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边坡稳定性分析中最危险滑动面的搜索

周圆π  
【摘要】:岩土边坡稳定问题一直得到众多学者关注。边坡稳定性是大坝和露天矿井以及高速公路、铁路、机场、高层建筑深基坑开挖等土木工程建设中十分重要的问题。现在岩土边坡的开挖深度已高达数百米,边坡稳定性分析结果的正确与否直接关系到边坡工程的成败,甚至还关系人们的生命财产安全。对由粘聚性土类组成的均质或非均质土坡进行稳定分析计算的一种比较简单而实用的方法是条分法,其数学理论基础是“有限差分法”,其计算精度取决于分条宽度和条数。第三章中,对圆弧滑裂面在固定滑出点的情况下,采用安全系数分布图进行计算分析,用颜色值来表示安全系数的大小,并应用它探讨了复合边坡安全系数分布的规律。由于安全系数的目标函数是非凸的、多变量的并且存在多个极小值,所以一般边坡最危险滑弧的搜索是困难的。遗传算法为解决这种问题提供了有力的方法和工具。第四章中,介绍了遗传算法。数值算例表明,遗传算法是一种全局优化搜索算法,能够有效克服经典搜索方法易陷入局部极小值的缺点。在第五章中,探讨了搜索变量的选取对搜索效率的影响,对此作者提出以滑弧的两个端点位置以及它所组成的弓形高(弓形高动态的决定)为搜索变量。实例表明,搜索变量的这种选取方法缩小了搜索范围,提高了搜索效率,有很好的应用前景。第六章中提出了基于遗传算法和拟静力法搜索地震作用下最危险滑移面及其相应最小安全系数的方法,并且绘制了安全系数分布图。从安全系数分布图可以看出地震对安全系数分布情况影响很小,扩大了安全系数低值区。此外作者针对以上研究内容编制了各种计算和数据处理程序。


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