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。     

基于Bishop法假定的边坡临界滑动场方法及应用

针对边坡临界滑动场方法一般选取剩余力作为控制指标的局限,基于简化Bishop法假定,在给定安全系数下,对圆弧滑动面和非圆弧滑动面分别选用剩余力矩(滑动力矩与抗滑力矩之差)和剩余法向力力作为控制指标,从众多的可行滑动面中选择控制指标最大的那个滑动面作为给定安全系数下的危险滑动面,不断变化安全系数直至找到控制指标最大值等于零的危险滑动面作为边坡临界滑动面,形成基于Bishop法假定的边坡临界滑动场方法。将该新方法应用于2个典型土坡的稳定性分析中,通过比较分析证明该方法与常规的Bishop法得到了一致的结果。     

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.     

对称边坡三维临界滑动面的确定

文章运用对称边坡三维安全系数显示解,确定三维对称边坡的临界滑动面.假设对称边坡的滑动面是椭球面,改变滑面入口点位置和椭球的中心点位置,应用对称边坡三维安全系数显示解,计算得到对应最小安全系数的滑动面,即为三维临界滑动面.算例表明:初始正应力的假设对最终安全系数的结果影响不大,从而保证该方法的合理性与有效性;当边坡宽高比...     

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.     

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。     

基于能量原理的均质土坡临界坡高计算

针对黏聚力较小的均质黏性土坡有可能产生沿直线滑裂面及沿对数螺旋滑裂面滑动的情况,利用能量原理和土坡极限分析的上限定理,推导了坡顶倾斜的土坡沿直线滑裂面滑动的临界坡高,得到黏聚力较小的黏性土均质边坡产生沿直线滑裂面的破坏,其临界坡高与坡顶面倾角α无关,只与土体的抗剪强度c,ψ及密度ρ和坡体倾角β相关的结论.将该结果与同类...     

遗传算法在边坡稳定圆弧滑动面搜索中的应用

将遗传算法应用于边坡工程的分析和设计,若边坡滑动面为圆弧状,可搜索出圆弧形临界滑动面的圆心及滑出点坐标,从而确定了临界滑动面的位置,并利用简化毕肖普法和瑞典法求出对应的抗滑稳定安全系数,实现了遗传算法在边坡稳定分析中的应用.通过计算实例证明,遗传算法在边坡稳定分析中具有一定的适用性及优越性.     

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。     

软土地基上填土土坡滑动颗粒流模拟

采用颗粒流方法的基本理论,结合软土地基上填土土坡稳定工程实例,利用二维颗粒流程序(PFC2D)对土坡的接触应力场和位移场进行了模拟。根据土坡位移场的变化来确定滑动面的位置和形状,克服了传统连续介质力学的宏观连续性假设,这比传统土坡临界滑动面搜索方法更加合理。颗粒流方法模拟的滑动面近似为对数螺旋面,这与滑坡后实测的滑动面形状比较吻合。基于瑞典圆弧滑动法和颗粒流位移场得到的滑动面,计算和比较了土坡稳定的安全系数。     

复杂边坡非圆弧滑动面求解的类电磁机制算法

针对复杂边坡非圆弧滑动面求解,结合双层搜索机制,将类电磁机制算法作为第1层搜索方法,将粒子数较少的类电磁机制算法或复合形法作为第2层搜索方法。研究结果表明:本文的2种算法与其他算法相比所得结果都比较接近,证明本文方法的有效性;左右交点位置对安全系数影响的敏感度于滑动面其他节点的低;复合形法作为第2层搜索方法,其计算精度比采用类电磁机制算法的略高,但迭代次数成倍增加;算例中可能存在若干条滑动面,安全系数相差很小,但滑动面位置有差别。     

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。     

土坡稳定性分析中滑移面位置及安全系数空间分布探讨

根据土质边坡的破坏模式及滑移面形状,由极限平衡理论,提出一种新的确定边坡最危险滑移面搜索模型,对土质边坡滑移面位置及安全系数空间分布进行分析与研究.在现有经验公式的基础上,将滑移面圆心位置所在的可能范围划分为多个子区域,并将多组边坡设计参数进行组合,计算得出对应滑移面圆心在各区域的分布规律;通过追踪搜索过程及拟合计算结果,利用空间三维曲面描述了安全系数空间分布规律;编制了应用程序,可应用于边坡设计与分析.     

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     

基于滑移线场理论的边坡稳定性有限元分析

依据统一强度理论和潜在滑移线理论,引入统一材料参数定义,建立适合数值计算的全区域滑移线场方程,根据有限元计算得到的应力场,在弹性区域和塑性区域,分别数值模拟滑移线场,由滑移线场追踪临界滑动面,计算安全系数,解决边坡稳定性分析问题.结果表明,该方法是有效的,可在此基础上分析不同的屈服准则下安全系数和临界滑动面位置的差别.     

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.