黄双喜[1]2003年在《基于遗传算法的土钉支护整体稳定性分析》文中进行了进一步梳理本文系统的研究了用于分析土钉支护结构整体稳定安全系数F_c的多种方法，指出了垂直极限条分法的优缺点。采用对实际滑裂面模拟较好的对数螺旋曲线滑裂面，建立了整体稳定安全系数F_c的模型，从极限分析中的上限理论推导了整体稳定安全系数F_c的表达式。用遗传算法实现了寻找土钉支护结构最危险滑裂面及其对应的最小安全系数F_(s,min)，并采用Visual C++6.0编制了程序，从而实现了十分重要但计算量很大、很繁琐的寻优过程。将遗传算法计算结果和实际工程(采用“理正”软件计算)作对比，结果是令人满意的。最后对影响F_(s,min)的参数进行了分析，得到一些对土钉支护结构设计和施工有实用价值的结论。
丁敏[2]2012年在《深基坑支护细部结构优化及应用研究》文中指出深基坑工程是一个十分庞杂的系统工程，在其设计过程中既要保证支护结构安全可靠又要造价经济，为了协调两者的关系，深基坑支护工程的优化设计就应运而生。由于深基坑支护工程的优化存在诸多难点，例如，1.设计变量中的连续变量和离散变量共存，变量数目众多，变量组合庞大；2.优化目标和设计变量的关系复杂，各个设计变量对优化目标的敏感性不一致，建立合理的显性表达式比较困难，所以传统的优化算法面对复杂的深基坑优化的问题往往无能为力，因此，寻找一种合理的、可行的优化算法成为关键。为了实现深基坑的优化设计，首先要解决以下四个方面的问题：一是建立一个以造价为目标的深基坑支护细部结构优化设计模型；二是分析不同支护型式的土压力计算方法；叁是建立深基坑支护设计力学模型；四是寻求能求出的优化设计模型最优解的优化算法。为此，本文以国家“十一五”科技支撑计划课题《基坑支护优化设计集成系统研究及深大基坑工程示范》为依托，选择了上述四个问题作为论文的研究课题。①对深基坑工程细部结构优化设计问题的进行了数学描述，给出了设计变量的选取、约束条件的确定、目标函数的建立叁方面的内容。分别对不同的支护结构的设计变量进行了敏感性分析，筛选出对优化结果影响较大的设计变量，归纳总结了深基坑支护细部结构的主要约束条件，构造出以综合造价为优化目标的最终优化目标函数，进而建立了深基坑支护细部结构优化设计数学模型；②为了求解优化设计模型中的约束条件，研究了深基坑不同支护型式的土压力和支护结构计算分析方法。首先从土压力的理论发展出发，研究了考虑墙背与土之间相互摩擦引起的剪切作用及放坡角度的土钉墙侧向土压力；然后分析了排桩和地下连续墙这两种支护结构在土拱效应下的土压力原理，分别对圆弧和悬链线两种拱形的土拱效应进行了分析，并两种拱形的计算结果进行了比较。根据两种土拱形状计算其平均竖直应力，由此得到了对应于不同内摩擦角和外摩擦角的侧土压力系数；将其用于水平微分单元法求解支护结构主动土压力，得到了其主动土压力强度、土压力合力和合力作用点的解析公式；③针对叁种不同的深基坑支护结构，分别提出了各自稳定性约束的计算方法。首先，运用简单条分法对层状非均质土中土钉支护结构进行了稳定性分析，得出了最危险滑动面的搜索模型和最小安全系数的计算公式。然后，采用半无限大弹性空间内部水平矩形荷载作用下的Mindlin解来模拟弹簧刚度K，运用到排桩支护结构的弹性地基梁模型的弹簧刚度求解中，得到其内力和变形的理论计算式；最后，对半无限大弹性空间内部水平线性荷载作用下的Melan公式进行推导，得到条形荷载作用下的位移解答，并将解答运用在矩阵位移法中得到了地下连续墙的受力情况；同时，为了考虑逐步开挖和加撑的支护结构的变形和内力，采用增量法对施加在支护结构上的荷载进行修正，得出的支护结构的位移和内力更加符合实际情况；④采用动态自适应技术改进交叉算子p_c和变异算子p_m，提出了新的优化算法DAGA。这种算法克服了传统的遗传算法在迭代过程中出现的适应度值标定方式复杂、过早的收敛到局部最优解和在最优值附近收敛速度慢等缺点，从而大大提高了优化算法的收敛速度和计算精度；在此基础上，建立了土钉墙、排桩和地下连续墙的优化系统，开发了“深基坑优化设计软件”。该软件在开发过程中，运用了VC进行了数据的控制与界面的开发，而对于改进遗传算法的实现则采用了Matlab，再通过COM组件的方法将二者相结合。在软件实现过程中成功地解决了程序的结构设计和COM组件部分这两类的技术难点，并完成了这两部分的封装，最终实现了软件的完整功能。⑤应用深基坑优化设计软件对北京王府井海港城项目深基坑支护工程进行优化分析。在优化设计中，保持深基坑支护结构原设计中预应力锚杆参数不变，对设计变量支撑位置、桩径、桩间距、嵌固深度和混凝土强度等级进行了优化。通过对原设计和优化结果的比较，验证了该软件完全适用于深基坑支护细部结构的优化设计领域。
