基于遗传算法的板肋式锚杆挡墙优化设计

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1、基于遗传算法的板肋式锚杆挡墙优化设计重庆大学硕士学位论文学生姓名：刘伟导师姓名：张宏胜副教授专业：土木工程学科门类：工学重庆大学土木工程学院二OO八年四月TheOptimizeDesignofRibbedplateRetainingWallwithAnchorsbaseOnGeneticAlgorithmAThesisSubmittedtoChongqingUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofCivilEngineeringByLiuWei

2、Supervisor:Vice.Prof.ZhangHongshengMajor:CivilEngineeringCollegeofCivilEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril2008中文摘要摘要板肋式锚杆挡墙是岩质边坡工程中应用极为广泛的支护结构形式，但由于岩土工程的特殊性和复杂性，如何设计出安全可靠、经济合理的支护结构是一项复杂而紧迫的任务。本文首先对板肋式锚杆挡墙的一般设计方法和遗传算法的基础知识进行了简要介绍，并在此基础上对锚杆挡墙设计参数对挡墙造价的敏感性进

3、行逐一分析，根据遗传算法的特点提取了锚杆的水平间距S、锚杆直径D、锚筋直径d、锚筋hg根数n、锚固段长度l和立柱截面配筋A作为遗传算法设计变量，然后以锚杆挡as墙单位平方米造价为目标函数，锚杆挡墙的各种强度、构造要求作为约束条件建立了遗传优化的数学模型，最后通过MATLAB语言编程实现了基于遗传算法的板肋式锚杆挡墙优化设计程序。基于遗传算法的板肋式锚杆挡墙优化设计方法和一般设计方法相比，该方法具有以下特点：①锚杆的水平间距S、锚杆直径D是作为设计变量而非事先假定的设计参hg数，优化程序可根据目标函数值自动优化，一定程度地实现了锚杆挡墙结构

4、的智能布置；②该方法以锚杆挡墙的单方造价为目标函数，以锚杆挡墙各种强度、构造要求为约束，最终优化的结果既能满足各种强度条件和构造要求又使得挡墙单位平方米的造价最低。通过算例验证，基于遗传算法的板肋式锚杆挡墙的优化设计程序能够通过反复迭代最终达到近似最优解，并能将各个设计参数较好匹配形成板肋式锚杆挡墙的最终优化设计方案。关键词：遗传算法，板肋式锚杆挡墙，优化设计I重庆大学硕士学位论文II英文摘要ABSTRACTRibbedplateretainingwallwithanchorsisthesupportingconstructionwayw

5、hichiswidelyappliedinrockslope.ButduetothespecialtiesandcomplexitiesintheGeotechnicalEngineer,themostcomplicateandurgenttaskistodesignreliableandeconomicretainingwall.Thispaperwillgiveabriefintroductionofbasicknowledgeinnormaldesignmethodfortheribbedplateretainingwallwith

6、anchorsandGeneticAlgorithm.Atthebasisofthisknowledge,itwillgiveanalysisoftheretainingwall’sconstructioncostwhichissensitivelyaffectedbythedesignparametersofretainingwallwithanchor.AsperthecharacteristicsofGeneticAlgorithm,theleveldistanceS,AnchorbarhdiameterD,Anchorsteelb

7、ardiameterd,NumbersofSteelbarn,LengthofgAnchorageZonel,andSteelbarofPillarsectionAaretakenasthevariableasparametersintheGeneticAlgorithm.Retainingwallofunitsquare-metercostistobetheobjectfunction,theanchorretainingwall’svariousstrengthandconstructionrequirementsaretobethe

8、restrictconditionswhichwouldbeusedtofoundtheoptimisticmathematicmodel.Finally,MALTABLanguagewoul