基于Morgenstern-Price法和改进径向移动算法的边坡稳定性分析

为了能够准确确定边坡的非圆弧临界滑动面位置及其相应的安全系数,采用一种新的启发式优化算法——径向移动算法,对边坡进行稳定性分析。通过调整原算法中的数据结构,增强粒子的自反馈能力,提出改进径向移动算法（IRMO）。安全系数的求解采用严格的Morgenstern-Price法,应用Newton-Raphson法,建立了满足条间力平衡与力矩平衡的Morgenstern-Price法中安全系数F和条间力参数λ的迭代计算公式。基于Morgenstern-Price法,采用IRMO算法对边坡稳定性进行分析,通过2个典型边坡算例和1个复杂海堤边坡实例,从稳定性、精确性、计算效率等多个角度将IRMO算法与未改进的径向移动算法进行对比论证,同时将IRMO算法与粒子群算法、改进粒子群算法等其他算法进行对比分析。结果表明：相比未改进的径向移动算法,IRMO算法连续搜索20次临界滑动面的结果重叠度更高,证明IRMO算法稳定性更强,IRMO算法的安全系数值随代数收敛的速度更快,证明IRMO算法的计算效率更高;与粒子群算法、改进粒子群算法等启发式算法相比,IRMO算法搜索到的临界滑动面位置与其他算法一致,安全系数计算结果更接近裁判答案,标准差也最小,证明IRMO算法在边坡稳定性分析问题上更具可行性与优越性;通过海堤边坡实例的分析,IRMO算法得到了该边坡合理的安全系数值和临界滑动面位置,表明该算法能够正确评估边坡稳定程度,可以应用于实际工程中。     

利用粒子群优化算法求解土坡非圆临界滑动面

提出修复策略替换惩罚策略来修复搜索过程中可能出现的不合理滑动面,以更有效搜索最危险的滑动面。将粒子群中每个粒子比拟为滑动面,利用粒子群优化算法求解两个土坡的最小安全系数及其临界滑动面,同已有的结果比较,证明了文中提出的两种策略是合理有效的。     

土坡非圆临界滑动面求解的混合搜索方法

在非圆临界滑动面的搜索中,先进行圆弧滑动面的搜索,将得到的临界圆弧滑动面作为非圆临界滑动面搜索的初始滑动面,采用改进粒子群优化算法——快速粒子群算法寻优;然后根据搜索到的较优值缩减搜索域的范围,再利用改进和声搜索算法寻优,将得到的结果作为问题的最优解。最后采用Spencer法计算滑动面的安全系数,并利用2个复杂土坡作为算例来检验混合方法的有效性。比较结果表明:该方法适用于多变量优化问题的求解。     

二维边坡最危险滑动面搜索及评价研究

基于有限单元法,提出一种最危险滑动面的自动搜索评价算法,评价边坡安全性:首先在土坡内寻找最危险单元,然后搜寻毗邻最危险单元,往复该过程,即可形成完整滑动面.不需人为假设滑动面形状和位置;算法只需一次搜索即可确定滑动面形状和位置,计算效率高;算法确定的滑动面形状接近圆弧滑动面,计算得到的安全系数与圆弧法接近;自动搜索评价...     

基于临界滑动场的加筋土边坡稳定性分析

传统的极限平衡法分析加筋土边坡稳定性只能依靠假定的滑裂面,未考虑筋材对滑裂面的影响。文中将边坡临界滑动场数值模拟方法进行推广,建立了基于准粘聚力原理的加筋土边坡临界滑动场计算方法。该法可确定任意形状的临界滑动面及最小安全系数。通过算例比较了加筋土边坡的临界滑动面与无筋边坡滑动面的变化,并探讨了填土的重度、粘聚力、内摩擦角、筋材抗拉强度等因素对加筋土边坡稳定性的影响。证实利用极限平衡法先求无筋边坡滑动面,再加上筋材的抗滑力矩来计算加筋土边坡安全系数的方法是不正确的。     

带台阶的多级边坡稳定性上限分析

基于极限分析上限法基本原理和强度折减技术,根据滑坡体处于极限状态时两功率相等(虚功率方程)条件,推导了带台阶的多级边坡整体失稳和可能出现的局部失稳安全系数计算公式.并以3级边坡为例,编制优化程序,采用序列二次规划迭代算法计算确定最危险滑动面的位置:即对多个可能的滑动面进行搜索,获得安全系数最小(也即稳定性最差)的面作为潜在最危险滑裂面.采用具体算例,对比分析了3级边坡的整体稳定性和可能出现的局部稳定性问题,并由此开展了参数分析.对比分析表明:获得的安全系数较已有方法略小,得到的最危险滑动面与已有结果颇为接近,可以验证其有效性和可行性;参数分析表明:对均质多级边坡,当某级边坡坡角过大时,边坡更易发生局部失稳;高边坡增设边坡台阶可以有效提高边坡稳定性并降低施工难度.     