周志刚, 尹华杰[3]2006年在《基于遗传算法的土钉支护非饱和土边坡稳定性分析》文中研究表明介绍了土钉支护技术,利用极限平衡理论推导了非饱和土边坡土钉支护整体稳定性最小安全系数Fs,min公式。用MATLAB计算机语言实现了遗传算法寻找非饱和土素土边坡和土钉支护结构整体稳定性最小安全系数Fs,min的自动寻优。通过对一具体工程实例分析,得到降雨入渗对非饱和土边坡稳定的一些影响规律。
李文广[4]2004年在《考虑降雨入渗影响的非饱和土边坡突变失稳的研究》文中研究说明降雨入渗往往是非饱和土基坑边坡失稳的主要诱发因素之一，同时边坡失稳又具有突发性。本文基于突变理论，提出了考虑降雨入渗影响的非饱和土基坑边坡稳定性分析方法。运用非饱和土水分子运动方程，求解降雨入渗条件下边坡土体的瞬态体积含水量，又考虑到其与非饱和土抗剪强度的关系，利用极限平衡理论推导了非饱和土边坡土钉支护整体稳定性最小安全系数F_(S,min)公式。用MATLAB计算机语言实现了遗传算法寻找非饱和土基坑素土边坡和土钉支护结构整体稳定性最小安全系数F_(S,min)的自动寻优。根据分析边坡稳定性的塑性极限方法的上限理论建立了边坡失稳尖点突变模型，并得出边坡突发式滑坡的特征关系式，用突变理论对非饱和土边坡稳定进行了初步研究。最后分别采用上述两种方法对某一具体工程实例进行计算分析，得到的结果基本一致，说明了本文所采用的这两种方法的正确性和可行性。研究表明基坑边坡失稳是一种突发性的破坏，外界环境的变化(如降雨入渗导致土体抗剪强度的降低)是基坑边坡发生突发性破坏的决定性因素，同时还得到了降雨入渗对非饱和黄土边坡的一些影响规律。
胡长明, 黄双喜, 李文广[5]2005年在《基于遗传算法的土钉支护结构整体稳定性分析》文中研究表明针对极限平衡理论分析土钉支护的边坡整体稳定性的缺点,采用对数螺旋曲线很好地模拟了实际滑裂面,建立了求解土钉支护结构整体稳定安全系数的模型,利用极限分析中的上限理论推导了土钉支护结构整体稳定安全系数的表达式.用遗传算法作为计算工具,并用V isua l C++编制了程序,实现了土钉支护结构整体稳定最小安全系数的自动寻优.解决了对数螺旋曲线滑裂面模拟土钉支护结构内部整体失稳时的真实滑裂面计算上的困难,从而使计算量很大、很繁琐的寻优过程得以实现.通过工程实例计算,表明该方法是行之有效的.
董拥梅[6]2005年在《土钉支护在矿山边坡加固中的应用研究》文中进行了进一步梳理影响边坡支扩工程的因素较多,与场地条件、地层情况、水文地质条件、施工管理、现场监测及相邻建筑场地的施工密切相关,因此事故隐患多。同时,边坡支护又是一个复杂的、与众多学科相关的交叉学科,涉及到土力学、水文地质学、工程地质学、结构力学、施工技术等知识。所以,它要求研究的问题较多,不但要研究土的强度、变形、稳定性问题,还要研究土与支护结构的相互作用;同时还要研究施工方法及施工过程对岩土体的影响和制约,土体变形反馈对支护结构设计的控制、设计方法和计算方法。 本文分析了土钉支护作用的荷载,土钉结构破坏面的形态;土钉抗拔荷载传递规律等,系统地研究了用于分析土钉支护结构整体稳定安全系数F_s的多种方法。并采用对数螺旋曲线滑裂面模拟了矿山边坡的稳定性分析,建立了整体稳定安全系数F_s的模型及F_s表达式的简单推导,对多种算法进行了对比,着重介绍用遗传算法程序实现了寻找土钉支护结构最危险滑裂面及其对应的最小安全系数F_(s,min),最后结合阳泉开元煤矿选煤楼南侧边坡加固的工程实例对影响F_(s,min)的参数进行了分析,得到一些对土钉支护结构设计和施工有实用价值的结论。
刘勇健, 夏继君, 邓浩[7]2007年在《自适应小生境遗传算法在土钉支护结构整体稳定性分析中的应用》文中研究表明根据极限平衡理论和遗传算法原理,建立了基于自适应小生境遗传算法的土钉支护结构内部整体稳定性分析模型,该模型利用自适应小生境遗传算法搜索最危险滑动面及其对应的最小安全系数,同时能定量分析各设计参数对土钉支护结构整体稳定最小安全系数的影响。针对遗传算法在寻优过程中存在的问题,引入小生境淘汰技术,设计自适应交叉函数和自适应变异函数,自适应调整交叉率和变异率策略,克服了简单遗传算法易陷入局部极小和早熟收敛的缺陷,提高了算法的搜索效率、精度和稳定性。通过对珠江叁角洲地区某深基坑实例分析,得到了一些有益结论,可作为软土深基坑支护结构优化设计和施工提供参考。
