引入退火机制的复合形法在边坡最小安全系数搜索中的应用

针对基本复合形法在搜索复杂边坡最小安全系数的过程中可能会陷入局部极小值的问题，在其寻优过程中第一次出现关于最坏点映射失败时，将最坏点作为模拟退火算法的初始寻优点进行一次模拟退火搜索，用寻找到的最优值替换当前复形中的最坏点，构成新的复形继续进行基本复合形法的寻优至结束，从而形成一种新的、更加优异的优化算法。通过对算例的复杂边坡最小安全系数的搜索表明，这种引入退火机制的复合形法是一种全局搜索能力很强的算法。     

新型和声搜索算法在土坡稳定分析中的应用

首先提出了一种产生任意滑动面的策略,对可行的滑动面采用Spencer法计算其安全系数;其次改进了基本和声搜索算法的寻优思路,充分利用较优异的和声信息,在每一迭代步中产生多个新和声,然后重新选择优秀的个体进入和声库,构成迭代。该新型和声搜索算法应用于两个复杂土坡的稳定分析中,所得结果与文献中已有结果以及基本和声搜索算法的结果进行了比较,充分证明模拟任意滑动面的策略和改进和声搜索算法是高效的,可以用于复杂土坡稳定问题的分析。     

基于热力学原理的土体动力模型阈值应变研究

基于热力学基本定律,建立了塑性中心移动为直线和骨架曲线两种情况下Hardin-Drnevich模型的能量耗散函数表达式,并与具体试验相结合讨论了不同动应变水平下反滤料、细堆石料、粗堆石料的能量耗散机制。发现筑坝堆石类无黏性材料的动力特性存在2个应变阈值,定义为第1和第2阈值应变,其对应的割线模量与最大动剪模量之比分别为大于0.97及0.5~0.8之间。从工程应用的角度看,若土体动应变小于第1阈值应变,则可直接采用最大动剪模量及常阻尼比进行土体动力分析;第2阈值应变与传统意义上以孔隙水压力升高或体积变化为标准定义的门槛应变相当。     

基于强度折减法的边坡失稳判断准则

根据塑性应变贯通区内单元等效塑性应变和坡顶结点水平位移的相似变化特征,对判断边坡失稳的塑性区贯通准则进行了研究.利用改进的塑性应变贯通判断边坡破坏准则对一均质土坡和糯扎渡高土石坝进行了失稳模拟,验证了该准则的适用性.     

高土石坝坝坡抗震稳定分析的研究

利用拟静力法进行高土石坝坝坡抗震稳定分析时,地震荷载按照现行<水工建筑物抗震设计规范>(DL5073-1997)建议的土石坝地震加速度动态分布系数图示确定.但是此图示只适用于150m以下的土石坝,而目前许多土石坝的设计高度已远大于150m.与低坝相比,高坝的高阶自振周期与地震卓越周期遇合的机率增大,高阶振型的振动易于被激发放大,从而导致坝体地震加速度沿坝高分布与低坝有所不同.本文采用有限元法研究了高土石坝的加速度分布,提出了250m级高土石坝的地震加速度动态分布系数图示,并以此确定地震荷载,同时利用筑坝材料的非线性强度准则和土体动强度准则,对250m级高土石坝坝坡抗震稳定性作了进一步的讨论.     

基于最大熵原理的复合形法及其在边坡稳定分析中的应用

将最大熵原理应用于基本复合形法的优化计算中，旨在提高算法的寻优成功率。具体步骤为：选取复形中熵最大的顶点为寻优点；在复形其余各点的加权中心点与寻优点的连线上，搜索比寻优点改善的新顶点；并替换掉寻优点构成新的复形；如此迭代直至复形中的信息被完全利用。采用基本复合形法和基于最大熵原理的复合形法对两个复杂土坡的最小安全系数进行了搜索，结果表明基于最大熵原理的复合形法的全局搜索能力有了明显改善。     

高土石坝动力反应的敏感性分析

目前高土石坝抗震设计一般要进行坝体动力敏感性分析,但分析方法还没有共识。为此,以典型200m心墙堆石坝为例,进行了土石坝动力敏感性分析,分析结果表明,坝料动力特性取模量比衰减的上限曲线和阻尼比增长的下限曲线进行组合,坝体的动力反应和地震永久变形均最大,建议作为坝体抗震设计的控制工况。     

混合粒子群算法搜索土坡危险滑动面

基本粒子群优化算法存在着对惯性因子敏感、计算量大等缺点,通过借鉴和声搜索算法产生新解的策略和不连续飞行假定,构成了混合粒子群算法。首先,当粒子飞行超越边界时,采用和声搜索算法产生新解;此外还引入了不连续飞行假定,即在每次迭代步中,随机选择一些个体更新速度、位置向量,以利于减少计算量。随机给定10组参数,分别利用基本粒子群优化算法和混合粒子群优化算法对某复杂土坡的最危险滑动面进行了搜索。比较发现,混合粒子群算法能在较短的计算时间内得到更好的结果。     

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。