克隆選擇算法基坑工程位移反分析

在研究了人工免疫系統(tǒng)中的克隆選擇學(xué)說(shuō)和克隆選擇算法的基礎(chǔ)上,研究了1種新的人工免疫算法——免疫克隆選擇算法,并將其應(yīng)用到水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度中,提出了1種基于免疫克隆選擇算法的水庫(kù)優(yōu)化調(diào)度方法。該算法通過(guò)在克隆選擇算法中引入免疫基因操作,提高了算法的求解精度和求解效率,避免了"維數(shù)災(zāi)"和早熟問(wèn)題。實(shí)例研究結(jié)果表明,相對(duì)于動(dòng)態(tài)規(guī)劃,免疫克隆選擇算法計(jì)算速度快、收斂性好,提高了計(jì)算效率,較好地解決了傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法求解水庫(kù)(群)優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題存在"維數(shù)災(zāi)"問(wèn)題。

為求解梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題,提出文化克隆選擇算法(ccsa)。ccsa將克隆選擇算法(csa)嵌入文化算法(ca)框架,并根據(jù)克隆選擇算法的特點(diǎn),重新定義了文化算法信念空間的4種知識(shí)結(jié)構(gòu),進(jìn)而利用這些知識(shí)結(jié)構(gòu)指導(dǎo)克隆選擇算法的演化過(guò)程,避免了高頻變異對(duì)收斂速度的不利影響,從而提高了算法的收斂速度和搜索效率。函數(shù)仿真測(cè)試結(jié)果表明ccsa在繼承csa多樣性好、不易早熟特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,收斂速度也有進(jìn)一步提高。將ccsa應(yīng)用于梯級(jí)水電站聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題的求解,取得滿意效果,為求解該問(wèn)題提供了一種新的可行方法。

為克服簡(jiǎn)單遺傳算法中的早熟和微調(diào)能力差的缺陷,提出了改進(jìn)遺傳算法.首先,針對(duì)簡(jiǎn)單遺傳算法的早熟現(xiàn)象,引入了小生境技術(shù);其次,針對(duì)簡(jiǎn)單遺傳算法微調(diào)能力差的缺點(diǎn),引入了優(yōu)化方法單純形法,進(jìn)而提出了改進(jìn)遺傳算法;最后,將改進(jìn)遺傳算法引入到軟土基坑開(kāi)挖位移反分析中,開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的位移反分析計(jì)算程序.數(shù)值試驗(yàn)表明:改進(jìn)遺傳算法能較好克服簡(jiǎn)單遺傳算法中的早熟和微調(diào)能力差的缺陷.

常規(guī)dcd(dynamiccanonicaldescent)算法具有全局優(yōu)化能力且無(wú)需考慮目標(biāo)函數(shù)的可微性,只要預(yù)先定義優(yōu)化空間即可,但是該算法的收斂速度有限,為此提出了變參數(shù)dcd算法,并建立了其相應(yīng)的算法迭代格式。在數(shù)值試驗(yàn)和工程應(yīng)用中將該變參數(shù)dcd算法與常規(guī)的dcd算法進(jìn)行比較,其結(jié)果均表明:變參數(shù)dcd算法在全局優(yōu)化能力和收斂速度上找到了一個(gè)均衡點(diǎn),該算法不僅具有dcd算法的全局優(yōu)化能力,而且收斂時(shí)所需的目標(biāo)函數(shù)評(píng)估次數(shù)少,在優(yōu)化過(guò)程中該算法展示出了穩(wěn)定性強(qiáng)且優(yōu)化結(jié)果可靠度高的一面。

闡述了基于遺傳算法的巖土工程位移反分析方法的基本原理,介紹了遺傳算法在巖土工程反分析中的應(yīng)用現(xiàn)狀,分析了存在的不足,指出與其他智能算法的結(jié)合是其發(fā)展的方向。

位移反分析法在基坑開(kāi)挖分析中的應(yīng)用——深基坑工程開(kāi)挖中，支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)和變形計(jì)算是保證土方順利開(kāi)挖的關(guān)鍵，“m”法以其計(jì)算參數(shù)選取簡(jiǎn)單，能模擬分級(jí)開(kāi)挖，計(jì)算結(jié)果較為合理等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。其中對(duì)m值得確定，通過(guò)利用施工中現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)位移資料反分...

