粒子群算法在锚拉桩桩身参数优化设计中的应用

锚拉桩结构的桩身设计参数组合的求解是锚拉桩优化设计的重要内容,在所有满足要求的设计参数组合中,必定存在一组设计参数,可使锚拉桩的造价最低,因此获得这组设计参数对于锚拉桩桩身设计具有十分显著的工程实用价值。基于粒子群优化算法(PSO)的特点,通过一个滑坡治理的工程实例,以单位宽度的滑坡土体设置的锚拉桩的造价作为目标函数,对锚拉桩的桩截面宽b、桩截面长a、桩身长l、桩间距d这4个关键设计参数进行迭代搜索求解;采用MATLAB编写PSO的计算程序,并创建粒子群优化算法(PSO)的用户图形界面(GUI),即PSO-GUI,获得4个关键设计参数的组合;应用Visual C++编程计算优化前和优化后的锚拉桩桩身内力和变形,并与各自的桩身内力设计值和变形允许值进行比较。结果表明:在安全储备相同的条件下,两种参数组合设计的锚拉桩桩身内力和变形均在安全控制范围之内,但优化后设计的锚拉桩与优化前设计的相比,还能节省一定的工程造价,可取得较好的经济效益,且PSO的优化效果明显,也说明采用PSO对锚拉桩桩身进行优化设计具有可行性,为锚拉桩的优化设计提供了新的思路和借鉴。     

水头饱和与反压饱和相结合的滑坡黄土物理力学特性研究

黄土地区滑坡等地质灾害频发,黄土的物理力学特性研究对黄土地区地质灾害的防治具有重要意义。以GDS三轴仪为试验平台,采用水头饱和与反压饱和相结合的方法对陕西蔡家坡滑坡原状马兰黄土进行饱和,然后对其进行三轴固结不排水剪切试验。试验结果表明:对初始含水率较低的原状马兰黄土,水头饱和结合反压饱和的方法可以使原状马兰黄土在较短时间、较小反压下达到较高饱和(孔压系数B=0.962);原状马兰黄土的轴向应力-应变曲线呈现为应变弱化型,表现为脆性破坏,在达到土的峰值强度前变形近似"弹性",且在较小的应变下即可达到土的峰值强度;饱和马兰黄土在剪切过程中产生正的孔隙水压力,孔隙水压力曲线先增加后保持稳定,围压越大孔隙水压力增长速率越大;饱和马兰黄土的抗剪强度参数为c=12.7kPa、φ=10.2°,c′=14.8kPa、φ′=16.2°,随着围压的增大其破坏应力随之增大,不同围岩下有效应力路径曲线的形态都近似呈直线形。