引入退火机制的智能单粒子算法在复杂边坡最危险滑动面搜索中的应用.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2011／19(2)一0181—06引入退火机制的智能单粒子算法在复杂边坡最危险滑动面搜索中的应用珠张明瑞陈征宙刘裕华曹东方吴强(南京大学地球科学与工程学院南京210093)摘要复杂边坡的安全系数可能存在多个局部极小值点，如何确定边坡的最小安全系数是复杂边坡稳定性分析中的一个关键问题。本文结合简化Bishop法，采用一种新的启发式全局优化算法——智能单粒子算法(ISPO)来搜索复杂边坡的最危险滑动面。为帮助该算法快速跳出局部极值点，本文将模拟退火(SA)机制

2、引入到智能单粒子算法中，结合了两种算法各自的优点，提出了引入退火机制的智能单粒子算法SA—ISPO。将本文提出的SA—ISPO算法用于搜索两个复杂边坡的最危险滑动面，并与其它方法相比较，验证了SA—ISPO算法的优越性，该算法搜索效率高，计算结果不受搜索范围的影响，是一种较好的全局优化算法。关键词边坡工程简化Bishop法智能单粒子算法模拟退火算法最小安全系数中图分类号：P642．22文献标识码：AAPPLICATIoNoFINTELLIGENTSINGLEPARTICLEoPTⅡIZERWITHSUULATEDANNEALINGMECHAN

3、ISMToSEARCHINGFoRCRITICALSLIPSURFACEoFCoMPLEXSLoPEZHANGMingruiCHENZhengzhouLIUYuhuaCAODongfangwuQiang(SchoolofEarthSciencesandEngineering，Ⅳ口ngUniversity，Ⅳnng210093)AbstractMorethanonelocalminimumofthefactorofsafetycanbeencounteredinstabilityanalysisofcomplexslopes．So，howtoo

4、btainminimalfactorofsafetyremainsasignificantissueinstabilityanalysisofcomplexslopes．BasedonsimplifiedBishopmethod，anewheuristicglobaloptimizationalgorithmcalledIntelligentSingleParticleOptimizer(ISPO)isproposedtosearchforthecriticalslipsurfaceofcomplexslopeinthispaper．Thes

5、imulatedannealingmechanismisconsideredSOastohelpISPOtoescapefromlocalminimumsquickly．TheISPOwithsimu—latedannealing(SA)mechanismcombinesthemeritsofthetwoalgorithms．Theproposedalgorithmisappliedtosearchingforthecriticalslipsurfacesoftwocomplexslopesinthepaper．Companngwithoth

6、ermethods，there-suitsdemonstratethatthecombinedSA-ISPOalgorithmhassufficientcalculatingprecisionandstability，aswellashighsearchingefficiency．AndalsotheSA—ISPOhasefficientglobalsearchingabilitybecausetheresultisinde—pendentofsearchingrange．KeywordsSlopeengineering，Simplified

7、Bishopmethod，Intelligentsingleparticleoptimizer，Simulatedannea-lingmethod．Minima1factorofsafety}收稿日期：2010—08—12；收到修改稿日期：2010-11—19．第一作者简介：张明瑞，主要从事边坡工程方面的研究工作．Email：ruimz@163．conl82JournalofEngineeringGeology工程地质学报20111引言2边坡滑动面搜索的优化模型边坡稳定性分析是岩土工程领域研究的热点问2．1简化Bishop法题之一，其中极限平

8、衡法是实际工程中最为常用的方法。然而，如何确定边坡的最危险滑动面是极限简化Bishop法是公认的一种计算边坡稳定平衡法中需要解决的关键问题。基于圆弧滑动面的性的比较