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。     

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。     

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。     

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.     

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.     

一种自由搜索边坡最危险滑动面的新方法

以边坡稳定性计算的Janbu条分法为基础，提出一种改进的遗传算法（MIGA），在无需对边坡滑动面形状进行假设的前提下能自由搜索最危险滑动面并计算其安全系数。MIGA法模拟了生物进化的过程，克服了传统方法容易陷入局部极小值的缺点，是一种全局优化算法，且具有比简单遗传算法（SGA）更高的搜索效率。在工程实例中，通过与其他方法进行对比分析，用MIGA法计算得到的安全系数最小，且搜索到的最危险滑动面最接近实际情况，证明了该方法的优越性。     

土钉支护危险滑动面搜索的混沌优化方法

将混沌优化方法运用于土钉支护危险滑动面的搜索.基于圆弧滑动面模型,选择滑动面与基坑的交点和滑弧所对应的圆心角为优化变量,以安全系数为目标函数,利用变尺度混沌优化方法建立了危险滑动面搜索的混沌优化数学模型.以某深基坑工程为例,利用该方法得到了土钉支护各个施工阶段的危险滑动面,比较了不加钉、本步已加钉和本步尚未加钉3种工况下的安全系数.研究结果表明:对于每一施工步,第1种工况安全系数最小,第3种工况安全系数最大,第2种工况安全系数居中;变尺度混沌优化方法效果主要取决于搜索次数,其次为载波次数;混沌优化方法具有较强的稳健性,是一种有效的危险滑动面搜索方法,并可推广用于非圆弧滑动面搜索.     

教与学算法在复杂边坡临界滑动面搜索中的应用

在边坡稳定性分析中,临界滑动面的确定是评估边坡稳定性的关键问题.本文引入一种新型智能优化算法——教与学算法(TLBO),并结合以简化Bishop法为基础的滑动面安全系数计算模型,实现对复杂边坡临界滑动面的有效捕捉.借助Matlab软件编写算法程序,完成对4道经典算例的计算分析.结果表明：教与学算法具有良好的全局优化性能,能够快速有效地搜索出复杂边坡的最危险滑动面.     

遗传算法在路基边坡稳定分析中的应用

路基边坡稳定性评价的关键是如何确定最危险滑裂面的位置并计算与之相对应的安全系数,是非线性优化问题。为克服传统优化分析方法容易陷于局部最优解的缺点,本文利用模拟自然进化过程的遗传进化算法来搜索最危险滑动面,提出了一种路基边坡稳定性分析的遗传进化调优算法,它是一种全局优化分析方法。     

基于滑动面搜索的分层土坡稳定性分析新方法

在边坡稳定性分析中,以随机角生成的随机曲线为基础,通过对随机过程进行分析和简化,用可以模拟随机曲线的近似曲线代替随机曲线进行最危险滑动面搜索。将这种滑动面搜索的新方法应用于分层土坡中,其中分层土坡分为水平分层、倾斜分层和斜折线分层这几种型式。选择多个算例与现有成果进行对比分析,并单独考虑软弱夹层对滑动面选择有影响的分层土坡,结合已有研究成果,通过实例分析讨论新方法对该类分层土坡进行稳定性分析时滑动面型式的选择。研究结果表明:采用新方法计算出的最小安全系数略小,得到的最危险滑动面也颇接近,可以证明新方法的有效性;该新方法可直接应用于工程实践。     

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.     

广义遗传算法在确定土坡最危险滑动面中的应用

介绍了遗传算法的基本原理，讨论了利用广义遗传算法搜索土坡的最危险滑动面及其对应的最小安全系数的算法，并对计算过程进行了编程.计算实例验证了广义遗传算法在边坡工程中的有效性，可以得出广义遗传算法用于确定土坡最危险滑动面是一种全局优化算法.     

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...     

基于人工蜂群算法的水平条分法边坡稳定性分析

根据极限平衡原理,推导出了适合地震作用下成层状岩土体边坡稳定性计算的水平条分法公式,并将人工蜂群算法用于水平条分法边坡最危险滑动面搜索,提出了基于人工蜂群算法的边坡稳定性的极限平衡水平条分法.算例分析表明,该方法能快速搜索到全局最优解,稳定性计算结果是可靠的,适合成层状岩土体边坡稳定性分析.     

基于改进莱维飞行的狼群算法及其在翼型气动优化设计中的应用

智能种群算法在翼型气动优化领域获得越来越多的关注。提出了一种基于改进莱维飞行的狼群算法,并对其寻优性能进行了测试和验证。为平衡算法的局部搜索和全局搜索能力,将局部搜索性能强但易早熟的狼群算法与莱维飞行相结合,在增加收敛速度的同时,保证算法的全局搜索能力。为克服原始莱维飞行效率低、精度差的缺陷,引入高斯核函数自适应调节莱维飞行的搜索步长,以增加其搜索效率;引入四元法,以增加其搜索精度;通过标准测试函数和标准翼型气动优化设计算例验证,表明改进算法在优化效率和全局寻优能力方面均优于原始算法。     

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。     

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.     

求解随机型双边装配线平衡问题的混合回溯搜索优化算法

针对现实生产中普遍存在的操作时间为随机的双边装配线平衡问题,提出一种混合回溯搜索优化算法。该算法将变邻域搜索算法的局部搜索能力融入到回溯搜索优化算法的全局搜索中,从而实现广度搜索和深度搜索的平衡。运用基于随机键的编码将用于求解连续问题的回溯搜索优化算法应用于离散组合优化问题,同时提出一种基于均衡双边负载的边选择策略和减少工位空闲时间的任务选择策略的解码方法,并将该方法同另外4种解码方法进行对比,以验证其优越性。标杆算例测试表明,所提出的算法具有可行性和有效性。     

基于PCGPS算法的UCAV自主攻击可投放区快速解算

无人作战飞机（UCAV）可投放区解算的实时性和精确性直接制约着UCAV自主攻击水平。针对传统可投放区求解过程中存在求解速度慢、实用性受限等缺点,提出了一种基于并行混沌模式搜索（PCGPS）策略的快速算法。该算法综合了并行混沌搜索算法的全局最优搜索能力和广义模式搜索算法的局部精确搜索能力,将混沌变量映射到可投放区边界范围内,并利用并行混沌搜索算法搜索初步最优值作为广义模式搜索的初值,再利用广义模式搜索算法进行局部精确搜索,得到全局最优可投放区边界值。在此基础上,研究了UCAV投弹方式、投弹速度和投弹高度对可投放区边界的影响。数字仿真表明,该算法搜索精度高、速度快,具有快速解算自主攻击可投放区能力。     

基于克里金模型的多采样点序列全局优化方法

针对有效全局优化(EGO)方法计算时间长、收敛速度慢且易陷入局部最优区域的缺点,提出一种基于克里金模型的多采样点序列全局优化算法.在序列优化过程中,该算法主要引入中点距离最小舍弃方法来获取多个采样点,并以广义EGO方法作为填充采样准则,对多个采样点进行并行优化,以提高算法效率,同时有效平衡局部和全局的搜索行为.两个数值测试算例和一个工程仿真实例验证了该方法的有效性和实用性.