遗传算法在边坡稳定系数计算中的应用

边坡稳定性的关键问题是确定最危险滑动面(潜在最危险滑动面)和边坡的稳定系数。国内外一般是采用先假定边坡滑移模式,然后近似确定最危险滑动面,再求近似的边坡稳定系数的方法来分析边坡的稳定性,但假设的边坡滑移模式难以反映边坡滑移的实际状态。因此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。     

黏土边坡稳定性分析的一种快捷方法

为减少黏土边坡稳定性分析手工试算的工作量,提出一种快捷方法,先通过最危险的平面滑动面来确定滑动体的大小,在保持滑动体大小不变的情况下,通过简单的迭代计算将平面滑动面调整为实际滑动面,如圆弧滑动面等,并求出相应的稳定安全系数,用以判断边坡的稳定性．结果表明,本法所求得的边坡稳定安全系数均接近或小于文献所给出的结果．     

边坡稳定性评价的破坏概率法

边坡稳定性计算参数的试验指标,是具有某种概率分布的随机变量。引入均值稳定系数代替传统采用的稳定系数,计算滑动面的破坏概率,选择具最大破坏概率的滑动面为最危险滑动面。     

基于GEO-Slope/W的土质高边坡稳定性分析

GEO-Slope/W软件可综合考虑地下水、土体裂缝、坡顶堆载等因素,能够对复杂土层、任意滑动面形状及多种孔隙水压力状况建立二维计算模型分析边坡的稳定性.本文以河南航空港区某一老旧办公区域的土质高边坡为例,通过对任意形状滑动面的计算假设,设定滑动坡面为自由边界、底部为固定约束边界、四周为自由边界来建立滑坡计算模型,选取两个典型边坡剖面,分析其在自然状态和饱和状态下的最危险滑动面、对应滑动圆心以及相应的最小稳定安全系数.结果表明:边坡在饱和状态下的稳定系数比自然状态下的降低了0.10~0.11,验证了含水量的增加对土质边坡的稳定性影响较大的结论;模拟分析得典型坡面的最大稳定系数为0.84,远小于滑坡允许稳定系数1.2~1.3,说明该边坡处于极不稳定状态,与现场勘查情况相吻合.另外,提出采用混凝土挡墙加喷锚支护提高土体抗滑力,防止雨水对坡体的浸润破坏;或用削坡、人工植草、浆砌石防护坡脚等措施来减轻坡体荷载,保持边坡稳定.     

基于滑面应力场修正的改进极限平衡法

结合极限平衡条分法和有限元法的各自优点,提出从有限元法的分析结果中提取出滑动面上的应力分布,然后通过转化求得滑动面上的正应力分布,以此正应力作为边坡滑动面上的初始应力。引入两个未知参数对滑动面上的正应力进行修正,把修正后的滑动面正应力带入极限平衡方程组中,经简单迭代计算,求出未知参数和边坡的安全系数。通过对工程实例的稳定性计算,对比分析该方法和其他常用方法的计算结果,验证了该方法的合理性,其计算结果能够真实反映边坡的稳定状态。     

边坡稳定性条分法和容重增加法的耦合分析

结合有限元方法或有限差分法和极限平衡法各自的优点详细分析边坡稳定性,提出了基于条分法和容重增加法耦合分析的基本原理及边坡安全系数的计算程序。利用有限元软件ANSYS和有限差分软件FLAC得出边坡最危险滑动面以及坡体内的应力和应变,然后,通过极限平衡条分理论求得边坡安全系数。算例表明耦合分析求得的边坡稳定安全系数与其它方法的计算结果相近,而且精确分析了强度指标c、φ对边坡稳定的影响,为边坡加固设计提供了依据。     

加筋土边坡非线性优化设计方法研究

提出了一种优化设计加筋土边坡的方法。首先利用极限平衡法确定多组加筋土边坡设计参数与其稳定性系数的映射关系,再将设计参数和所求出的安全系数做为输入、输出样本采用遗传算法进化BP神经网络训练网络模型,然后建立以上述设计参数为自变量的加筋土边坡造价的目标函数,神经网络预测出的稳定性系数大于某个值为约束条件的优化设计模型。在此基础上开发了MATLAB环境下的加筋土边坡优化设计系统,编制了遗传算法,粒子群算法和复合形法的计算求解程序。以某加筋土边坡为工程实例,得到了安全、经济的设计参数取值和对应的造价。     

