基于蚁群算法的复合形法及其在边坡稳定分析中的应用

首先将基于排序的路径选择方法引入基本蚁群算法 ,并用之于连续变量的优化问题和边坡的最小安全系数搜索 ,结果发现对于设计变量较少的数值优化问题和简单边坡的最小安全系数搜索问题 ,该蚁群算法可以找到全局最优解或比较接近全局最优解。但对于复杂边坡的最小安全系数搜索问题 ,该蚁群算法很容易陷入局部最优。另外复合形法对于不同的初始复合形也会得到不同的最小安全系数 ,利用本文提出的基于最小海明距离的替换准则将蚁群算法得到的局部最优解替换掉初始复形中的一个顶点 ,则复合形法容易找到全局最优 ,成为一种全局搜索能力很强的优化算法。     

禁忌模拟退火复合形法及其在边坡稳定性分析中的应用

对于随机生成的初始复形，首先，选取与其他顶点相似程度最大的顶点进行禁忌退火操作，禁忌退火产生新顶点的区域限于该点和其余各顶点的中心点连线上，若关于该点的禁忌退火没有产生新的顶点，即禁忌退火失败，则选取与其他顶点相似程度次大的顶点进行退火，直至关于复形全部顶点的退火操作均失败；然后，对当前的复形进行改进的复合形法计算，采用与基本复合形法类似的映射收缩算子迭代至收敛。禁忌模拟退火复合形法不仅考虑了目标函数的改进，而且保持了各项点的多样性，避免了基本复合形法容易陷入局部极优的缺点。对2个非均质土坡的临界滑动面进行搜索表明，该方法具有较高的寻优成功率。     

基于最小共享度替换准则的复合形法及其在边坡稳定性分析中的应用

提出了一种改进的寻优策略以提高基本复合形法的全局搜索能力,对当前复形,在关于各个顶点的寻优直线上分别找出比各个顶点优异的点,替换各顶点构成多个新复形,选择顶点共享度最小的新复形为寻优复形,并依次迭代,形成了改进的复合形法。通过对2个复杂边坡最小安全系数的搜索发现,改进复合形法的全局搜索能力提高至90%,可满足工程应用的需要。     

一类新复合形法及其在临界滑动面搜索中的应用

针对广泛采用的基本复合形法存在着搜索不完全、映射系数取值不灵活、复形多样性保持差等缺陷,提出了相应的改进措施,如动态全域映射收缩算子以及最大冗余点映射准则,形成了一类新型的复合形法。在确定冗余点时综合考虑了距离空间和目标函数值两方面的信息。通过对某复杂土坡的最危险滑动面的搜索表明,新型复合形法的寻优成功率比基本复合形法大大提高。     

极限平衡法与有限元法在边坡稳定中的对比

分析了极限平衡法和有限元强度折减法的基本原理,针对同一边坡进行了稳定性分析,分析结果表明:利用有限元强度折减法得出的安全系数与毕肖普法和简布法差值分别为0.288和0.359。     

坡率法边坡实例分析

坡率法设计的挖填方边坡,其放坡坡率通常按国家现行标准推荐的坡率直接放坡,很少进行稳定性计算,但按此坡率放坡的边坡稳定安全系数并非总是满足国家现行标准对边坡稳定性的要求,该文用计算实例说明了坡率法边坡稳定系数计算方法,其计算实例对同类型边坡具有参考价值。     

边坡稳定分析的一些进展

本文介绍近年在用极限平衡法与有限单元法 ,分析边坡稳定性方面的一些进展 ,在基于极限平衡的解析法上 ,我们导出了多阶斜坡的稳定安全系数与滑裂面角度的计算公式。这对岩质边坡的设计有很高的实用意义。导出了目前采用的各种条分法的统一计算公式。对于非严格条分法 ,用一个平衡方程并假设条间力的作用方向 ,即能求得安全系数 ;对严格条分法 ,用二个平衡方程 ,并假设条间力的作用方向或条间力的作用点位置 ,就能求出安全系数。统一式是一简单的迭代式 ,因而计算简便 ,并有很高精度。提出了两种用有限元法求边坡稳定安全系数的方法 :一种基于极限平衡法 ,对土质边坡采用圆弧搜索法 ,对岩质边坡采用在滑移面上布置节理单元的方法。另一种采用有限元强度折减法 ,便于采用大型软件 ,是一种很有前途的求边坡稳定安全系数的新方法。     