基于改进遗传算法的公路边坡稳定性分析方法

采用瑞典圆法计算滑面为圆弧时边坡的安全系数,并在遗传算法中增加Powell算法作为局部搜索过程,从而在保证遗传算法良好的全局搜索能力的同时,也提高了遗传算法的搜索速度。采用改进后的遗传算法搜索边坡的最小安全系数及与之相对应的滑动面,结合公路边坡工程实例检验了所提出方法的有效性。     

基于改进遗传算法的公路边坡稳定性分析方法

采用瑞典圆法计算滑面为圆弧时边坡的安全系数,并在遗传算法中增加Powell算法作为局部搜索过程,从而在保证遗传算法良好的全局搜索能力的同时,也提高了遗传算法的搜索速度.采用改进后的遗传算法搜索边坡的最小安全系数及与之相对应的滑动面,结合公路边坡工程实例检验了所提出方法的有效性.     

软弱土（φ≠0）地基上加筋路堤稳定性分析

探讨软弱土(φ≠0)地基加筋路堤稳定性分析方法。针对传统分析方法因对加筋材料的加筋作用估计不足，导致计算结果过于保守问题，文中在充分考虑加筋体的加筋作用下，提出了加筋路堤稳定性分析新的改进分析计算方法，并同时提出采用演化算法搜索临界滑动面和最小安全系数。算例计算结果表明，提出的加筋路堤稳定性分析方法与工程实际情况吻合较好，而且混合演化算法能有效地搜索到路堤所有的临界滑动面。     

基于滑动面深度的地震作用下边坡强度参数反分析

边坡参数反演是获取边坡强度参数的重要手段.与传统的安全系数及位移反分析不同,提出了基于滑动面深度的边坡参数反演方法.基于极限分析上限定理,利用拟静力方法,计算了地震力作用下边坡的外力功率与内能耗散表达式,并结合强度折减法,推导了简单边坡在地震力作用下的安全系数公式.利用优化算法得到边坡的最小安全系数后,可以求出边坡在地震力作用下临界滑动面的方程,得到边坡不同位置的滑动面深度.并利用滑动面深度对强度参数进行反演.计算结果表明,随着地震加速度的增大,边坡的滑动面深度逐渐增大.通过数值计算与工程实例的对比,证明新方法是有效可靠的.     

基于FLAC3D强度折减理论的边坡稳定性分析

将强度折减理论与FLAC3D软件相结合,分析土质边坡的稳定性,以静力平衡计算收敛、边坡塑性区的贯通性及边坡坡脚位移的突变性作为边坡失稳判断依据,求得边坡的安全系数,并搜索到土坡的临界滑动破坏面,进而评价边坡的稳定状态。     

软弱土(ψ≠0)地基上加筋路堤稳定性分析

探讨软弱土(ψ≠0)地基加筋路堤稳定性分析方法.针对传统分析方法因对加筋材料的加筋作用估计不足,导致计算结果过于保守问题,文中在充分考虑加筋体的加筋作用下,提出了加筋路堤稳定性分析新的改进分析计算方法,并同时提出采用演化算法搜索临界滑动面和最小安全系数.算例计算结果表明,提出的加筋路堤稳定性分析方法与工程实际情况吻合较好,而且混合演化算法能有效地搜索到路堤所有的临界滑动面.     

软弱土(ψ≠0)地基上加筋路堤稳定性分析

探讨软弱土(ψ≠0)地基加筋路堤稳定性分析方法.针对传统分析方法因对加筋材料的加筋作用估计不足,导致计算结果过于保守问题,文中在充分考虑加筋体的加筋作用下,提出了加筋路堤稳定性分析新的改进分析计算方法,并同时提出采用演化算法搜索临界滑动面和最小安全系数.算例计算结果表明,提出的加筋路堤稳定性分析方法与工程实际情况吻合较好,而且混合演化算法能有效地搜索到路堤所有的临界滑动面.     

基于模拟退火的果蝇优化算法的边坡临界滑面搜索

传统的边坡稳定性分析多采用极限平衡法,需要研究者依据经验试算一系列滑面,再确定最危险滑面。该文将果蝇优化算法(FOA)与模拟退火算法(SA)融合,提出基于模拟退火的果蝇优化算法(SA-FOA),避免了陷入局部极值的缺点,确保获得全局最优解,并结合极限平衡法用于边坡临界滑面的搜索。在Matlab中编程实现该算法,通过两个土坡算例的验证及与其他方法的对比分析,结果表明:基于模拟退火的果蝇优化算法能够高效、快捷地搜索出边坡的临界滑面,且具有更高的收敛精度和可靠性,为边坡临界滑面的搜索提供了一条高效的新途径。     

基于遗传算法的高边坡最危险滑动面确定方法

高边坡稳定性分析的关键是如何确定最危险滑动面.传统的计算方法都是根据经验,人为地确定最危险滑动面,计算安全系数,如黄金分割法或者设定圆心、半径的步长进行逐点扫描,这些方法的精度都不高且容易陷入局部极值点.该文引入能模拟生物进化过程的遗传优化算法来搜索边坡的最危险滑动面,通过一具体工程实例的对比计算,说明其与传统计算方法相比精度更高,适应性更强,值得推广应用.     

