本文關(guān)鍵詞：基于最小勢(shì)能法的邊坡三維臨界滑裂面搜索

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【摘要】：受自然因素和人為因素的影響,邊坡失穩(wěn)造成的滑坡災(zāi)害發(fā)生頻率越來(lái)越高,程度越來(lái)越嚴(yán)重,造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失不可估計(jì)。邊坡失穩(wěn)時(shí),其滑體將沿潛在的最危險(xiǎn)滑裂面發(fā)生滑動(dòng)破壞。因此,在一定條件下尋找出邊坡最小安全系數(shù)所對(duì)應(yīng)的臨界滑裂面對(duì)邊坡失穩(wěn)預(yù)測(cè)與預(yù)報(bào)以及減少災(zāi)害發(fā)生有著重要的理論和實(shí)際意義。邊坡失穩(wěn)呈現(xiàn)的是三維形態(tài),當(dāng)前對(duì)于三維臨界滑裂面搜索還沒(méi)有較為成熟的方法,該領(lǐng)域的研究還在不斷的探索和發(fā)展。本文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(NO.51304084)以及前人的工作基礎(chǔ),開(kāi)展了基于最小勢(shì)能法的邊坡三維臨界滑裂面搜索的研究,論文的主要研究工作包括以下幾部分:(1)針對(duì)橢球滑裂面的邊坡,建立基本分析模型,進(jìn)行了邊坡三維最小勢(shì)能穩(wěn)定性分析方法的理論推導(dǎo)。將整個(gè)滑體作為剛體,建立計(jì)算模型,計(jì)算滑裂面上的彈性勢(shì)能和剪切勢(shì)能,得到系統(tǒng)總勢(shì)能,基于最小勢(shì)能原理求得滑體虛位移,通過(guò)力與位移的關(guān)系,計(jì)算相應(yīng)的抗滑力與下滑力,最后求得穩(wěn)定性安全系數(shù);(2)基于最小勢(shì)能法,開(kāi)展了邊坡三維臨界滑裂面的遺傳算法搜索的研究。提出一種由6個(gè)參數(shù)構(gòu)建橢球滑裂面的方法,基于最小勢(shì)能法確定了搜索的目標(biāo)函數(shù),采用了智能優(yōu)化方法中的遺傳算法實(shí)現(xiàn)了臨界滑裂面搜索;(3)開(kāi)展了本文搜索方法的驗(yàn)證研究。采用經(jīng)典邊坡算例和模型試驗(yàn)兩種驗(yàn)證方式,通過(guò)本文方法的搜索結(jié)果與其他方法的搜索結(jié)果或者實(shí)際破壞的滑裂面進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了本文方法的可行性;(4)基于MATLAB軟件完成了滑裂面搜索程序的開(kāi)發(fā)。通過(guò)MATLAB軟件平臺(tái),將本文搜索方法的理論編譯成計(jì)算程序和搜索程序,再以界面程序和封裝程序?qū)崿F(xiàn)了本文搜索方法的程序開(kāi)發(fā);(5)開(kāi)展了本文搜索方法的推廣應(yīng)用。將本文搜索方法應(yīng)用于實(shí)際邊坡工程,通過(guò)搜索的結(jié)果預(yù)測(cè)了當(dāng)前狀態(tài)下的邊坡穩(wěn)定性,表明了本文方法具有較好的工程實(shí)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：P642.22

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1279608