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抗滑桩优化设计系统的开发与应用
| 论文题名： | 抗滑桩优化设计系统的开发与应用 |
| 关键词： | 抗滑桩;锚拉桩;遗传算法;非线性;优化设计;系统开发 |
| 摘要： | 传统的抗滑桩设计方案优化是基于专家经验对几个预选方案进行比选，偏于保守，安全储备大，造成了很大的浪费。在桩参数设计时人工试算的成份居多，过程繁琐，偶然性大，不能获得经济合理的设计方案。再者，目前的抗滑桩设计软件侧重于从规范要求和受力平衡上验证参数的合理性，有效性，没有对参数进行优化，给出最优解。另外，优化搜索方法多局限于搜索潜在滑动面和确定最小安全系数，较少涉及到单一抗滑结构设计参数的动态优化，因而不能得出保证安全可靠且造价最低的抗滑桩治理滑坡设计方案。因此，进行抗滑桩优化设计理论研究和系统开发具有理论意义与工程应用价值。 本论文结合云南省交通厅立项的云南省交通建设科技项目[TST(2004)538127C]，总结了普通抗滑桩和锚拉桩的基本设计理论，根据普通抗滑桩的弹性桩和刚性桩计算理论和锚拉桩的变形协调计算法及抗滑桩的正、斜截面结构设计要求，基于Matlab开发了抗滑桩(包括锚拉桩)设计板块；根据遗传算法和非线性理论，以工程造价为目标函数，建立了抗滑桩(包括锚拉桩)优化设计模型，利用Matlab优化工具箱，基于设计板块和使抗滑桩成本最小的目标函数，在用户给定的参数范围内搜寻最优设计方案，开发了抗滑桩(包括锚拉桩)的优化板块；优化板块与设计板块共同组成了抗滑桩(包括锚拉桩)优化设计系统中英文1.0版。 论文选取了祥临公路一期两个边坡工程实例和权威文献上的实例来验证开发的抗滑桩(包括锚拉桩)优化设计系统的正确性和有效性，并通过理正岩土软件对优化结果进行了验证，最后将结果应用到工程。应用结果表明，抗滑桩优化设计系统能在保证安全的基础上，找出最经济的设计方案；和原方案相比，优化设计可以大幅度降低直接投资30％左右(由原方案和优化方案的差异决定)，产生较大的经济效益。 论文最后对遗传算法和非线性Fmincon优化方法的优化效率和优化结果进行了对比分析，提出了综合利用遗传算法和非线性Fmincon两种优化方法优化结果的优化策略。 |
| 作者： | 谢佐强 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 夏元友 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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