三維邊坡的最危險滑動面搜索研究.pdf

1、邊坡穩(wěn)定性分析的重點(diǎn)與難點(diǎn)之一就是如何搜索其潛在危險滑動面，目前大多數(shù)學(xué)者采用二維分析方法搜索邊坡潛在危險滑動面，但關(guān)于搜索三維邊坡潛在危險滑動面的研究尚不夠深入。實(shí)際工程中邊坡穩(wěn)定性分析往往是三維問題，采用二維邊坡計(jì)算方法計(jì)算出的穩(wěn)定系數(shù)偏于保守，這樣在設(shè)計(jì)邊坡或者邊坡支護(hù)時會造成一些不必要的浪費(fèi)?；诂F(xiàn)階段的研究不足之處，本文采用三維分析方法計(jì)算邊坡的穩(wěn)定系數(shù)，并結(jié)合優(yōu)化算法搜索三維邊坡的潛在危險滑動面。
　　搜索三維邊坡的潛

2、在危險滑動面是一個十分復(fù)雜的問題，當(dāng)采用穩(wěn)定系數(shù)作為評價邊坡穩(wěn)定性的主要指標(biāo)時，搜索三維邊坡潛在危險滑動面這一問題就可轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)問題，即邊坡穩(wěn)定系數(shù)是關(guān)于邊坡基本參數(shù)、物理性質(zhì)和滑體破壞滑動面形狀的函數(shù)問題。這一函數(shù)極小值問題可以通過優(yōu)化方法求解，這就是本文的研究思路。論文的主要研究工作如下：
　?、贋榱烁玫貙Ρ人阉鹘Y(jié)果，本文介紹了兩種計(jì)算三維邊坡穩(wěn)定系數(shù)的方法，編制了相應(yīng)的計(jì)算程序，采用典型算例驗(yàn)證程序的合理性，并分析影響三維

3、邊坡穩(wěn)定性的重要因素，這些因素對穩(wěn)定系數(shù)的影響程度對本文搜索潛在危險滑動面有著一定的指導(dǎo)作用；
　　②結(jié)合三維穩(wěn)定性分析方法，采用遺傳算法搜索潛在危險滑動面，簡化滑體的物理方程，并推導(dǎo)了簡單約束條件下土坡滑動面需要滿足的約束不等式，使得搜索出的最危險滑動面具有實(shí)際的物理意義。搜索結(jié)果表明，將遺傳算法應(yīng)用到三維邊坡的潛在危險滑動面中，其表現(xiàn)出良好的全局搜索能力及收斂性。
　?、劢梃b遺傳算法的搜索原理及基本流程，根據(jù)三維邊坡潛在

4、危險滑動面所具有的特點(diǎn)，提出了一種搜索三維邊坡最危險滑動面的新方法—基因入侵算法。通過兩個算例驗(yàn)證了基因入侵算法的合理性與有效性，其搜索結(jié)果與遺傳算法的搜索結(jié)果誤差很小，但搜索效率高于遺傳算法。
　　④分析了本文所提基因入侵算法與遺傳算法搜索潛在危險滑動面時的優(yōu)缺點(diǎn)，取長補(bǔ)短，將這兩種方法聯(lián)合起來搜索三維邊坡的潛在危險滑動面。通過搜索結(jié)果對比可知：聯(lián)合方法能夠集合遺傳算法與基因入侵算法的優(yōu)點(diǎn)，在同等條件下，其搜索效率較高，搜索結(jié)果