分析了深基坑工程施工監(jiān)測(cè)的現(xiàn)狀,提出了基于支護(hù)結(jié)構(gòu)—土空間非線性共同作用位移反分析和安全預(yù)報(bào)雙重要求的深基坑工程施工監(jiān)測(cè)問(wèn)題。通過(guò)拓展傳統(tǒng)的以安全預(yù)報(bào)為主要目的的深基坑工程施工監(jiān)測(cè),在監(jiān)測(cè)內(nèi)容和成本增加不多的情況下,滿足位移反分析對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的要求。明確了其監(jiān)測(cè)的作用和目的、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則、監(jiān)測(cè)的基本要求及監(jiān)測(cè)準(zhǔn)備工作。重點(diǎn)研究了位移測(cè)點(diǎn)的布置和數(shù)據(jù)處理等問(wèn)題,提出在平面上,根據(jù)深基坑的空間效應(yīng)表現(xiàn)規(guī)律布置測(cè)點(diǎn);在剖面上根據(jù)土層、支護(hù)結(jié)構(gòu)形式等布置測(cè)點(diǎn)。

深基坑工程受時(shí)空效應(yīng)、地質(zhì)條件以及土體不確定性的影響較大,其土層參數(shù)難以確定。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)利用基于flac正分析的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反分析方法,對(duì)工程中的關(guān)鍵土層進(jìn)行參數(shù)反分析,算例結(jié)果顯示:以實(shí)測(cè)地下連續(xù)墻最大水平位移反分析的⑥1層土體參數(shù)與實(shí)驗(yàn)值吻合較好,說(shuō)明在深基坑工程中,基于flac正分析的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反分析方法能夠很好的反映土體的非線性、不確定性特征,可以用于深基坑對(duì)關(guān)鍵土層參數(shù)的反分析。

以蘭渝鐵路線天池坪隧道為工程背景,以現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)資料為依據(jù),基于1stopt中的通用全局優(yōu)化算法克服了當(dāng)今世界上在優(yōu)化計(jì)算領(lǐng)域中使用迭代法必須給出合適初始值的難題,而由1stopt隨機(jī)給出,找出最優(yōu)解來(lái)預(yù)測(cè)圍巖最終位移值,再分別基于matlab中bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行位移反分析法,為保證系統(tǒng)訓(xùn)練樣本符合工程實(shí)際,利用flac3d有限差分軟件對(duì)實(shí)際隧道開(kāi)挖過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,再用實(shí)際監(jiān)控量測(cè)的位移值分析反演出符合實(shí)際工程的圍巖參數(shù)。

解析位移反分析法在隧道工程中的運(yùn)用——分析巖石地下工程的穩(wěn)定性，通過(guò)對(duì)解析解的推導(dǎo)及其結(jié)果的分析，可以獲得一些規(guī)律性的認(rèn)識(shí)，同時(shí)利用反分析思想可以求得原巖的地應(yīng)力，對(duì)軟巖隧道的設(shè)計(jì)、施工、管理決策是非常重要和有益的。

闡述巖土工程中位移反分析方法的基本原理,介紹各種位移反分析方法的原理、特點(diǎn)、應(yīng)用以及所存在的問(wèn)題,進(jìn)一步指出智能方法、隨機(jī)不確定反分析方法和位移反分析解的唯一性將是反分析研究的發(fā)展方向。

本文著重介紹了反分析的基本原理,結(jié)合某工程實(shí)際進(jìn)行反演分析,并利用反演分析成果進(jìn)行工程預(yù)測(cè).

巖土工程中位移反分析方法及其進(jìn)展——闡述巖土工程中位移反分析方法的基本原理，介紹各種位移反分析方法的原理、特點(diǎn)、應(yīng)用以及所存在的問(wèn)題，進(jìn)一步指出智能方法、隨機(jī)不確定反分析方法和位移反分析解的唯一性將是反分析研究的發(fā)展方向。

圍巖參數(shù)位移反分析中常常因?yàn)闀r(shí)空效應(yīng)導(dǎo)致計(jì)算失真,采用相對(duì)位移反分析法可以有效地解決時(shí)空效應(yīng)引起的巖石蠕變對(duì)反分析結(jié)果的影響。通過(guò)實(shí)際工程隧洞開(kāi)挖施工過(guò)程中的洞壁位移監(jiān)測(cè)結(jié)果,利用相對(duì)位移反分析法研究圍巖參數(shù),為設(shè)計(jì)提供參考。

結(jié)合宜萬(wàn)鐵路堡鎮(zhèn)隧道的施工,將bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法引入特長(zhǎng)隧道軟巖段的施工位移反分析,采用遺傳算法自動(dòng)搜索bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練效果最優(yōu)的參數(shù),建立起反映圍巖變形與巖體物理力學(xué)參數(shù)及初始地應(yīng)力之間高度非線性、不確定的ga-bp智能模型,然后采用遺傳算法在巖體物理力學(xué)參數(shù)和初始地應(yīng)力取值范圍內(nèi),搜索bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)圍巖變形與實(shí)測(cè)圍巖變形最接近的參數(shù)組合,取得反演獲得的巖體物理力學(xué)參數(shù)和初始地應(yīng)力.從堡鎮(zhèn)隧道應(yīng)用結(jié)果來(lái)看,這種進(jìn)化神經(jīng)元算法反演結(jié)果可以滿足隧道施工的需要,并為類似工程提供了借鑒.

