改进遗传算法在地下工程岩体参数反演分析的研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文改进遗传算法在地下工程岩体参数反演分析的研究姓名：文建华申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：李新平20040101摘要地下工程环境复杂多变，与岩土相关的各项参数在计算中存在工作量较大、计算复杂等缺陷。随着计算理论逐渐完善，各计算方法在工程中进行了广泛的应用，但仍然存在不少问题。其中最主要的原因是作为已知量输入的初始地应力分布规模和量值经常不明确，同时弹性模量、泊松比等地层参数的不同取值对不同地带具有一定的任意性。而工程施工地质条件、地层受力变形后发生破坏的条件采用理想模型进行模拟，以及地层受力变形后发生破坏条件缺少符合实际的判断准则等，从而造成计算分析

2、所得的结果常常不能与真实情况相符合，甚至相差较大。本文对优化算法中不同求解方法进行对比分析，针对遗传算法在岩土工程参数反演运算中进行了改进，改进的策略主要集中于三个方面：1、提出了在遗传算法中融入形加速法的改进方法——复合遗传搜索法：2、针对遗传算子的选择策略，引入指数适值方法，设置双交换池，提出了重复筛选法：3、加强对劣势种群的内部优良信息的遗传功能的改进，引入权函数，扩大可交叉算子的种类，保留各算子的进化功能，提出了融合交叉运算法。改进遗传算法采用FORTRAN语言进行程序开发编程应用于水布垭水利枢纽位移变形监测参数反演中，反演所得的数据用ANSYS编程进行仿真模拟分析。证明了

3、改进遗传算法对提高最优解的收敛速度和计算精度具有较好的效果，所得的结论符合实际，求解合理。关键词：岩土工程地下工程参数反演遗传算法复合搜索重复优化融合交叉Abstract1rheenvironmentoftheundergroundengineeringissophisticatedandchangeable．everyparameterrelatedtotheRockandSoilisdefectivebecausetheworkquantityisbigandthecalculationiscomplex．Thougllthecalculationtheoryisgradual

4、lyperfectandapplicateswidelyintheengineering，thereisstillsomequestions．Themainreasonisthatthedistributationscaleandquantityofthepreviousgrandstressimportedasthegivenfactorsareusuallynotdefinite，meanwhilethedifferentquantityofthestrateparametersuchasEandpareradomtOthedifierentzone．However,weusu

5、allysimulatestheconditionsoftheen酉neeringworkinggeologywhichlettothedestructionafterthewarpcausedbythestrengthwithidealmodel，andthedestructionconditionsthewarpofthestratecausedbythestrengthisshortofthejudgementprinciple，etc．So，theresultusuallycan’taccordwiththetruth．Thisthesiscontrastsandanaly

6、sesthedifierentcalculation-method．andimprovestheGeneticAlgorithmintheparameterinversionoftheRockandSoilengineering．Thestrategiesaremainlyinthefollowingthreeaspects：1、newsearchingwayisCompositelysearchingGeneticAlgorithmwhichiSmadeupoftheaccelerationmethodandGeneticA190rithmwhenitpaitiallycalcu

7、latesinthelatertime；2、indexfunctionisinductedingengeticoperators，atthesametimerepeatedselectanddoubleexchangepoolareused；3、Splicingcrossover,whichreservessomenewevolutionfactions，improvesauthorityfunctionaccauntingthecapabilitiesandkind