遗传算法在土钉支护稳定性分析中的应用遗传算法在土钉支护稳定性分析中的应用 摘要：稳定性分析是土钉支护结构中十分重要的问题，在公路，铁路，深基坑的开挖等工程中都会遇见。本文提出了计算土钉支护结构稳定的可靠度指标和设计验算点的全局优化算法。该方法模拟了生物遗传进化的过程，克服了传统优化方法容易陷入局部优化值的缺点，将优化方法和可靠度理论有机的结合，使可靠度指标的求解问题转化为约束条件下目标函数的微小值的优化问题。 关键词：遗传算法；土钉支护；可靠度指标；优化方法 中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号： 本文从概率可靠度分析方法的方面入手进行讨论。基于可靠度指标的几何涵义，可靠度的分析最终可以转化为一个优化问题，而遗传算法作为一种全局优化算法，近年来受到了各个学科领域的重视，得到了空前的进展。本文将其引入到边坡工程的讨论工作中来，结合最优化理论做一个有益地尝试，从概率可靠度方法的角度来分析土钉支护结构的稳定性。 一、建立土钉支护结构的功能函数 条分法是一种边坡稳定性分析的基本方法，也是土钉支护内部稳定性分析最常用的一种方法。在用于土钉分析时，假定土体的破裂面为圆弧面，土体是刚塑性材料。简单条分法，也称为条分法的总应力法，它不考虑土条之间的相互作用力，而 Bishop 法和 Janbu法考虑了土条之间的作用力和力矩的平衡。本文基于天然土坡稳定性分析的简单条分法，对土钉支护的整体稳定性的进行可靠度分析，。 设土钉采纳等间距，等倾角的布置方式，土钉的水平间距为，垂直间距为，倾角为，如图 1.1 所示。 图 1.1 土钉支护圆弧滑动面条分法受力示意图 假定作用在土条两侧的法向力及剪切力相互平衡，则作用在一个土条上的力，由垂直方向力的平衡得： 根据莫尔—库仑准则，弧段上的抗剪强度为，则土体产生的抗滑力和滑动力分别为： 式中： —滑动体的分条数； —第分条土重； —第分条宽度； —第分条滑裂面处土体固结不排水（快）剪粘聚力标准值； —第分条滑裂面处土体固结不排水（快）剪内摩擦角标准值； —第分条滑裂面处中点切线与水平面的夹角； —第分条滑裂面处的弧长。 又由于单根土钉在圆弧滑裂面外锚固体与土体的极限抗拉力为： （1—7） 则土钉支护结构产生的抗滑力为： （1—8） 式中： ——钻孔直径； ——土钉与土体界面的极限粘结强度。 ——第根土钉在圆弧滑裂面外穿越第层稳定土体内的长度； —土钉的水平间距。...
