基于最小势能法的边坡三维临界滑裂面搜索

发布时间：2017-12-11 19:14

  本文关键词：基于最小势能法的边坡三维临界滑裂面搜索

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【摘要】：受自然因素和人为因素的影响,边坡失稳造成的滑坡灾害发生频率越来越高,程度越来越严重,造成的人员伤亡和经济损失不可估计。边坡失稳时,其滑体将沿潜在的最危险滑裂面发生滑动破坏。因此,在一定条件下寻找出边坡最小安全系数所对应的临界滑裂面对边坡失稳预测与预报以及减少灾害发生有着重要的理论和实际意义。边坡失稳呈现的是三维形态,当前对于三维临界滑裂面搜索还没有较为成熟的方法,该领域的研究还在不断的探索和发展。本文结合国家自然科学基金项目(NO.51304084)以及前人的工作基础,开展了基于最小势能法的边坡三维临界滑裂面搜索的研究,论文的主要研究工作包括以下几部分:(1)针对椭球滑裂面的边坡,建立基本分析模型,进行了边坡三维最小势能稳定性分析方法的理论推导。将整个滑体作为刚体,建立计算模型,计算滑裂面上的弹性势能和剪切势能,得到系统总势能,基于最小势能原理求得滑体虚位移,通过力与位移的关系,计算相应的抗滑力与下滑力,最后求得稳定性安全系数;(2)基于最小势能法,开展了边坡三维临界滑裂面的遗传算法搜索的研究。提出一种由6个参数构建椭球滑裂面的方法,基于最小势能法确定了搜索的目标函数,采用了智能优化方法中的遗传算法实现了临界滑裂面搜索;(3)开展了本文搜索方法的验证研究。采用经典边坡算例和模型试验两种验证方式,通过本文方法的搜索结果与其他方法的搜索结果或者实际破坏的滑裂面进行对比,验证了本文方法的可行性;(4)基于MATLAB软件完成了滑裂面搜索程序的开发。通过MATLAB软件平台,将本文搜索方法的理论编译成计算程序和搜索程序,再以界面程序和封装程序实现了本文搜索方法的程序开发;(5)开展了本文搜索方法的推广应用。将本文搜索方法应用于实际边坡工程,通过搜索的结果预测了当前状态下的边坡稳定性,表明了本文方法具有较好的工程实用价值。
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P642.22

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本文编号：1279608