基于混沌的网鱼算法在边坡稳定分析中的应用.pdf

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1、第27卷第2期2010年2月公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentv01．27No．2Feb．20lO文章编号：1002-0268(2010)02-0016-04基于混沌的网鱼算法在边坡稳定分析中的应用李亮，褚雪松，路世豹，于广明(青岛理工大学土木工程学院，山东青岛266033)摘要：针对多变量优化问题的求解，基本网鱼算法的搜索效率下降，提出采用混沌变量的遍历性来模拟网鱼算法中两种不同密度网的实施过程。密度较小的网主要用于对未知解的探索，而密度较大的网主要用于对已知解进行开发，形成了基于混沌的网鱼算

2、法，并将其应用于某边坡的最小安全系数搜索中。详细介绍了基于混沌的网鱼算法的实施步骤。所得计算结果与已有结果进行了比较，分析结果表明，基于混沌的网鱼算法具有较高的搜索效率，可应用于道路边坡的设计。关键词：道路工程；边坡稳定；极限平衡方法；网鱼算法；混沌中图分类号：TU44l文献标识码：AApplicationofChaos—variablesBasedFish—netAlgorithminSlopeStabilityAnalysisLILiang，CHUXuesong，LUShibao，YUGuangming(SchoolofCivilEtcineering，Qirl幽Technol

3、ogicalUniversity，QingdaoShandong266033，China)Abstract：Tocopewiththelowsearchingefficiencyoforiginalfish—netalgorithmformultivariableoptimizationproblems，theformulationoffish—netalgorithmincombinationwithchaosvariableswhichcansimulatethetwodifferentnets(smallerdensitynetandlargerdensitynet)used

4、inoriginalfish’netalgorithmwasputforward．Thesmallerdensitynetismainlyfunctionalfortheexplorationofunknownsolutions，whereasthel衄gerdensitynetismainlyfunctionalfortheexploitationoffoundsolutions．Thefish—netalgorithmbasedonchaosvariableswasadoptedtolocatetheminimumsafetyfactorfortypicalslope．Thei

5、mplementationoffish—netalgorithmbasedonchaosvariableswasdescribed．Thecomparativestudieswiththepublishedreportsandtheresultsobtainedbyoriginalfish—netalgorithmshowthattheproposedcombinatorialalgorithmismoleefficientthanoriginaloneforroadslopedesign．Keywords：madengineering；slopestability；limiteq

6、uilibriummethod；fish—netalgorithm；chaos0引言边坡稳定性分析是岩土工程领域的主要计算内容之一，目前以极限平衡分析方法为主。在利用极限平衡方法时，如何搜索到具有最小安全系数的临界滑动面为边坡设计提供依据是该法在应用过程中的主要难题之一。多位学者在该问题上开展了大量的研究工作。譬如，肖专文利用遗传算法⋯1，李守巨[2

7、、郑榕明【3J采用模拟退火算法进行边坡最小安全系数的搜索，取得较好效果；陈云敏[4

8、、王成华【5]5、李亮[6]等将粒子群算法引入最小安全系数的搜索中，在算例分析中证明了各自算法的适用性；陈昌富【7I、李亮【8]等提出蚁群算法进行边坡

9、稳定分析。此外，和声算法[9]9以及鱼群算法¨0J也在临界滑动面的搜索中得到成功应用。目前研究的热点集中在三维边坡临界滑动面上，但是这并不能阻止新型算法在二维边坡稳定分析收稿日期：2009-04-27基金项目：圜家f{然科学基金资助项目(50874064．50804026)；IIl东省自然科学基金莺点项目(Z2007FIO)作者简介：李亮(1977一)，男，LDSi,济南人，博士后。副教授，从事边坡稳定分析相关研究．(1yrmqtu@126．cm)第2期李亮，等：基于