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《武汉理工大学》 2003年
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遗传算法在边坡稳定性分析中的应用

曾国柱  
【摘要】: 随着矿业工程的发展,我国露天矿开采的技术有了大幅度的提高,但仍然有很多事故发生,给国家带来很大的损失。其中边坡失稳占了很大的比率。对边坡进行稳定性分析,对可能破坏的边坡进行合理的控制,可以避免或减少边坡的失稳、破坏。因此,进行边坡稳定性分析具有重要的意义。 遗传算法是一种新兴的模拟自然界生物进化机制的搜索寻优技术,它作为一种智能技术,已在许多科学领域取得到了广泛的应用,在边坡工程领域,遗传算法的非线性识别和全局搜索功能得到了广泛应用,促进了岩石力学的发展。 本文以矿山边坡为主要的研究对象,对边坡稳定性和遗传算法的原理进行了详细的阐述。首先分析边坡破坏类型与机理,研究各种因素(包括地质因素和边坡工程与开采方面因素)对边坡稳定性的影响,确定边坡的内在因素为主要影响因素,特别是岩体的重力和岩体的强度;分析了边坡岩体的质量分类;介绍遗传算法的产生、发展,然后介绍了遗传算法的工作原理、步骤(包括编码、产生群体、计算适应度、复制、交换和突变)、收敛条件、主要特点和主要的应用区域;提出了遗传算法在边坡工程中的应用现状和优点;建立了基于遗传算法和极大似然估计原理的边坡优化设计的数学模型。 本文运用Visual C语言开发了基于遗传算法的边坡优化程序,并运用程序对二种边坡破坏类型(圆弧破坏和楔形破坏)进行工程实例分析,并详细分析了交叉概率、变异概率、进化代数群体规模选择的不同对结果的影响和产生这些变化的原因,最后应用遗传算法对建立边坡模型的唯一性进行初步的探讨。
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