三維邊坡的最危險(xiǎn)滑動(dòng)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(xiǎn)滑動(dòng)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(xiǎn)滑動(dòng)面，但關(guān)于搜索三維邊坡潛在危險(xiǎn)滑動(dòng)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(shí)會(huì)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(xiǎn)滑動(dòng)面。
　　搜索三維邊坡的潛

2、在危險(xiǎn)滑動(dòng)面是一個(gè)十分復(fù)雜的問題，當(dāng)采用穩(wěn)定系數(shù)作為評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定性的主要指標(biāo)時(shí)，搜索三維邊坡潛在危險(xiǎn)滑動(dòng)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(dòng)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?duì)比搜索結(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(duì)穩(wěn)定系數(shù)的影響程度對(duì)本文搜索潛在危險(xiǎn)滑動(dòng)面有著一定的指導(dǎo)作用；
　?、诮Y(jié)合三維穩(wěn)定性分析方法，采用遺傳算法搜索潛在危險(xiǎn)滑動(dòng)面，簡(jiǎn)化滑體的物理方程，并推導(dǎo)了簡(jiǎn)單約束條件下土坡滑動(dòng)面需要滿足的約束不等式，使得搜索出的最危險(xiǎn)滑動(dòng)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(xiǎn)滑動(dòng)面中，其表現(xiàn)出良好的全局搜索能力及收斂性。
　　③借鑒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(xiǎn)滑動(dòng)面所具有的特點(diǎn)，提出了一種搜索三維邊坡最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的新方法—基因入侵算法。通過兩個(gè)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(xiǎn)滑動(dòng)面時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)，取長(zhǎng)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(xiǎn)滑動(dòng)面。通過搜索結(jié)果對(duì)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