本文以新加坡濱海灣金沙綜合娛樂(lè)城p8402標(biāo)項(xiàng)目的深基坑開(kāi)挖支護(hù)為例,通過(guò)valetparking(北基坑)信息化施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的反饋,運(yùn)用位移反分析法,實(shí)現(xiàn)北基坑減少一道鋼支撐的施工設(shè)計(jì)優(yōu)化。詳細(xì)闡述了位移反分析法成功運(yùn)用的過(guò)程,通過(guò)有限元數(shù)值分析法,分析了p8402工程中的設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)程,為位移反分析法的研究和應(yīng)用提供有益的借鑒。

結(jié)合粒子群算法和變尺度法的特點(diǎn),充分考慮二者的互補(bǔ)性,提出一種改進(jìn)粒子群優(yōu)化算法,并將其運(yùn)用于地下工程增量位移反分析中.根據(jù)圍巖松動(dòng)圈的形成特點(diǎn),提出采用分區(qū)分塊的方法模擬圍巖松動(dòng)圈的影響,各分區(qū)的巖體力學(xué)參數(shù)不同并作為待反演參數(shù).此法是反分析中考慮圍巖松動(dòng)圈影響的一種新途徑.通過(guò)某大型水電站工程地下廠房的實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證,得到比較合理有效的結(jié)果,反演得到的物理力學(xué)參數(shù)可信,可用于后期預(yù)測(cè).該研究為地下工程反分析提供了一些切實(shí)可行的方法和思路.

基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中，水土壓力計(jì)算存在著“分算”與“合算”，即“有效應(yīng)力法”與“總應(yīng)力法”兩種方法。本文基于有效應(yīng)力原理，從計(jì)算方法、水土作用機(jī)理方面對(duì)兩種計(jì)算方法進(jìn)行分析，最后推薦一種計(jì)算水土壓力實(shí)用方法。

巖土工程涉及到的地質(zhì)條件和巖體特性參數(shù)是不完全定量的,采用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行巖土工程位移反分析難以得到優(yōu)化。此文根據(jù)技術(shù)的發(fā)展和自然進(jìn)化的全局搜索優(yōu)化算法,經(jīng)研究提出遺傳算法與局部搜索能力很強(qiáng)的單純形法相結(jié)合的混合遺傳算法,將大大改善遺傳算法的局部性能。在此基礎(chǔ)上,又將混合遺傳算法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,建立起智能位移反分析方法,采用matlab6.5開(kāi)發(fā)出智能位移反分析程序,并以工程實(shí)例驗(yàn)證該位移反分析方法的可行性。

一種新的巖石工程進(jìn)化反分析算法——通過(guò)對(duì)巖土工程傳統(tǒng)優(yōu)化反分析方法缺點(diǎn)的分析，指出了基于進(jìn)化算法的進(jìn)化優(yōu)化反分析的可行性及遺傳算法反分析的不足之處。為了克服這些反分析方法的缺點(diǎn)，首次把另一種進(jìn)化算法——進(jìn)化規(guī)劃引入巖土工程領(lǐng)域，并為了改善傳統(tǒng)...

根據(jù)擬建懸索橋錨碇所處的地質(zhì)條件,深基坑采用地下連續(xù)墻加內(nèi)支撐作為其支撐結(jié)構(gòu)形式,通過(guò)數(shù)值模擬和監(jiān)測(cè)成果,對(duì)基坑施工過(guò)程地下連續(xù)墻的水平位移進(jìn)行分析,分析結(jié)果說(shuō)明,深基坑地下連續(xù)墻的水平位移與開(kāi)挖工況、空間位置、降水、支護(hù)結(jié)構(gòu)、土層的力學(xué)性質(zhì)等密切相關(guān)。

基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深基坑非線性位移反分析——以支護(hù)結(jié)構(gòu)－土非線性共同作用的土壓力計(jì)算模型為基礎(chǔ)，提出了非線性共同作用彈性地基反力法；然后將徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入深基坑位移反分析，研究了根據(jù)深基坑空間效應(yīng)的表現(xiàn)形式及規(guī)律選取適當(dāng)剖面進(jìn)行位移反分析...