基于Matlab的抗滑桩优化系统设计与实现.pdf

武汉理工大学
硕士学位论文
基于Matlab的抗滑桩优化系统设计与实现
姓名:金翔
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:夏元友
20081101
摘要我国高原山区,气候湿润多雨,山区公路边坡地质灾害情况特别严重,在降雨、地震和人为工程影响下,常发生大规模滑坡、崩塌和泥石流等地质病害。国内在滑坡治理工程中常大量采用抗滑桩工程。抗滑桩设计过程繁琐,偶然性大,最终参数也只是符合地基强度的一组值,并非最优值。使用计算机对整个计算设计过程进行现代化创新,提高效率和精确度,具有理论意义与工程应用价值。本文根据普通抗滑桩的弹性桩和刚性桩计算理论,开发了抗滑桩内力计算程序,使用的遗传算法工具箱和神经网络工具箱,对抗滑桩最小造价问题,进行了求解的优化,开发了抗滑桩优化设计系统。本论文取得了以下主要研究成果:畚难芯苛丝够诹扑愕幕旧杓评砺郏云胀ǹ够芎啥危细的分析和实现,在此基础上开发了相应的抗滑桩内力计算程序,此程序通过从用户界面获取用户输入的各种普通抗滑桩或者锚拉抗滑桩参数,计算出桩身从上到下的受荷段和锚固段的各个受力点的弯矩、剪力和位移,再取出所有点中最大的弯矩点和最大的剪力点用于结构设计和优化。畚难芯苛艘糯惴ㄔ擞糜诳够呕某绦蚴迪趾透慕悸罚⒎直建立了普通抗滑桩和锚拉桩的优化设计模块,通过此优化模块,可以在保证工程安全的前提下,寻求使得工程造价最小的设计方案。畚亩詍够绦蚩7⒉街韬图记桑砑缑嫔杓朴胧迪帧程序独立打包运行、与的混合编程等软件实现的关键问题进行了分析和总结,为类似程序设计总结了经验。开发出的软件系统未来将根据用户的反馈意见,对软件逐步的进行升级,解决本身存在的界面操作效率低和遗传算法本身存在的对造价优化的计算偏差问题,使系统逐步完善,为我国的边坡治理和山区公路边坡地质灾害防关键词:,抗滑桩,遗传算法,神经网络拉抗滑桩受荷段,以及弹性抗滑桩锚固段和刚性抗滑桩锚固段,分别进行了详护做出贡献。武汉理工大学硕士学位论文
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签名:二垒立盟导师签名:签名:釜翻塑日期::笸缪独创性声明关于论文使用授权的说明本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即学校有权或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑保留、送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部
,国外始于世纪年代,国内于世纪年代,抗滑桩可灵活选择桩位,既可以单独使用,又可与其他工程配合使用,施工方便,工作面多,挖方量小、工期短、收效快,对滑体扰动小,对整治滑坡和处而对于抗滑桩治理滑坡方法,目前主要是试算。试算是根据滑坡推力,先拟定桩的参数ぁ⒚9躺疃取⒔孛娉叽纭⒆渚嗟,并通过计算确定最大剪力、弯矩及产生的部位,然后进行地基强度校核。若桩身作用于地基的弹性桩的间距,重新计算,直至符合要求为止,最后进行配筋设计。上述整个设计过程繁琐,偶然性大,最终参数也只是符合地基强度校核的一组值,并非最优值。因此在这个设计过程中存在着很大的改进空间,可以使用计算机优化方法来对整个计算设计过程进行优化,提高计算效率和精确度。本系统使用编程,采用遗传算法优化方法,对抗滑桩主要参数和最小造价进行优化,提供了一种全新的公路滑坡防治优化设计方法。随着近代数值分析技术的进展,土力学和岩体力学中的诸多假定和经验成分均可以通过更为严格的分析来取代。尽管目前的计算机技术已经获得了飞速的发展,但岩土工程应用软件仍然处于起步状态,远不能满足工程实际应用的商用软件,如美国究7⒌拇笮头窍咝杂邢拊3绦駻⒑衫糡公司的开发的大型有限元分析程序⒚拦鶤公司开发的大型有限于缓慢滑动阶段的滑坡特别有利。应力超过地层容许值或小于其容许值过多时,则应调整桩的埋深、截面尺寸及要求。岩土工程软件的开发和应用是当前迫切需要解决的问题【俊目前,国外在边坡稳定分析软件开发方面取得一定的进展,并推出一系列武汉理工大学硕士学位论文
.⒚拦公司的离散元分析程序和拉格朗日有限差分程序、加拿大公司开发的边坡及地下开挖二维塑性有限元程序约岸奁胶夥治龅腉程序、日本软脑株式会