基于可靠性的复合土钉支护基坑稳定性分析

针对预应力锚杆复合土钉支护基坑内部整体稳定的可靠性计算问题,以边坡极限平衡理论与圆弧滑动面法为基础,应用扰动力法建立了基坑内部整体稳定性分析的功能函数与最危险滑动面的计算模型.通过SLP优化法与单形调优法实现了最危险滑动面的优化搜索.以土体的抗剪强度指标作为随机变量,应用AFOSM(2)法计算了基坑内部整体稳定可靠性指...     

有限差分强度折减法求解边坡安全系数

为了准确地分析边坡的稳定性,根据有限差分强度折减法原理,运用弹塑性理论及相关理论构建求解边坡稳定性安全系数的迭代步骤模型.边坡失稳的判据主要是联合采用塑性区贯通性和速度矢量图来判断,并结合实例进行了分析.研究结果表明：有限差分强度折减法不仅可以准确得到边坡安全系数而且可以描绘出边坡的变形过程及其滑动面形状.     

改进遗传算法在边坡稳定非圆弧滑动面搜索中的应用

利用遗传算法所具有的很强的适应度、鲁棒性、擅长搜索全局最优解等特点,将其应用于边坡稳定分析和设计中,可以克服传统方法容易陷入局部最优解的缺点.对于比较复杂的边坡,则其可能滑裂面并非圆弧状,利用遗传算法搜索得到滑裂面上一些离散点的坐标,从而得出滑裂面的位置及其对应的安全系数.通过实例计算,表明了遗传算法在该边坡非圆弧滑动稳定分析中的适用性.     

破碎岩体隧道洞口开挖诱导滑坡与古滑坡耦合分析

以大栗树高速公路隧道洞口施工为工程背景,研究了在考虑古滑坡因素下洞口工作面边坡失稳及其加固技术。利用钻孔测斜数据（BCD）和Midas GTS折减强度有限元分析模型,分别推测了最危险滑动面,得知两者滑动面位置相似。并采用不平衡推力传递法,基于BCD推断滑动面计算安全系数。以BCD和有限元法的滑动面为基础,将滑动面近似假设为对数螺旋线,考虑地形因素,建立考虑多台阶边坡上限分析模型,研究了不同加固措施对边坡稳定的影响。结果表明,3种方法计算出的边坡安全系数结果相近。     

基于Midas/GTS的某高速公路边坡稳定性分析

某高速公路段边坡治理工程采用锚杆、锚索、喷混面层、抗滑桩、挡土墙作为支护形式,锚杆的水平间距为2.4 m,竖向间距为2.0 m,锚索与抗滑桩上部连接.数值模拟以Midas/GTS有限元强度折减法(SRM)原理为计算基础,分析边坡的稳定性,计算得出边坡的安全稳定系数、变形位移与剪切滑动面,并综合分析采取支护措施后的计算结...     

混合神经网络匹配响应面的多学科设计方法

为提高多学科设计方法的求解性能,构建了混合神经网络匹配响应面的多学科优化设计方法．将BP网络以及ART网络的优点相结合,为充分利用学科级优化时获得的目标结果样本自适应地改变传统固有的响应面结构,从而提高了响应面的精度,减少了学科级优化迭代的次数,进而提高了整个多学科优化方法的求解效率．通过具体的优化实例验证了该方法,以获得优化解的精度、优化解的平均迭代次数以及整个迭代占用的时间作对比,结果表明混合神经网络匹配响应面的多学科设计方法既能提高优化解的精度,又能提高算法的求解效率．     

考虑土层软化及渗流应力耦合的边坡稳定性分析

为合理评价地下水对边坡稳定性的影响,采用有限元法对考虑土层遇水软化及渗流应力耦合效应的边坡稳定性进行分析,基于空气单元法求解含排水井边坡的多重非线性渗流场,基于强度折减法确定最危险滑动面和稳定安全系数.结合驷马山分洪道工程切岭段右岸边坡,开展渗流、应力及稳定性分析,得到边坡中的水头、应力分布及变形特征;评价了边坡布设排...     

