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基于遗传算法的衡重式挡土墙的设计计算与应用
| 论文题名： | 基于遗传算法的衡重式挡土墙的设计计算与应用 |
| 关键词： | 公路挡土墙;优化设计;土压力;遗传算法 |
| 摘要： | 随着中国西部大开发的深入进行，基础建设中的公路建设持续发展，挡土墙的应用范围越来越广。衡重式挡土墙具有诸多优点，如:衡重台上的填土使得墙体重心后移增加了墙身稳定性、折线形墙背可降低墙身和减少基础开挖量以及缩减墙身断面面积等，故此衡重式挡土墙被广泛应用于工程支护结构中。但是，在常规设计中要得到同时满足经济性和安全性的截面，要经过反复的试算，工作量大而且不一定得到最优的结果。因而深入研究衡重式挡土墙的优化设计具备一定的工程实践意义和经济价值。 本文内容主要从以下三个方面展开: ①介绍了常用的土压力理论及其适应范围，重点分析了特殊情况下的土压力计算，包括:存在第二破裂面时的土压力计算、粘性土土压力计算、折线形墙背的土压力计算以及地震作用下的土压力等。基于以上土压力理论和相关设计手册推导出适用于衡重式路肩挡土墙的土压力计算公式，并以挡墙抗滑移稳定性、抗倾覆稳定性、基底应力及合力偏心距、墙身截面强度和构造要求为优化模型的约束条件，得出约束计算公式; ②针对常规设计方法的复杂性和设计结果的非最优性，提出了基于遗传算法对衡重式挡土墙进行优化设计，阐释了遗传算法的优点及其优化原理，仔细分析复制、交叉和变异三种遗传算子，为建立和运行衡重式挡土墙优化模型奠定了理论基础; ③经过比较选取挡土墙截面面积为优化目标，筛选了九个影响目标函数的设计变量，建立了衡重式挡土墙优化设计模型，并采用MATLAB高级数学分析工具，编制了目标函数和约束条件的M文件，利用遗传算法优化工具箱，实现了基于遗传算法的衡重式挡土墙的优化设计。 为了评价优化设计模型，选取了贵州威宁县G356道路改建工程中的具有代表性的个例进行验证，比较常规设计与优化设计成果，优化设计工程应用效果良好。 |
| 作者： | 钱爱保 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 张铭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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