滑动面的改进策略.采用滑出点和滑入点归一策略,将滑出点和滑入点的搜索范围映射到(0,1)区间;采用一系列点的顺序连接来模拟任意滑动面,利用不平衡推力传递系数法计算其安全系数;采用简单易实现的和声搜索算法来确定临界滑动面.对4个典型边坡进行了边坡稳定性分析,结果证明所提策略的搜索效率比常规策略高.     

Hoek-Brown准则下岩质边坡的GSI反演

利用极限分析上限定理,基于Hoek-Brown准则,求出边坡的临界滑动面的方程.并研究Hoek-Brown各参数的性质,将岩体地质强度指标(GSI)作为反演对象.通过研究,分析GSI与潜在滑动面深度的关系,绘制不同坡率下滑动面深度随重度γ及边坡高度H的变化规律.研究结果表明:对于岩质边坡,可以各位置的滑动面深度对GSI进行反演.最后,通过算例证明利用本文方法获得GSI反演值与既有结果符合较好,证明了本文方法的可靠性.     

考虑孔隙水压力的土质边坡稳定性分析

水位变化是影响土质边坡稳定性的重要因素．通过分析孔隙水压力对滑动面土体应力状态的影响,可以发现：孔隙水压力减小了土体的强度指标,使滑动面上一点最终的应力状态由临界稳定状态变为稳定状态．而采用基于刚体极限平衡理论的传递系数法计算滑动面的稳定系数,则可以发现：在孔隙水压力作用下,边坡稳定系数存在先降低后增加的变化过程。但滑坡初期稳定性的降低仍然是滑坡事故的重要因素．     

边坡临界滑动面与临界可靠度滑动面对比分析

针对2个典型均质土坡,采用不平衡推力法计算滑动面的安全系数,从而构建了边坡可靠度分析的功能函数,随机产生一系列潜在可行滑动面;假定了不同的强度变异参数,分别利用蒙特卡罗法计算其可靠度指标,并与其确定性分析的安全系数进行了对比.研究结果表明：当滑动面的安全系数与其可靠度指标存在显著的单调对应关系时,临界滑动面与临界可靠度滑动面基本重合;而当两者之间不存在显著的单调对应关系时,临界滑动面与临界可靠度滑动面存在显著区别,对于均质土坡,两者的可靠度指标相差10%左右,而对于两层土坡而言,二者的可靠度指标相差高达70%.     

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。     

模式搜索法在边坡稳定性分析中的应用

基于圆弧滑动面的假定,提出了一种运用模式搜索法确定边坡最危险滑动面及其对应的最小安全系数的方法,突破了传统方法在最危险滑动面时必须划定圆心搜索范围的束缚,从而提高了边坡稳定性分析的可靠性。     

确定岩土边坡潜在破裂面的组合优化法

提出了一种可用于复杂应力状态下土坡稳定分析的新方法 .该法利用可靠度理论建立判断土体破裂线的准则 ,将有限元网格中的单元和节点作为组合优化的对象 ,结合Dijkstra最短路径算法确定土坡中最危险的潜在破裂面 .较详细地叙述了这种基于有限元分析技术和组合优化法来确定土坡中最危险的潜在破裂面的原理和实施过程 ,并给出了计算实例 .最后对这种方法作出了讨论 .     

基于可靠度的圆弧滑动边坡经济风险分析模型优化方法

边坡工程的设计和治理所需要考虑的成本和安全因素存在广泛的不确定性.为了使边坡工程的安全性问题和经济性问题得到较好的统一,用费用-效益分析方法,以最小总期望造价为目标函数,以坡型、坡比为设计变量,以边坡稳定性可靠度指标为主要约束条件,建立了圆弧滑动边坡的经济风险分析模型.以Bishop法为基础,利用MATLAB遗传算法工具箱实现最危险圆弧滑动的搜索.并基于可靠度编写了圆弧滑动边坡工程设计优化的MATLAB程序.通过工程实例研究,应用该方法能获得最优坡比和坡型设计方案,并且程序运算速度快、精度高,有一定的实用价值.     

基于三维位移插值的边坡滑移面搜索模型

最危险滑移面位置的确定是研究边坡稳定性的一项关键工作,而边坡失稳过程中岩土体位移特性变化是边坡稳定状态最直观的表现.本次研究采用有限元方法对边坡的位移场进行数值模拟,通过编程软件对导入的数值模拟结果进行编程开发,并利用空间位移插值算法,实现对边坡上最危险滑移面的精确、高效搜索.最后通过一个经典的三维边坡算例分析验证该方法和程序的合理性.该方法无需对滑移面形状与位置进行假设,计算结果可靠,并且易于编程.     

露天采矿边坡临界滑动面搜索蚁群算法研究

基于蚁群算法并通过改进蚁群算法结构和蚂蚁转移概率确定的方法 ,构造了一个适应复杂边坡临界滑动面搜索的启发式蚁群算法 (HACA) .研究了极度干旱地区露天采矿场岩体的物理力学特性 ,探讨了 HACA在采矿边坡临界滑动面搜索和稳定性分析评价中的应用 .结果表明 ,与传统方法相比 .其方法具有明显的优越性 .图 2 ,表 1,参 10     

土坡各参数对土坡稳定性的影响研究

建立了边坡稳定性分析的平面直角坐标系,得到了该坐标系下的边坡稳定分析瑞典圆弧法的积分表达式。以简单均质黏性土坡为研究对象,结合 Matlab 遗传算法工具箱,建立了基于瑞典圆弧法的遗传算法优化模型,实现了边坡稳定分析最小安全系数的自动寻优。通过实例进行验证和对比,表明该方法是行之有效的,经大量实例计算,得到了土坡参数对土坡安全系数 Fs 、滑移体断面面积 A、滑移体周长 L 的影响的规律。     

高速公路线路地震断层破坏效应及边坡震害稳定性研究

为研究高速公路线路地震断层破坏效应及边坡震害稳定性,首先对工程研究区域历史上所发生地震的空间分布做出定性分析,提出沿线地震断层模型,并分析其运动学特征。在此基础上,选取震害区具有代表性的路堑边坡基于ABAQUS有限元程序对其地震响应进行计算,程序输出的位移场用来分析坡顶位移变化,输出的加速度用来计算加速度分布系数。将动力有限元输出的应力场代入MATLAB编写的遗传算法程序,计算边坡安全系数时程曲线,并智能搜索临界滑动面,得到安全系数随着地震波加速度的变化规律及滑动面包络图的安全系数范围。     

基于滑移线簇分析的边坡极限平衡有限差分法研究

将有限差分数值计算结果同刚体极限平衡分析方法相结合进行边坡稳定性评价,在工程实践中具有较好的理论及应用价值。基于该思想,将滑移线理论引入边坡滑弧的确定中,采用综合极限平衡方法计算其安全系数,建立安全系数与滑移线的函数关系,实现了最危险滑弧的搜索,并由算例验证了各力学参数对边坡滑面位置与安全系数的影响。结果表明,岩土介质的强度与变形参数对边坡稳定与滑面位置均有影响。该方法是现有边坡稳定计算体系的有效补充。