基于响应面和遗传算法的翼型优化设计方法研究

文章针对气动优化设计中高效率和高精度的矛盾,综合响应面方法和遗传算法的优点和不足,采用多项式响应面模型代替原始遗传算法中计算量庞大的目标特性分析模型,建立了多项式响应面模型和遗传算法相结合的翼型优化设计方法,在采用N-S方程进行气动求解达到较高的精度情况下,求解次数显著减少,优化效率大大提高。研究了设计变量对优化设计效率的影响,文中方法在较少设计变量、较少N-S方程求解次数情况下,即可得到满意的优化设计结果。设计区间对响应面模型精度的影响显著,合适的设计区间既可保证模型精度,减少响应面预测结果和CFD计算结果的偏差,又可获得最佳优化结果。文中方法适用于翼型的单设计点和多设计点优化设计问题,具有原理简单、适应面宽、快速易行,且精度高等特点,可广泛应用于工程设计问题中。     

露天矿排土场边坡稳定性分析

针对安太堡露天矿内排土场边坡,介绍了边坡的工程概况和地质条件.结合边坡工程的具体特点,首先运用SLIDE软件,对不同工况下边坡强度稳定性进行对比分析,进而对位移监测数据发展趋势进行了研究.结果表明：排土场边坡的变形处于不断发展的过程中,在降雨或地震的作用下排土场边坡稳定系数明显降低,可能滑动面扩大,特别是在降雨条件下局部危险滑动面可能发生贯通,边坡存在整体失稳的可能.通过研究,可为排土场边坡综合治理措施的制定提供依据.     

对称破坏机制下的边坡稳定三维滑动场分析方法

针对现有边坡三维极限平衡分析方法,提出了一种对称破坏机制下的边坡稳定三维滑动场分析方法,该方法基于剩余推力法原理,采用优化控制理论求解危险滑面并进行评价.同时,结合矿山人工开挖边坡的特点,应用三维滑动场方法进行反向搜索,即在指定安全系数下计算最大允许坡角,从而实现边坡优化设计.     

爆破载荷作用下的岩质边坡动力稳定系数

采用动力有限元软件,对所选工程实例中的岩质高边坡危险滑移面节点动应力进行计算,并与相应节点的静应力叠加,通过稳定系数公式计算出边坡滑体各时刻的稳定系数,得出边坡动力稳定系数时程曲线。工程应用表明,该稳定系数用于衡量边坡爆破开挖时的安全性切实可行。     

一种改进量子遗传算法在地空反辐射混编群兵力配置优化中的应用

提出了地空反辐射混编群概念及防电磁干扰与抗空中进袭的综合兵力配置需求,基于电子支援下的空袭作战背景,分析了掩护角、配置距离、有效干扰等要素的相互关系,并以杀伤区面积为目标函数,构建了地空反辐射混编群兵力配置优化模型。结合混编群兵力配置特点,对量子遗传算法进行了旋转角的自适应改进,在设置想定实例的基础上,运用改进的量子遗传算法对问题进行求解,并与传统量子遗传算法、粒子群算法和量子涡流算法计算结果进行了对比分析。结果表明:运用改进量子遗传算法求解地空反辐射混编群兵力配置优化问题,全局寻优能力更强、收敛速度更快、稳定性更好。     

基于ABAQUS强度折减法的边坡稳定性分析

将大型有限元软件ABAQUS与强度折减有限元法相结合,对边坡的稳定性进行了分析.将折减系数以场变量的形式赋予ABAQUS,动态显示塑性区发生发展的过程.当塑性区贯通且位移和应变发生突变时,边坡处于破坏的临界状态,将此时的折减系数作为边坡的最小稳定系数.通过对工程实例的稳定性分析,并与传统的极限平衡法相比较,证明了该方法可以准确地预测滑动面位置及稳定系数;并对采用关联和非关联流动法则时边坡的稳定性进行了对比分析,发现采用前者时的稳定系数比采用后者时稍微偏高.