基于改進(jìn)蟻群算法的邊坡穩(wěn)定分析方法及工程應(yīng)用.pdf

1、工程中的有限元計(jì)算能反映邊坡的變形特征、應(yīng)力狀態(tài)和破壞機(jī)理，但是尚不能給出一個(gè)直觀的安全系數(shù)；在工程中應(yīng)用廣泛的剛體極限平衡分析方法，雖然能夠給出直觀的安全系數(shù)和危險(xiǎn)滑裂面位置，但是在破壞機(jī)理研究上有一定的局限，需要發(fā)展一種將有限元計(jì)算結(jié)果同剛體極限平衡分析方法相結(jié)合的邊坡穩(wěn)定評(píng)價(jià)新方法。本文基于這種思路，引入蟻群算法解決邊坡滑動(dòng)面的搜索問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)滑動(dòng)面的自動(dòng)搜索，計(jì)算最小安全系數(shù)。同時(shí)將有限元法與之相結(jié)合，考慮巖土體材料的非線性應(yīng)

2、力-應(yīng)變關(guān)系，得到邊坡的實(shí)際應(yīng)力、應(yīng)變和位移等。具體研究工作如下： 1.研究蟻群算法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程及其應(yīng)用在邊坡穩(wěn)定分析中搜索潛在滑裂面的可行性。 2.在巖土坡應(yīng)力場(chǎng)非線性有限元分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，將蟻群算法與巖土坡穩(wěn)定性有限元分析方法相結(jié)合，探討了基于有限元分析得出的巖土坡應(yīng)力場(chǎng)所對(duì)應(yīng)最小穩(wěn)定安全系數(shù)的巖土坡任意形狀臨界滑裂面的螞蟻算法搜索技術(shù)。運(yùn)用Visual Basic語(yǔ)言編制計(jì)算程序。 3.應(yīng)用編制的蟻群算法極

3、限平衡有限元程序，進(jìn)行了邊坡極限平衡有限元算例分析，對(duì)巖土體強(qiáng)度參數(shù)做了敏感性分析。在證明了蟻群算法極限平衡有限元算法正確性的同時(shí)，得到了安全系數(shù)隨內(nèi)摩擦角、黏聚力、泊松比和彈性模量的變化曲線以及塑性區(qū)與臨界滑裂面的位置關(guān)系。 4.根據(jù)古水水電站的地質(zhì)模型，應(yīng)用蟻群算法極限平衡有限元分析方法，搜索古水水電站進(jìn)水口高邊坡潛在滑裂面，計(jì)算安全系數(shù)，并與常規(guī)的剛體極限平衡法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，得到了一致的結(jié)論，說(shuō)明了將此種方法應(yīng)用到復(fù)