一种新的岩土工程进化反分析算法

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1、第22卷第2期岩石力学与工程学报22(2)：192～1962003年2月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringFeb.，2003一种新的岩土工程进化反分析算法1，22高玮郑颖人12(中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学重点实验室武汉430071)(后勤工程学院土木工程系重庆400041)摘要通过对岩土工程传统优化反分析方法缺点的分析，指出了基于进化算法的进化优化反分析的可行性及遗传算法反分析的不足之处。为了克服这些反分析方法的缺点，首次把另一种进化算法——进化规划引入岩土工程领域，并为了改善

2、传统进化规划的不足，提出了免疫进化规划新算法。在此基础上，结合有限元数值分析技术，提出了一种新的岩土工程反分析算法——免疫进化规划反分析。最后，通过一个简单算例验证了该法的有效性。关键词岩土力学，反分析，优化方法，进化规划，免疫进化规划分类号TP183文献标识码A文章编号1000-6915(2003)02-0192-05NEWEVOLUTIONARYBACKANALYSISALGORITHMINGEOTECHNICALENGINEERING1，22GaoWei，ZhengYingren1(KeyLaboratoryofRockandSoi

3、lMechanics，InstituteofRockandSoilMechanics，TheChineseAcademyofSciences，Wuhan430071China)2(DepartmentofCivilEngineering，LogisticalEngineeringUniversity，Chongqing400041China)AbstractThroughanalyzingtheshortcomingofthetraditionaloptimizationbackanalysisingeotechnicalengineer

4、ing，thesuitabilityoftheevolutionarybackanalysisisproposed.Also，theweaknessofthegeneticbackanalysisisrevealed.Inordertoovercomethedefectofthoseoptimizationmethods，anewalgorithm——immunizedevolutionaryprogramming(IEP)basedonthetraditionalevolutionaryprogramming(EP)andtheprin

5、ciplesofimmunizedartificialsystem(IAS)issuggestedhereatfirsttime.CombiningIEPwithFEM，anewbackanalysisalgorithm——IEPbackanalysisisproposed.Throughasimpleexample，theproposedalgorithmisverified，andtheresultsshowthatthisnewalgorithmisverygoodandavailableforpracticalapplicatio

6、n.Keywordsrockandsoilmechanics，backanalysis，optimizationmethod，EP，IEP近年来，一类源于自然进化的全局优化方法——进1引言化算法，以其良好的性能引起了人们的兴趣。它区别于传统优化算法的方面主要体现在：(1)它不直岩土工程优化反分析作为岩土工程反分析中的接作用于解空间，而是利用解的某种编码，这使得[1][2]一种主要方法已得到了巨大发展。但研究表明，它不必依赖于解的形式；(2)算法从多个解点开始岩土工程优化反分析的目标函数——误差函数是一搜索，而不是仅从一点开始，因而找到整体

7、最优的个高度复杂的非线性多峰函数。对此函数，采用一概率较大；(3)算法只使用解的适应性信息(即目标般的传统优化方法存在诸如初值难选、易陷入局部函数)，无需太多辅助信息，而且对目标函数也无过极值等问题。因此，有必要寻求更有效的优化方法。多要求，应用方便；(4)算法使用随机转移规则，2001年5月27日收到初稿，2001年7月24日收到修改稿。作者高玮简介：男，1971年生，博士，1995年毕业于中国矿业大学，现为在站博士后，主要从事岩石力学、地下工程围岩稳定性分析及计算智能在岩土工程中的应用方面的研究。第22卷第2期高玮等.一种新的岩土工程

8、进化反分析算法•193•而非确定性转移，这更增大了找到最优解的概率。证个体适应度，又能维持各个体间的竞争关系。以上特点使得进化算法成为解决反分析这类复杂数(3)变异算子。与遗传算法不同，进化规