基于最小勢能法的邊坡三維臨界滑裂面搜索.pdf

1、受自然因素和人為因素的影響，邊坡失穩(wěn)造成的滑坡災(zāi)害發(fā)生頻率越來越高，程度越來越嚴(yán)重，造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失不可估計。邊坡失穩(wěn)時，其滑體將沿潛在的最危險滑裂面發(fā)生滑動破壞。因此，在一定條件下尋找出邊坡最小安全系數(shù)所對應(yīng)的臨界滑裂面對邊坡失穩(wěn)預(yù)測與預(yù)報以及減少災(zāi)害發(fā)生有著重要的理論和實際意義。邊坡失穩(wěn)呈現(xiàn)的是三維形態(tài)，當(dāng)前對于三維臨界滑裂面搜索還沒有較為成熟的方法，該領(lǐng)域的研究還在不斷的探索和發(fā)展。本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目（NO.51

2、304084）以及前人的工作基礎(chǔ)，開展了基于最小勢能法的邊坡三維臨界滑裂面搜索的研究，論文的主要研究工作包括以下幾部分：
　?。?）針對橢球滑裂面的邊坡，建立基本分析模型，進(jìn)行了邊坡三維最小勢能穩(wěn)定性分析方法的理論推導(dǎo)。將整個滑體作為剛體，建立計算模型，計算滑裂面上的彈性勢能和剪切勢能，得到系統(tǒng)總勢能，基于最小勢能原理求得滑體虛位移，通過力與位移的關(guān)系，計算相應(yīng)的抗滑力與下滑力，最后求得穩(wěn)定性安全系數(shù)；
　?。?）基于最小勢

3、能法，開展了邊坡三維臨界滑裂面的遺傳算法搜索的研究。提出一種由6個參數(shù)構(gòu)建橢球滑裂面的方法，基于最小勢能法確定了搜索的目標(biāo)函數(shù)，采用了智能優(yōu)化方法中的遺傳算法實現(xiàn)了臨界滑裂面搜索；
　?。?）開展了本文搜索方法的驗證研究。采用經(jīng)典邊坡算例和模型試驗兩種驗證方式，通過本文方法的搜索結(jié)果與其他方法的搜索結(jié)果或者實際破壞的滑裂面進(jìn)行對比，驗證了本文方法的可行性；
　　（4）基于MATLAB軟件完成了滑裂面搜索程序的開發(fā)。通過MAT