遗传算法在确定边坡稳定最小安全系数中的应用

应用遗传算法和上限解斜条分法确定边坡稳定最小安全系数,应用实例表明,遗传算法很好地解决了寻找整体极值问题。如果将遗传算法与传统的最优化方法联合使用,效果更佳。     

基于矢量法安全系数的边坡与坝基稳定分析

滑动是一个矢量概念,基于矢量法安全系数的边坡与坝基抗滑稳定的矢量分析法,以边坡与坝基的整体抗滑稳定性为研究对象,根据边坡与坝基的整体滑动趋势方向确定安全系数的计算方向θ,在方向θ上由抗滑力与滑动力的矢量特征定义矢量法安全系数F(θ),以F(θ)进行边坡与坝基的抗滑稳定分析.在边坡与坝基的荷载和滑裂面已知的情况下,运用有限元法计算滑裂面上的真实应力分布,滑裂面上各处静滑动摩擦力合力方向的反方向就是θ,沿此θ方向F(θ)的求解公式直接根据滑裂面上的真实应力分布情况和莫尔-库仑强度准则导出.矢量法安全系数F(θ)的定义以力的矢量分析为基础,具有明确的物理和力学意义,求解时不需要引入过多的人为假定,并以显式格式求解,计算过程简便,便于工程应用.运用矢量分析法法求解ACADS两道标准考题算例的F(θ),得到与考题标准答案一致的结果;应用矢量分析法法求解三峡工程3#坝段坝基抗滑稳定问题的F(θ),计算结果与已有的有限元强度折减法模拟该坝段坝基渐近破坏的定性分析成果相吻合.通过实例分析表明矢量分析法的可行性和工程实用性.     

有限元强度折减法在边坡稳定性分析中的应用

利用ABAQUS有限元软件二次开发平台,将场变量视为折减系数,通过修改UFIELD子程序建立了其与计算分析步、强度参数的关系,更加简便快捷地分析了边坡的稳定性;通过探讨广州市某高速路段边坡的稳定性,对比分析了传统有限元强度折减法、二次开发和通过计算得到的边坡安全系数;模拟了边坡从局部到整体的失稳过程,确定了合理可靠的边坡安全系数,并验证了ABAQUS有限元强度折减法和边坡稳定性分析理论与方法的正确性及有效性。     

有限元法与边坡稳定分析软件联合分析边坡稳定

运用极限平衡法和有限元法对边坡稳定性进行分析,利用有限元软件确定滑动面的位置和形式,随后用常规边坡设计软件计算安全系数,这样考虑了土体的应力-应变关系,为边坡工程设计与施工提供参考。     

基于禁忌搜索和有限元的边坡稳定分析方法

与极限平衡分析方法相比,采用有限元分析边坡稳定性具有一定的优点,通过将有限元分析与禁忌搜索结合,计算边坡安全系数并同时确定其对应的最危险滑动面,既发挥了有限元在数值分析方面的优越特性,又利用了极限平衡的思想,同时,还充分展拓了禁忌搜索的全局搜索能力.算例分析表明,该方法是可行的,在边坡稳定性分析中具有很好的应用前景.     

基于重度增加法的边坡稳定性三维有限元分析

提出了分析边坡稳定性的三维非线性有限元重度增加法。利用ANSYS软件,基于D-P准则,考虑了关联的流动法则,先保持土体强度指标粘聚力和内摩擦角不变,通过逐步增加重度的方法使土体达到临界状态,采用坡顶水平位移与重度增加系数关系曲线上位移陡然增大作为边坡的破坏标准。充分考虑了土体的空间作用机制和变形协调机制,通过计算得到可能的半球形或复合形滑动面的位置和形式,而不是事先去假定,得到的安全系数也与其他方法相近。该方法可以更好地模拟土坡的破坏,有助于了解土坡的破坏机理,其结果对工程实践具有指导作用。     

基于一次逆可靠度法的边坡稳定性分析

本文从逆可靠度设计思路出发,解析并采用基于逆可靠度的边坡稳定性分析方法,对某边坡的安全系数进行了分析。结果表明,忽略参数的不确定性将会导致过高估计边坡安全系数。最后,讨论了可靠度水平与边坡安全系数的变化关系。     

边坡稳定性分析最小二乘法

利用经典土压力理论设定合理土条推力线位置,对土条底滑面采用摩尔-库伦破坏准则,根据静力平衡及力矩平衡条件建立线性超定方程组,应用MATLAB软件基于最小二乘法原理对此方程组求解,得到比较精确的安全系数。该法从设定合理土条推力线位置出发,避免了对条间力函数的不合理设定,采用MATLAB求解线性超定方程组得解,克服了求解非线性方程组不能迭代收敛得解的缺点,经算例验证其在精度方面比较可靠,对于评价边坡的稳定性具有参考意义。     

膨胀土及其改性土路堑边坡稳定性研究

以荆襄高速公路膨胀土地区路堑边坡稳定性为研究对象,首先确定了边坡稳定所需膨胀土、5％石灰改性土和50％粉煤灰改性土的强度参数。随后设计了相同坡形,不同坡率、坡高、台宽等24种计算工况。研究发现：坡率和台阶宽度带来的稳定影响均呈现线性增加。坡率和台宽安全系数谱数据稳定,可供设计参考。     

复杂双孔隧道施工安全稳定模糊数学分析及初步应用

基于模糊数学分析方法,建立了双孔复杂公路隧道模糊综合评价模型,确定了基本关联因素,并针对某一实际的公路复杂隧道安全施工及稳定性工程条件进行了模糊综合评价分析,结果表明该分析方法是可行的,可供实际及类似工程作为参考。     

基于蒙特卡罗法的土坡稳定可靠度分析

采用可靠度分析的蒙特卡罗法,对土坡稳定可靠度进行了分析,并以工程事例为例,讨论了计算模型以及土性参数的均值和变异系数对可靠指标的不同影响,并对可靠指标和安全系数度量土坡稳定的合理性进行了一定的比较。