和聲搜索算法土坡穩(wěn)定分析中的應(yīng)用_圖文

1、 6 水利與建筑工程學(xué)報 表 6 OHM 極差分析結(jié)果 水平 因素 HR PR 1 1. 447 1. 347 2 1. 396 1. 333 3 1. 262 1. 426 極差 0. 185 0. 093 第5卷 隨機 性 試 驗。即 給 定 H R 0. 8, 0. 1 , PR 0. 001, 0. 1 , 隨機生成 50 組參數(shù)對, 如圖 10 所示。 其他參數(shù)不變, 采用 P2 策略模擬滑動面, 分別利用 OH M 和 NH M 搜索最小的安全系數(shù), 以每組參數(shù)為 橫坐標(biāo), 搜索到的最小安全系數(shù)為縱坐標(biāo), 繪制散點 圖如圖 11 所示。由圖 11 可知, NH M 算法所得 50

2、個結(jié)果的均值為 1. 25, 而 OH M 的均值為 1. 38, 若 以 1. 25 作為準(zhǔn)最優(yōu)值, 從圖 11 還可以看出 , 對于 NHM 位于均值線以上的點為 15 個 , 也就是說用戶 在僅知道參數(shù)大致取值范圍的前提下, 搜索到準(zhǔn)最 優(yōu)值的概率為 70% , 相反對于 OH M, 位于 1. 38 以 上的點為 30 個 , 況且 1. 38 不是可接受的準(zhǔn)最優(yōu)值。 這再次說明了, NHM 比 OH M 更能有效的搜索解空 間從而發(fā)現(xiàn)更優(yōu)的解。 除了隨機試驗, 還應(yīng)該分析 H R 、 PR 兩個參數(shù) 的敏感性, 對于 H R 設(shè)置 0. 8 , 0 . 9 , 1. 0 三個水平 ,

3、 PR 設(shè)置 0. 001, 0. 01, 0. 1 三個水平, 得到的兩因素 三水平正交試驗表如表 5 所示。其他參數(shù)設(shè)置不變, 利用 OHM 、 NHM 搜索所得到的實驗結(jié)果見表 5。 表5 試驗號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 因素 1 HR PR 次序 1 2 表7 NHM 極差分析結(jié)果 水平 2 1. 232 1. 237 3 1. 231 1. 238 0. 001 0. 019 2 1 極差 次序 1. 231 1. 219 由表 6、 圖 7 的極差分析結(jié)果可以看出, 兩個參 數(shù)對 OHM 、 NHM 的影響相反, 參數(shù)的敏感性需要 通過參數(shù)的 F 值與臨界 F 值的比較

4、來判斷。通過 查表 得 出兩 因 素 三 水 平 的 F 0 . 05 = 6. 9, F 0. 01 = 18 . 0, 從表 8 的方差分析結(jié)果可以看出 , OHM 中, H R 的 F 值大于 6. 9 小于 18. 0, 說明該參數(shù)對結(jié)果 影響顯著 , 而 PR 卻不顯著 ; NH M 中 , 兩個參數(shù)對 結(jié)果影響均不顯著 , 易于參數(shù)的確定。 表8 因素 OHM HR PR 11. 05 3. 07 F值 N HM 0. 001 0. 39 F 0. 05 = 6. 9 F 0 . 01 = 18. 0 正交試驗表及其結(jié)果 最小安全系數(shù) PR 1( 0. 001 2( 0. 01 3

5、( 0. 1 1( 0. 001 2( 0. 01 3( 0. 1 1( 0. 001 2( 0. 01 3( 0. 1 OHM 1. 4650 1. 4272 1. 4494 1. 3250 1. 3650 1. 4977 1. 2496 1. 2062 1. 3310 NHM 1. 2094 1. 2103 1. 2721 1. 2263 1. 2401 1. 2306 1. 2219 1. 2608 1. 2108 方差分析結(jié)果 臨界值 F 敏感性次序 O HM 1 2 N HM 2 1 因素 HR 1( 0. 8 1( 0. 8 1( 0. 8 2( 0. 9 2( 0. 9 2( 0

