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。     

土质边坡非圆弧滑动面的遗传进化模拟

在对边坡的稳定性进行分析评价时,传统分析方法引入了滑裂面为圆弧型的假设;也有学者将滑裂面假定为对数螺旋线型等其它函数形式。由于边坡实际情况的千差万别,这些假定只能适合于部分特殊的边坡。为此本文利用遗传进化算法来搜索模拟边坡的非圆弧型最危险滑动面,提出了一种土质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。有很好的重复性。且不依赖于目标函数的性质和边坡的具体形状。     

边坡最危险滑动圆弧圆心位置的程序搜索及其应用

圆弧滑动边坡的稳定性验算最大的困难是寻找最危险的滑动圆弧，也就是确定最危险滑动圆弧的圆心位置．本文在简化毕肖普法的基础上，编写了相关的C语言程序来搜索圆弧滑动边坡最危险滑动圆弧的圆心，并用实例验证了该程序的可靠性，为圆弧滑动边坡稳定性分析和处理提供了重要的依据。     

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     

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.     

关于非均质岩质边坡治理中滑动面的探讨

边坡治理成功的关键在于滑动面的合理确定,特别是对于大于30 m的非均质岩质边坡,其滑动面一般为较长的折线,通过勘探的手段很难将潜在滑动面客观确定下来,在实践过程中潜在滑坡的中部往往需要根据实际地勘资料推测,如推测不尽合理,误用最大的剩余下滑力,这就给边坡治理带来了潜在的隐患,从治理边坡实例出发,探讨一下非均质岩质边坡潜在滑动面的合理确定,供同行参考.     

复合滑动面岩体稳定分析的分解平衡法

本文在分析刚性块法(Rigid Block Method)和分块法(Partition Method)的基础上,提出了一种复合滑动面岩体稳定分析方法—分解平衡法(Decomposing Equilibrium Method).该法克服了RBM法不考虑垂直于滑动方向上的横向剪力而使阻滑力偏大的缺点,考虑了PM法所没有考虑的楔形体整体作用;导出了用等K值法计算岩体稳定的计算公式;并编制相应的计算程序.最后结合工程实例用三种方法进行了稳定计算.DEM法求得安全系数K_(DEM)居RBM法和PM法之间.     

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。     

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.     

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.     

边坡稳定性分析水平条分法及其进化计算

研究了层状边坡稳定性分析计算方法,提出了适合此类边坡稳定性分析的水平条分法．通过改进进化过程中的选择和复制机制以及交叉和变异操作,提高了进化算法的搜索效率和全局收敛性能,并据此提出了层状边坡稳定性分析和临界滑动面搜索改进进化算法．实例验证及对比分析表明本文方法与常用方法如Bishop法和Chen-Morgenstern法的计算结果的误差在5％以内,适合于非均质边坡稳定性分析且能快速搜索到全局最优解．     

基于网格化应力场的边坡滑移面搜索模型及应用

为了将数值计算方法有效地应用于边坡稳定性分析,建立一种基于应力场的网格式边坡滑移面搜索模型.首先,通过建立有限元分析模型求得边坡应力场,并提取单元坐标及各应力计算结果;其次,根据边坡模型几何尺寸建立直角坐标系,将边坡在平面内按网格式离散为n个方格,使每个网格内可包含一个或多个原有限单元网格;再次,通过编制程序提取边坡应力场,在每列网格内依据C-M屈服准则搜索出最可能达到屈服条件的有限单元并标记;同理依次搜索出各列潜在滑移单元并串联,即实现基于应力场的网格式边坡滑移面搜索模型.最后,选用国际经典边坡案例,依据矢量和法安全系数表达式,基于应力场网格式边坡滑移面搜索进行边坡稳定性分析与计算,并与传统方法进行对比分析,证明该方法可行性和优越性.该方法适用于非极限状下边坡稳定性的评价与分析,计算结果更为合理.