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土工合成材料加筋土技术现场试验研究及优化反演分析

陈周与  
【摘要】: 土工合成材料是一种新型的岩土工程材料。随着在公路、铁路、水利等诸多工程的成功应用,它越来越引起人们的研究兴趣,可以说,它目前已渗透到土木工程的各个领域,在国家基本建设中发挥着重要的作用。土工合成材料加筋土技术是随着化纤工业的发展,大批量生产的土工合成材料以其价廉且能满足工程使用要求,逐渐取代传统的金属加筋材料,并在岩土工程中得到广泛的应用和研究。本文系统地介绍了土工合成材料的工程应用发展史及其功能和应用,并重点地介绍了土工合成材料在加筋土方面的应用及其国内外研究动向。 本文总结归纳了加筋土技术在不同工程中应用,介绍了两种常见的加筋机理,还介绍了不同加筋土工程的设计方法,并对目前的设计方法提出了自己的见解。 依托泉州浦西滞洪区排涝工程机织土工布加筋土挡墙试验段,通过对沉降、分层沉降、孔隙水压力、侧向位移、土压力等实测资料的分析,本文分析了加筋土挡墙中土工合成材料的作用和加筋机理,并对设计方法进行了讨论。实测数据表明,该加筋土挡墙结构具有良好的性能,并有相当的安全贮备。 岩土工程反演分析,特别是优化反演分析,已在实际工程中有着广泛的应用。但是,现有的一些优化方法如单纯形法、Powell法等,容易陷入局部优化,从而不能获得全局最优值。遗传算法具有全局收敛性,是近年来广受关注的一种优化算法,而且它的计算结果与变量初始值的选取没有关系,具有其它优化算法无法比拟的优越性。但是标准遗传算法(也称作简单遗传算法)存在诸如早熟、微调能力差等缺陷。为此,根据岩土工程优化反演问题的局部优化点多、计算量大的特点,在吸收前人研究成果的基础上(特别是借鉴遗传算法在智能控制中的应用),笔者提出了改进的双种群遗传算法。根据漳诏高速公路8公里软基试验段的沉降实测资料,用该算法反演了软基的土性参数。计算结果表明,该算法在避免陷入局部优化和提高微调能力方面有着良好的效果。


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