6、. 9 3( 1. 0 3( 1. 0 3( 1. 0 對于 OHM , 取表 5 中第 8 組實驗結(jié)果作為最優(yōu) 結(jié)果 , 其 對 應(yīng) 的 臨 界 滑 動 面 如 圖 12 中 所 示 , 而 NH M 中第一組實驗結(jié)果為最優(yōu)解, 所得到臨界滑 動面與 OHM 相差不大。需要指出的是 , 軟弱層形 狀決定了臨界滑動面是非凸的 , 使用 P2 策略不能 得到非凸的滑動面, 而本文提出的新策略能有效模 擬非凸滑動面, 符合實際破壞情況。 5 結(jié) 論 本文提出了一種新的任意滑動面模擬策略和相 代步中產(chǎn)生多個新解 , 然后重新選擇優(yōu)異的個體進 入和聲庫 HM , 將兩種算法和提出的新策略應(yīng)用于 兩個復(fù)

7、雜土坡的穩(wěn)定分析中 , 并與其它學(xué)者的結(jié)果 進行了比較 , 證明了新策略和新算法是合理有效的, 可以用于邊坡穩(wěn)定分析。 ( 下轉(zhuǎn)第 24 頁 應(yīng)的修復(fù)策略, 該策略產(chǎn)生的滑動面不要求嚴(yán)格非 凸, 更能體現(xiàn)任意形狀滑動面的任意性 , 同時在基本 和聲算法的基礎(chǔ)上, 基于優(yōu)者多貢獻原則, 在每次迭 24 水利與建筑工程學(xué)報 第5卷 的粘結(jié)帶抗拉強度最低 , 故最易由粘結(jié)帶開裂。試 件尺寸越大, 骨料數(shù)就越多 , 粘結(jié)帶也就越多, 越容 易受載開裂。隨著試件尺寸的增大 , 與破壞層面接 觸的骨料數(shù)增多 , 接觸面起伏增大 , f &值因 而就增 大, 表現(xiàn)出尺寸效應(yīng)。大試件的 c&值常低于小試件 的

8、 c&值 , 也表現(xiàn)出尺寸效應(yīng)。 機骨料模型具有廣泛的應(yīng)用前景, 為碾壓混凝土結(jié) 構(gòu)的細觀力學(xué)性能研究提供了一條新的途徑。 ( 3 碾壓混凝土試件抗剪強度存在明顯的尺寸 效應(yīng)這一點和一般試驗規(guī)律基本吻合。 參考文獻: 1 Schutter G . DE and T aerw e. Random particle model for concrete based on Delaunay tr iangulation J . M aterials and Structures, 1993, 26: 67 73. 2 Walraven J C, Reinhard H W. T heory and E

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10、: 85 86. 5 結(jié) 論 通過碾壓混凝土試件抗剪數(shù)值模擬計算可以得 出以下結(jié)論: ( 1 碾壓混凝土骨料與砂漿的界面是與常規(guī)混 凝土一樣是薄弱的環(huán)節(jié), 不同的是 , 由于碾壓混凝土 存在薄弱的層面 , 所以破壞更容易從層面發(fā)生 ; 在實 際工程中, 應(yīng)采用有效措施提高碾壓混凝土粘結(jié)界 面的力學(xué)性能和工作狀態(tài)。 ( 2 仿真模擬計算得到的抗剪強度與規(guī)范中的 抗剪強度值基本吻合, 這表明本文所采用的這種隨 ( 上接第 6 頁 此外, 還對和聲搜索算法的兩個重要參數(shù)進行 了隨機試驗和正交試驗分析, 正交試驗分析的結(jié)果 表明 , OHM 中參數(shù) H R 對計 算結(jié)果 影響顯 著, 而 NHM 中參

11、數(shù)對計算結(jié)果不顯著 , 易于參數(shù)取值的 確定。 參考文獻: 1 李守巨 , 劉 迎曦 , 何 翔 , 等 . 基于 模擬退火 算法的 邊坡 最小安全系數(shù) 全局 搜 索方 法 J . 巖石 力 學(xué)與 工 程學(xué) 報 , 2003, 22( 2 : 236 240. 2 肖專文 , 張奇志 , 顧兆岑 , 等 . 邊坡最小安全系數(shù) 的遺傳 算法 J . 沈 陽 建筑 工 程學(xué) 院 學(xué) 報 , 1996, 12( 2 : 144 147. 3 4 5 曹文貴 , 顏榮貴 . 邊坡非圓臨界滑面確定之動態(tài) 規(guī)劃法 研究 J . 巖石力學(xué)與工程學(xué)報 , 1995, 14( 4 : 320 328. 陳祖煜

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