基于群智能算法擋土墻土壓力計(jì)算及截面優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、重力式擋土墻具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、取材便捷、施工方便、以及經(jīng)濟(jì)效果好等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用在土木建筑、水利水電、鐵道交通等工程建設(shè)中，是我國(guó)最常見(jiàn)的一種支擋結(jié)構(gòu)。隨著國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的迅速發(fā)展，重力式擋土墻的建設(shè)更為普遍，擋土墻土壓力計(jì)算和截面優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究在保證擋土墻建設(shè)的安全性和經(jīng)濟(jì)性方面具有重大意義。
　　 首先，本文將擋土墻后潛在滑裂面視為一任意曲線，基于摩擦角隨位移的變化關(guān)系，用薄層單元法對(duì)平動(dòng)模式下墻后填土進(jìn)行分析，推導(dǎo)出非

2、極限狀態(tài)下土壓力分布、合力大小及作用點(diǎn)的理論公式。以各薄層微元的滑裂面傾角為變量，利用PSO(粒子群算法)對(duì)潛在滑裂面進(jìn)行搜索從而獲得土壓力的解答。分析了內(nèi)摩擦角、擋土墻位移量對(duì)非極限狀態(tài)土壓力分布、土壓力合力大小、土壓力合力作用點(diǎn)高度以及潛在滑裂面的影響。
　　 然后，利用薄層單元法對(duì)擋土墻墻后因存在巖石邊坡而形成的有限范圍土體進(jìn)行分析，推導(dǎo)出有限范圍土體土壓力分布、合力大小及作用點(diǎn)的理論公式，并用MATLAB編制了PSO優(yōu)化

3、程序?qū)竭M(jìn)行求解。分析了不同墻踵與坡腳距離b和邊坡坡度β對(duì)土壓力合力大小以及作用點(diǎn)位置的影響，同時(shí)搜索出了不同幾何參數(shù)下五種滑裂面形狀，并且分析了內(nèi)摩擦角(φ)對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響。
　　 最后，以重力式擋土墻的截面面積為目標(biāo)函數(shù)，擋土墻的幾何參數(shù)為設(shè)計(jì)變量，擋土墻的抗滑移穩(wěn)定、抗傾覆穩(wěn)定、基底應(yīng)力和構(gòu)造要求為約束條件，建立了重力式擋土墻截面優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。通過(guò)懲罰函數(shù)將約束優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)約束優(yōu)化問(wèn)題，引入人工魚群算法求解擋土墻截