用改进的十进制遗传算法确定土质边坡最危险滑面

基于瑞典圆弧法和简化Bishop条分法分析土质边坡的稳定性,以圆弧滑裂面与边坡面的左右交点的两个横坐标和以滑裂面圆心的纵坐标作为优化变量,采用了一种改进的十进制遗传算法对优化变量进行优化。这种改进的遗传算法是以简单的十进制遗传算法为基础,结合优体克隆操作、子体优生操作和多代调环操作。通过计算ACADS考核题验证,该方法有较强的自适应能力,具有收敛速度快、解的精度高和避免出现早熟等优点。     

临界滑动场技术在排土场边坡设计中的应用

边坡临界滑动场技术是近年发展起来的一种边坡稳定性分析方法。它能准确快速确定多层介质、多台阶边坡任意形状的临界滑动面,全面评价边坡整体和局部稳定性。文章首先应用临界滑动场技术对原设计15°坡角时的龙桥排土场边坡进行临界滑动面搜寻,确定边坡整体安全系数为1.42,证明原设计的15°坡角取值过于保守。然后再应用临界滑动场技术的扩展方法进行反向分析,在给定安全系数为1.30的条件下,求得最佳设计坡角为17°。研究成果为将来矿山的排土工作提供指导,具有一定的工程实用性。     

块状岩体边坡地震滑动位移分析

岩体边坡在强震作用下往往会产生滑动残余位移。这种位移是边坡稳定性评价的重要参量。本文利用块体动力学原理推导出层状和块状岩体边坡地震滑动位移微分方程式, 并编制了相应的计算程序, 给出了实例的计算结果。     

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

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。     

黄土斜坡最危险滑裂面的遗传算法确定及稳定性分析

黄土滑坡尤其是地震作用下的黄土滑坡历来是我国西部广大地区一种突出而严重的地质灾害。本文研究了一种采用遗传算法基本思想和原理确定黄土斜坡“最危险滑裂面”、并以此为基础进行稳定性分析的新方法。实例的验证表明,与传统方法相比,该方法更准确、更高效,具有较好的实用性。     

平面滑动型岩质边坡稳定性极限分析上限法

在极限分析理论框架体系的基础上,提出了平面滑动型岩质边坡极限分析上限法。该方法按照外力所做的功率等于内力所消耗的功率,即滑体处于极限状态时两功率相等的条件——虚功率方程,综合考虑作用在岩质边坡上的后缘裂缝静水压力、沿滑面扬压力、重力、水平地震作用力、锚固力等外力,按照强度折减法,推导得出了岩质边坡稳定性评价的极限分析上限解。锦屏一级水电站右岸泄洪洞引渠内侧工程边坡属于典型的多级台阶状岩质高边坡,该边坡岩体结构为层状结构,变形破坏模式为平面滑动。对引渠内侧岩质边坡稳定性分析结果表明,极限分析上限法对平面滑动型岩质边坡有较好的适用性。     

不连续滑动面演化过程的力学分析

本文从工程地质中节理连通率的概念出发, 对有一组节理非常发育的不连续岩体建立了力学模型并推导了计算公式, 进而对边坡潜在滑动面在静水压力作用下从节理错动到岩桥剪断、从局部破裂到整体滑动逐步演化成滑动面的全过程进行了数值模拟和力学分析, 得到了有参考价值的结论。     

边坡大距离整体滑移的模拟研究

边坡整体滑移模拟是迄今未被解决的一个课题。文章通过构制一个专门的滑面单元, 采用数值模拟的原理实现了对粘滑类边坡失稳的大距离滑移模拟; 采用分析模拟法实现了对脆性滑移类边坡失稳滑移的模拟, 并开发了相应的软件。     

用人工神经网络估算岩质边坡的安全系数

基于工程事例, 介绍了一组初步试验工作, 探讨人工神经网络(ANN)方法用于岩质边坡稳定性安全系数估算的可能性。文中给出三次试验及试验结果, 试验结果表明用人工神经网络估算岩质边坡安全系数不仅是可行的, 而且是一种实时、准确且准备工作简单的估算方法。     

沿单一结构面产生平面滑动时滑坡体的弹性解析解

为了分析坡顶具有张裂缝的岩石边坡水体渗入而产生边坡滑动的问题,本文选取沿单一结构面或软弱面产生平面滑动的岩质边坡为研究对象,在弹性范围内开展了应力和变形的理论研究.综合考虑原岩应力和静水压力的影响,建立二维力学分析模型;并且利用弹性力学的基本理论知识,运用逆解法求解能够满足平衡微分方程和应力边界条件的各应力分量及位移的...     

