一种搜索最危险滑面的遗传算法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310725634.9

申请日:

2013.12.25

公开号:

CN103761570A

公开日:

2014.04.30

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):G06N 3/12申请公布日:20140430|||实质审查的生效IPC(主分类):G06N 3/12申请日:20131225|||公开

IPC分类号:

G06N3/12; G06F17/30; E02D17/20

主分类号:

G06N3/12

申请人:

广西科技大学

发明人:

周圆兀; 刘娥珍

地址:

545006 广西壮族自治区柳州市城中区东环大道268号

优先权:

专利代理机构:

北京中恒高博知识产权代理有限公司 11249

代理人:

刘洪京

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内容摘要

本发明公布了一种基于Janbu法的土坡最危险滑面搜索方法,包括非圆弧滑面的计算步骤:假定:滑动面上的切向力Ti等于滑动面上土所发挥的抗剪强度;土条两侧推力线位置已知,因条间力作用点的位置对土坡稳定安全系数影响不大,一般假定作用于土条底面以上1/3高度处。本发明的最危险滑面搜索方法相邻滑面段倾角变化平顺,不会出现尖角,且任意相邻两滑面段夹角大于90°。

权利要求书

1.  一种基于Janbu法的土坡最危险滑面搜索方法,其特征在于,包括非圆弧滑面的计算步骤:
假定:
滑动面上的切向力Ti等于滑动面上土所发挥的抗剪强度                                                ,即
土条两侧推力线位置已知,因条间力作用点的位置对土坡稳定安全系数影响不大,一般假定作用于土条底面以上1/3高度处;
根据力和力矩平衡,可以推导出安全系数K的表达式:
                          
式中                           
为土条底部的粘聚力,为土条底部的内摩擦角;
安全系数的求解需要采用迭代法,可以用于不是圆弧滑动面的复杂滑动面。

说明书

一种搜索最危险滑面的遗传算法
技术领域
本发明涉及一种搜索最危险滑面的遗传算法。
背景技术
在岩土工程中,边坡稳定性分析是一个吸引众多研究者的非常经典且流行的研究课题。它主要有条分法和数值分析法等。尽管数值分析法,包括有限差分法、有限单元法、离散单元法、拉格朗日元法、非连续变形分析方法、流形元法和几种半解析元法等,在这一领域的应用有很大进展,但由于需要参数相对经典的条分法较多,并且这些参数在实际中难以准确确定,以致于难以完全替代条分法。在建筑边坡工程技术规范(GB 50330-2002)中也推荐条分法。边坡稳定性分析的关键是如何确定最危险滑动面,通过土体的变形位移场来确定边坡最危险滑动面,最危险滑动面上的安全系数与传统方法计算结果比较接近。对于最危险圆弧滑面,有研究者采用模拟退火、遗传算法、单纯形法、负梯度法、DFP (Davidson-Fletcher-Powell)法等进行搜索,对最危险非圆弧滑动面,有采用和声算法、蚁群算法、遗传算法、粒子群算法、蒙特卡罗法、Leap-frog算法搜索。除了搜索算法、最危险滑动面的搜索需要和模拟滑动面策略结合才能提高效率                                                。圆弧滑动面比非圆弧滑动面的计算简单,搜索起来也容易得多,但实际滑面很多不能用圆弧滑面近似,所以非圆弧滑面研究仍很重要。遗传算法是一种模拟生物进化的智能算法,有可以跳出局部极值,容易编程等优点。
发明内容
本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种基于Janbu法的土坡最危险滑面搜索方法。
本发明为实现上述目的,采用如下技术方案:一种基于Janbu法的土坡最危险滑面搜索方法,包括非圆弧滑面的计算步骤:
假定:
滑动面上的切向力Ti等于滑动面上土所发挥的抗剪强度,即
土条两侧推力线位置已知,因条间力作用点的位置对土坡稳定安全系数影响不大,一般假定作用于土条底面以上1/3高度处;
根据力和力矩平衡,可以推导出安全系数K的表达式:
                          
式中                           
为土条底部的粘聚力,为土条底部的内摩擦角。安全系数的求解需要采用迭代法,可以用于不是圆弧滑动面的复杂滑动面。
本发明的有益效果:本发明的最危险滑面搜索方法相邻滑面段倾角变化平顺,不会出现尖角,且任意相邻两滑面段夹角大于90°。
具体实施方式
本发明涉及一种基于Janbu法的土坡最危险滑面搜索方法,包括非圆弧滑面的计算步骤:
假定:
滑动面上的切向力Ti等于滑动面上土所发挥的抗剪强度,即
土条两侧推力线位置已知,因条间力作用点的位置对土坡稳定安全系数影响不大,一般假定作用于土条底面以上1/3高度处;
根据力和力矩平衡,可以推导出安全系数K的表达式:
                          
式中                           
为土条底部的粘聚力,为土条底部的内摩擦角。安全系数的求解需要采用迭代法,可以用于不是圆弧滑动面的复杂滑动面。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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资源描述