基于自适应遗传算法的路堤边坡稳定性分析方法

基于圆弧滑动面假定,提出了一种用自适应遗传算法搜索最危险滑动面及其对应的最小安全系数的新方法。该方法是一种改进的遗传算法,采用自适应求取适值、动态调整交叉率和变异率、自适应区间收缩。自适应遗传算法有效克服了传统方法易陷入局部极小的缺陷,提高了算法的搜索效率、精度和稳定性。     

“暂态”饱和-非饱和边坡稳定性分析方法研究

针对"暂态"饱和-非饱和边坡的稳定性问题，推导考虑"暂态"水压力、孔隙水重力、软化与非饱和强度的边坡安全系数计算公式，开发可以自动搜索滑动面位置的"暂态"饱和-非饱和边坡稳定性分析程序，并采用该程序研究算例"暂态"饱和-非饱和边坡安全系数与失稳模式的演化规律，分析不同因素对边坡安全系数的影响程度。研究结果表明：提出的能同时考虑"暂态"水压力、孔隙水重力、软化与非饱和强度的改进瑞典圆弧法，可以有效解决"暂态"饱和-非饱和边坡稳定性分析的问题；边坡失稳模式由深层整体破坏转变为浅层局部破坏时，存在一个可以采用降雨入渗区深度定义的阈值；降雨入渗区深度小于该阈值时，边坡安全系数迅速降低，滑动面最大深度快速减小，边坡失稳模式表现为深层整体破坏；降雨入渗区深度大于该阈值时，边坡安全系数持续降低，滑动面最大深度缓慢增大，在边坡浅层形成一块滑动带，边坡失稳模式表现为浅层局部破坏；"暂态"水压力对边坡稳定性的影响有利有弊，孔隙水重力、软化对边坡稳定性不利，非饱和强度对边坡稳定性有利；不考虑"暂态"水压力的抗滑力矩与下滑力矩之比小于滑动面"暂态"水压力及滑体侧向"暂态"水压力引起的抗滑力矩与滑体侧向"暂态"水压力引起的下滑力矩之比时，"暂态"水压力对边坡稳定性有利，反之则不利。     

节理岩体边坡稳定性的锚杆支护影响分析

采用数值计算方法,建立了节理边坡的计算模型,探讨了结构面厚度对于节理边坡稳定性的影响,以及锚杆长度、倾角、间距与边坡安全系数的关系,得到:(1)随着结构面厚度的增大,安全系数先减小后增大。(2)锚杆长度的增加会引起边坡安全系数的增大;当锚杆长度增加到一定程度后,继续增加将无法提高安全系数。(3)随着锚杆长度的增加,边坡的破坏区域逐渐增大;继续增加锚杆长度,使锚杆整体长度超过结构面,边坡整体从沿结构面滑动转化为沿内部岩体发生滑动。(4)边坡安全系数随锚杆倾角的增大呈现先增大后减小的趋势;锚杆长度越长边坡整体安全系数对于锚杆倾角的灵敏度越大。(5)锚杆间距越大,边坡安全系数越小,二者呈现显著的非线性特征。     

QY50汽车起重机回转台失稳分析

QY5 0汽车起重机回转台失稳问题本质上是不规则平板的失稳。通过坐标变换把任意形状的四边形变换到 2× 2单位正方形区域里进行计算 ,然后从弹塑性力学板壳理论出发 ,采用 pb - 2位移函数作为分析平板失稳时板的挠度曲线函数 ,对求解任意形状四边形平板发生屈曲时的临界载荷的算法进行了探讨。推导了求解屈曲临界载荷的刚度矩阵方程。这套算法与有关分析平板屈曲的有限元法及有限样条法相比 ,其优点是不需要对平板进行单元划分 ,而是把整个板作为一体来研究 ,计算量大为降低。     

基于FLAC3D的顺层岩质边坡稳定性及锚固优化研究

以湖南某泥质粉砂岩顺层边坡为工程背景,通过数值模拟,分析现状边坡稳定性及滑坡趋势;在分析锚固初步设计基础上进行优化,并分析锚杆分布、长度、倾角、间距等对边坡稳定性的影响。结果表明:现状边坡沿坡脚及以上多层结构面发生滑动破坏,滑动面前、中部与结构面重合,后部拉裂岩土体;优化锚固设计,锚杆与岩层夹角为45°～55°对于边坡稳定最有利,锚杆倾角增大,边坡安全系数呈先增加后降低趋势;边坡安全系数与锚杆垂直间距为三次函数关系,存在极值。锚固优化设计可有效提高边坡稳定性,可为类似工程提供参考。