丁敏, 张永兴, 王辉[8]2012年在《层状土中土钉支护结构整体稳定性分析方法》文中研究指明根据极限平衡法的原理,采用简单条分法建立了非均质层状土中的土钉支护结构整体稳定性的分析模型,推导了安全系数的理论表达式;为了克服传统的遗传算法在迭代过程中出现的适应度值标定方式复杂、过早的收敛到局部最优解和在最优值附近收敛速度慢等缺点,提出了采用动态自适应技术和非标准的遗传操作算子改进遗传算法的新算法,并将其引入到土钉支护结构整体稳定性分析中去,建立了一种能同时确定土钉支护最危险滑动面和最小安全系数的动态自适应遗传算法(DAGA)。工程实例分析表明,采用动态自适应遗传算法进行优化,其分析效率更高,收敛速度较传统算法更快,优化结果也更加合理。
周勇, 徐峰, 杨校辉[9]2017年在《基于遗传算法的深基坑复合土钉支护优化设计》文中指出针对目前有关复合土钉优化设计的研究较少,且现有设计方法难以快速、准确地选择合理设计参数组合的问题,采用遗传算法对深基坑复合土钉进行优化.从土体自承作用和锚土作用方面改进预应力锚杆抗拔力的求解方法,进而对整体稳定安全系数的计算方法进行改进,采用遗传算法随机搜索潜在滑移面计算整体稳定安全系数;以单位长度复合土钉的施工总造价作为优化的目标函数,在MATLAB中编制基于遗传算法的深基坑复合土钉支护优化设计系统;最后将优化设计结果与工程实例进行比较.比较验算结果表明,采用该优化设计系统在保证深基坑安全性的基础上,可以取得较显着的经济效益,该优化设计系统的合理性得到了初步验证.
杨期君[10]2007年在《土钉支护优化设计方法研究》文中研究说明土钉支护是基坑和边坡加固中重要的支护形式之一,它以其经济可靠、施工快速简便等优点在我国得到了迅速推广和广泛应用。但由于目前人们对土钉支护的作用机理认识不足,其设计仍停留于经验阶段,而且,往往只注重土钉支护的安全性,忽视了其经济性。因此,为了兼顾二者,必须对土钉支护的优化设计方法进行深入研究,其具有重要的理论与工程实际意义。本文在深入研究国内外相关研究现状的基础上,首先通过研究土钉支护的加固机理,提出了土钉最大拉力分配系数的概念,并给出了相应的计算方法,而且,通过将该方法所得的分析结果与工程测试结果进行对比分析,验证了其合理性;其次,结合土钉支护整体稳定性的极限平衡分析方法,建立了确定土钉合理设计长度的计算模型,为土钉支护的优化设计奠定了基础;然后,在深入研究土钉支护设计影响因素的基础上,构建出了可考虑受土钉层数、土钉间距、土钉倾角和土钉长度等众多因素综合影响的土钉支护优化设计模型;最后,在上述研究基础上,引进模拟退火优化算法,通过将其与几何控制参数法结合,建立出了土钉支护优化设计的新方法,并开发出相应的计算程序。工程实例分析和计算表明,本文所提出的优化设计方法稳定可靠,计算所得到的优化设计方案兼具安全与经济合理性,为土钉支护优化设计提供了新的思路和方法。
参考文献：
[1]. 基于遗传算法的土钉支护整体稳定性分析[D]. 黄双喜. 西安建筑科技大学. 2003
[2]. 深基坑支护细部结构优化及应用研究[D]. 丁敏. 重庆大学. 2012
[3]. 基于遗传算法的土钉支护非饱和土边坡稳定性分析[J]. 周志刚, 尹华杰. 长沙交通学院学报. 2006
[4]. 考虑降雨入渗影响的非饱和土边坡突变失稳的研究[D]. 李文广. 西安建筑科技大学. 2004
[5]. 基于遗传算法的土钉支护结构整体稳定性分析[J]. 胡长明, 黄双喜, 李文广. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2005
[6]. 土钉支护在矿山边坡加固中的应用研究[D]. 董拥梅. 西安建筑科技大学. 2005
[7]. 自适应小生境遗传算法在土钉支护结构整体稳定性分析中的应用[J]. 刘勇健, 夏继君, 邓浩. 工业建筑. 2007
[8]. 层状土中土钉支护结构整体稳定性分析方法[J]. 丁敏, 张永兴, 王辉. 土木建筑与环境工程. 2012
[9]. 基于遗传算法的深基坑复合土钉支护优化设计[J]. 周勇, 徐峰, 杨校辉. 兰州理工大学学报. 2017
[10]. 土钉支护优化设计方法研究[D]. 杨期君. 湖南大学. 2007
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