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1、10申请公布号CN103761570A43申请公布日20140430CN103761570A21申请号201310725634922申请日20131225G06N3/12200601G06F17/30200601E02D17/2020060171申请人广西科技大学地址545006广西壮族自治区柳州市城中区东环大道268号72发明人周圆兀刘娥珍74专利代理机构北京中恒高博知识产权代理有限公司11249代理人刘洪京54发明名称一种搜索最危险滑面的遗传算法57摘要本发明公布了一种基于JANBU法的土坡最危险滑面搜索方法,包括非圆弧滑面的计算步骤假定滑动面上的切向力TI等于滑动面上土所发挥的抗剪强度;。

2、土条两侧推力线位置已知,因条间力作用点的位置对土坡稳定安全系数影响不大,一般假定作用于土条底面以上1/3高度处。本发明的最危险滑面搜索方法相邻滑面段倾角变化平顺,不会出现尖角,且任意相邻两滑面段夹角大于90。51INTCL权利要求书1页说明书2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页10申请公布号CN103761570ACN103761570A1/1页21一种基于JANBU法的土坡最危险滑面搜索方法,其特征在于,包括非圆弧滑面的计算步骤假定滑动面上的切向力TI等于滑动面上土所发挥的抗剪强度,即;土条两侧推力线位置已知,因条间力作用点的位置对土坡稳定安全系数影响。

3、不大,一般假定作用于土条底面以上1/3高度处;根据力和力矩平衡,可以推导出安全系数K的表达式式中为土条底部的粘聚力,为土条底部的内摩擦角;安全系数的求解需要采用迭代法,可以用于不是圆弧滑动面的复杂滑动面。权利要求书CN103761570A1/2页3一种搜索最危险滑面的遗传算法技术领域0001本发明涉及一种搜索最危险滑面的遗传算法。背景技术0002在岩土工程中,边坡稳定性分析是一个吸引众多研究者的非常经典且流行的研究课题。它主要有条分法和数值分析法等。尽管数值分析法,包括有限差分法、有限单元法、离散单元法、拉格朗日元法、非连续变形分析方法、流形元法和几种半解析元法等,在这一领域的应用有很大进展,。

4、但由于需要参数相对经典的条分法较多,并且这些参数在实际中难以准确确定,以致于难以完全替代条分法。在建筑边坡工程技术规范GB503302002中也推荐条分法。边坡稳定性分析的关键是如何确定最危险滑动面,通过土体的变形位移场来确定边坡最危险滑动面,最危险滑动面上的安全系数与传统方法计算结果比较接近。对于最危险圆弧滑面,有研究者采用模拟退火、遗传算法、单纯形法、负梯度法、DFPDAVIDSONFLETCHERPOWELL法等进行搜索,对最危险非圆弧滑动面,有采用和声算法、蚁群算法、遗传算法、粒子群算法、蒙特卡罗法、LEAPFROG算法搜索。除了搜索算法、最危险滑动面的搜索需要和模拟滑动面策略结合才能。

5、提高效率。圆弧滑动面比非圆弧滑动面的计算简单,搜索起来也容易得多,但实际滑面很多不能用圆弧滑面近似,所以非圆弧滑面研究仍很重要。遗传算法是一种模拟生物进化的智能算法,有可以跳出局部极值,容易编程等优点。发明内容0003本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种基于JANBU法的土坡最危险滑面搜索方法。0004本发明为实现上述目的,采用如下技术方案一种基于JANBU法的土坡最危险滑面搜索方法,包括非圆弧滑面的计算步骤假定滑动面上的切向力TI等于滑动面上土所发挥的抗剪强度,即;土条两侧推力线位置已知,因条间力作用点的位置对土坡稳定安全系数影响不大,一般假定作用于土条底面以上1/3高度处;根据力和力。

6、矩平衡,可以推导出安全系数K的表达式式中说明书CN103761570A2/2页4为土条底部的粘聚力,为土条底部的内摩擦角。安全系数的求解需要采用迭代法,可以用于不是圆弧滑动面的复杂滑动面。0005本发明的有益效果本发明的最危险滑面搜索方法相邻滑面段倾角变化平顺,不会出现尖角,且任意相邻两滑面段夹角大于90。具体实施方式0006本发明涉及一种基于JANBU法的土坡最危险滑面搜索方法,包括非圆弧滑面的计算步骤假定滑动面上的切向力TI等于滑动面上土所发挥的抗剪强度,即;土条两侧推力线位置已知,因条间力作用点的位置对土坡稳定安全系数影响不大,一般假定作用于土条底面以上1/3高度处;根据力和力矩平衡,可以推导出安全系数K的表达式式中为土条底部的粘聚力,为土条底部的内摩擦角。安全系数的求解需要采用迭代法,可以用于不是圆弧滑动面的复杂滑动面。0007以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。说明书CN103761570A。

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