岩体边坡滑裂面随机搜索机理与工程应用——以黄河小浪底水库进口高边坡泻洪、发电、引水建筑物进口高边坡为例

本文运用随机搜索和破坏概率相结合的技术方法 ,以黄河小浪底水库进口高边坡引水建筑物咽喉工程为例 ,进行了滑动面的随机搜索和边坡的破坏概率分析 ,给出了不同条件下最危险滑面的最低位置和倾角以及边坡破坏概率最大时的荷载组合形式 ,指出 1:0 .2的台阶坡设计优于直立坡的设计。同时 ,为边坡加固的锚固长度和范围的确定提供了合理依据。     

山体崩滑破坏的视滑力问题──以链子崖危岩体为例

本文提出了山体崩滑破坏的视滑力概念,给出其分析方法,并结合长江三峡链子崖危岩体进行了应用研究。它对于认识斜坡变形破坏的机理,改进稳定性评价,提高防治工程方案的针对性与工程布置的准确性有重要意义。     

边坡三维极限平衡法的通用形式

基于以下假定条件:(1) 稳定系数定义为材料的强度折减系数;(2) 土体为刚体,底滑面服从Mohr-Columb强度破坏准则;(3) 微条柱底部法向力dNz的作用点处于条柱底部中点;(4)滑面剪力与底滑面和xoz平面交线的夹角为θ。本文建立了边坡三维极限平衡法的通用形式,通过给定不同的限制条件,可分别得到三维普通条分法 、三维简化毕肖普法 、三维简化简布法 、三维Spencer法 等三维极限平衡的具体算法。     

散体滑落与堆积规律的实验研究

本文用模型实验研究了被炸碎的岩石自山坡滑落进入河道的堆积问题,得到用松动爆破和滑坡效应进行定向爆破筑坝是可能的,当山坡摩擦系数f较小时,它对最远滑移距离有影响;而当f较大时,滑移的最远距离减少。散体自然滑落可能有二个临界角:一是它从静止到开始滑落的角度;另一个是它从运动到停止时的角度。实验还表明,为了增加堆积体的最远距离和河心堆积高度,增加第一排爆破的最小抵抗线是有效的。     

高边坡结构可靠度的二次处理有限元分析

本文依据强度折减理论,利用MIDAS/GTS有限元软件,分析计算了高边坡结构的安全系数K,找到边坡滑裂带的位置。在此基础上,对有限元输入数据和输出结果进行二次处理,建立基本随机变量c,f与滑裂带中单元的最大(和最小)主应力σ1(和σ3)的拟合关系f1(和f3),将其代入高边坡结构的功能函数Z中,使Z由隐式形式变为显式。基于该显式表示的Z,利用Monte Carlo法计算滑裂带中所有失效单元的可靠指标β1,并将其单元面积A1作为权重系数,经过加权平均得到边坡结构的整体可靠指标β。上述方法使得结合有限元软件计算边坡结构的整体可靠度得以简化。经实例分析可知,本文提出的方法是合理可行的,可使边坡结构整体可靠性分析得以简化,也可为高边坡结构整体可靠性分析提供理论参考。     

枣林滑坡的滑面强度确定及加固处理

概述了枣林滑坡的工程地质情况 ;通过室内试验、专家经验和基于稳定性分析的反演计算 ,确定了滑坡体的滑动面强度参数 ;给出了该滑坡体的加固处理方案 ,并详细论述了预应力锚索抗滑桩的设计方法及施工工艺。监测结果表明了滑坡体加固处理方案的成功     

THE SURFACE EFFECT ON THE TENSILE STRENGTH OF MICROMACHINED POLYSILICON FILMS FOR MEMS

In order to accomplish reliable mechanical design of MEMS, the influences of surface roughness and octadecyltrichlorosilane (OTS) self-assembled monolayers (SAMs) on the mechanical properties of micromachined polysilicon films for MEMS are investigated. Surface effect on the fracture properties of micromachined polysilicon films is evaluated with a new microtensile testing method using a magnet-coil force actuator. Statistical analysis of the surface roughness effects on the tensile strength predicated the surface roughness characterization of polysilicon films being tested and the direct relation of the mechanical properties with the surface roughness features. The fracture strength decreases with the increase of the surface roughness. The octadecyltrichlorosilane self-assembled monolayers coating leads to an increase of the average fracture strength up to 32.46%. Surface roughness and the hydrophobic properties of specimen when coated with OTS films are the two main factors influencing the tensile strength of micromachined polysilicon films for MEMS.