应用遗传算法搜索碾压混凝土坝滑动面的研究

通过对高碾压混凝土坝进行有限元仿真分析得到坝体应力场,将坝体抗滑稳定安全系数与遗传算法的适应度函数相联系,利用遗传算法搜索不同层面力学参数下的临界滑动面,得到碾压混凝土坝滑动面形状随抗剪强度指标的变化规律以及地震动超载对滑动面形状的影响。结果表明,当抗剪断参数较小时,坝体的破坏趋近于层面剪切破坏,随抗剪断参数的增大,滑动面形状接近于常态混凝土坝的滑动面。

加速混合遗传算法在搜索边坡最危险滑动面中的应用

基于简化Janbu条分法,提出一种加速混合遗传算法,在无需对边坡最危险滑动面的几何形状进行假设的前提下,自由搜索最危险任意形状滑动面,并计算其对应的最小安全系数。该方法是通过把无约束优化的Powell算法作为一个与遗传算法的选择、交叉和变异平行的算子,嵌入到改进的实数编码遗传算法中而得到的,它同时具有两种方法的优点:(1)有较强的自适应能力,使得收敛速度加快;(2)还有可能搜索到最优化问题的全局最优解。首先通过一算例验证加速混合遗传算法的准确性,然后应用于一工程实例。与现场勘察结果对照表明,加速混合遗传算法搜索到的最危险滑动面与实际情况吻合得很好,优于简单遗传算法。

一种自由搜索边坡最危险滑动面的新方法

以边坡稳定性计算的Janbu条分法为基础,提出一种改进的遗传算法(MIGA),在无需对边坡滑动面形状进行假设的前提下能自由搜索最危险滑动面并计算其安全系数。MIGA法模拟了生物进化的过程,克服了传统方法容易陷入局部极小值的缺点,是一种全局优化算法,且具有比简单遗传算法(SGA)更高的搜索效率。在工程实例中,通过与其他方法进行对比分析,用MIGA法计算得到的安全系数最小,且搜索到的最危险滑动面最接近实际情况,证明了该方法的优越性。

边坡稳定分析的任意形状滑动面的简化Bishop法

放弃了传统简化Bishop法的整体力矩平衡条件的假设。根据土体沿滑动面极限平衡的充分必要条件定义滑动稳定安全系数,使简化Bishop法适用于任意形状的潜在滑动面。给出了适用于任意形状滑动面的简化Bishop法的安全系数计算方法以及相应的最危险滑动面的搜索方法。计算结果表明本文方法具有较高精度,且滑动面位置符合实际,该方法可以应用于实际工程的边坡稳定分析。改进的方法概念简明,计算简单,适用性强。

计算地基极限承载力的水平力法

汉森（J．B．Hansen）研究了水平荷载对滑动面的影响，并提出了倾斜荷载作用下滑动面的形状，由此推导出了计算地基极限承载力的公式。汉森的成果已为我国港口工程“地基规范”所采用，仅对系数Nr作了修改。我们觉得在滑动面形状确定之后，可以用本文介绍的水平力法来计算，即所有分条的水平阻滑力之和与所有分条的水平滑动力之和的比值作为安全系数。当安全系数大于规定值时，说明地基的承载力是足够的。

沿软弱夹层滑动的地震滑坡分析

考虑超孔隙水压和滑动面几何形状改变对地震滑坡滑动过程的影响,推导纽马克法与瑞典条分法结合起来的滑距计算方法(即改进的NS法)。该方法可计算沿软弱夹层滑动的大滑距地震滑坡。通过对比改进的NS法和改进的NJ法所得计算结果的异同,分析2种计算方法的特点。此外,还分析地下水位、内摩擦角和土条宽度对计算结果的影响。