基于遗传算法的反倾层状岩质边坡极限分析上限解

发布时间：2021-12-30 06:00

　　倾倒破坏是反倾层状边坡主要的失稳类型之一,而当反倾层状边坡内存在软弱夹层、外倾结构面等因素时,传统的纯剪断或纯折断破坏将不再适用,如何有效地建立一种该类型边坡的稳定性分析方法对边坡工程设计显得尤为重要。在此基础上,本文针对反倾层状岩质边坡平动-转动组合破坏问题,利用塑性极限分析上限定理,结合相关联流动法则和变形协调条件建立容许运动场,构建考虑平动加转动的岩质边坡稳定性极限分析理论计算模型,进一步采用遗传优化算法进行全局极值搜索,得到基于遗传算法的平动加转动岩质边坡极限分析稳定性系数上限解和相应的最优折断面。采用该方法与改进的Goodman-Bray方法进行对比,计算结果表明所提方法具有一定的适用性。同时利用该方法,对反倾岩质边坡的稳定性影响因素进行了敏感性分析。 

【文章来源】：山地学报. 2019,37(02)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

地质力学模型Fig．1Geomechanicalmodel

岩块速度矢量示意图Fig．2Schematicdiagramofrockvelocityvectors

并和Aydan等［19］采用悬臂梁弯曲模型提出的Aydan基准面以及Adhikary等［20，21］在此基础上改进(与Aydan基准面成角β=12°～20°)得到Adhikary基准面进行对比，结果如图4所示:图4折断面搜索示意图Fig．4Schematicdiagramoffracturesurfacesearching图5最优折断面搜索(a)不同结构面粘聚力下的最优折断面搜索;(b)不同结构面摩擦角下的最优折断面搜索Fig．5Theresultsofsearchingoptimalfracturesurface(a)Searchingoptimalfracturesurfaceunderdifferentcohesiveforces;(b)Searchingoptimalfracturesurfaceunderdifferentfrictionalangle由图4可以看出，本文搜索得到的最优折断面近似抛物线形，在此工况下，岩层在自重条件下的最优折断面位于Aydan基准面之上，因为Aydan模型迭代中未考虑粘聚力c的影响，而本文中进行了考虑，同时说明本文搜索结果部分岩层断裂面位置未达到预定断裂面;同时岩层最优折断面位于Adhikary基准面之下，说明该工况下岩层在自重条件下是比较稳定的，与稳定性系数F=1．348值较相符合。3．3层面强度对最优折断面的影响对表1中参数所对应的反倾层状边坡，取层面倾角为30°，假设边坡高度H=20m，最优折断面通过坡脚，讨论层面强度(c，φ值)对最优折断面的影响，分析下面两种工况变化:(1)不同结构面粘聚力c取15kPa，20kPa，25kPa，其最优折断面如图5(a)所示;(2)不同结构面摩擦角φ取20°，26°，32°，其最优折断面如图5(b)所示。由图5可知，最优折断面的形态和破坏面的位置与结构面粘聚力和摩擦角均有关，伴随c值


本文编号：3557619