首页/文章/ 详情

基于布谷鸟算法的先进圆弧滑动面自动搜索程序分享-配套边坡裂隙圆弧法计算程序

7月前浏览278
     由于边坡裂隙圆弧法计算程序还需与其他市面软件交互得到自动搜索的滑动面,但不同市面软件采用的搜索方法不同,设计师每个人使用的软件也不一样,因此特意补充了配套模块,即圆弧滑动面自动搜索程序,该程序同时也引入布谷鸟算法,之前我有文章也说过此方法。
      该方法的思路应用于多个领域中,后引入岩土工程中。对于传统方法,当地层复杂时,搜索时间会非常费时费力,并且跟人为假定的剪入剪出区域选择有很大关联,并且可能一般情况下,经验较少的设计人员很难确定剪入剪出区域,这时采用布谷鸟法 会非常的简便,布谷鸟法其实就是利用了布谷鸟的生活习性衍生出已应用各种行业的智能优化算法,布谷鸟是不会自己孵蛋的,因此他们产下蛋后会随机寻找一个鸟巢进行孵蛋,一般情况下鸟巢中的鸟妈妈自己的蛋会比布谷鸟的晚出来,那么小鸟将采取本能行为就是盲目的将自己的蛋推出鸟巢,增加了布谷鸟从鸟妈妈那里获取的食物量,而且布谷鸟还能模仿宿主幼崽的叫声来获得更多的进食机会。

       以此为启发,2009年剑桥大学杨新社教授和S.戴布提出该算法,为更好进行数学建模,做出以下三条假定:

      1.每只布谷鸟只产一个蛋,然后把蛋倒进随机选择的鸟巢中。

       2.蛋最好的巢穴将会一代一代保留下来(贪婪原则)。

       3.巢穴是固定的,蛋有被发现的几率,那么巢穴的主人要不扔掉蛋,要么就重新找一个新的巢穴。

       根据以上原理应用到边坡中可以直译为每个鸟巢就是一个滑动面,一次可以选择n个滑动面,n是固定数,如果这个鸟巢很好,也就是滑动面在此次为最不利的或是局部最不利的将予以保留,再进入下一代,而下一代就是迭代,如果滑动面稳定系数高的那么就扔掉它,继续去寻找一个新的巢穴(也就是滑动面)。该方法还是非常实用而且高效的!

    具体对比可以参考我之前发的文章。比指定剪入剪出更为省事的高效高质量方法-布谷鸟搜索法计算边坡稳定性

    我做了一个布谷鸟法的解释动图,同时我也将此可视化交互放到我的程序中。

       其实算法不是最难,最难的是滑动面的确定,说了是圆弧了,开始的时候椭圆都给我搞出来了,甚至圆弧还是倒置的,所以设定约束条件费了老大的功夫。

那么我们就来看我们这个程序了,dxf导入导出功能保证了建模的便捷性以及获取滑动面的便利性。岩土材料参数同样设置了多元材料库,该材料可以导入导出,输入一次,后续需要直接导入即可,自动计算时候交互可视化强,可以实时看到每个滑动面对应的条块划分情况,并且直接导入模型中生成高清结果图。比如布谷鸟窝为30个,迭代100次,那么滑面就是3000个,掌握这个原理我们可以控制滑动面搜索个数,这里可以智能设置剪入和剪出线,同时也可以自动计算,这里建议结合个人经验设置剪入剪出线,可以避免结果可能失真,不过我们可以两种方法都计算进行对比。

     然后就是加固设计,由于加固后最不利滑动面不一定是既有滑动面,因此需要加固后再进行搜索验证,这里我们的算法充分考虑了锚杆的有效加固长度,而不像市面上有些程序对于锚杆施加就认为其锚固力是设计力,实际比如锚杆6m长,滑动面5m,实际锚杆深出滑动面仅1m,这样如果仍考虑原锚固力就太危险了,所以引入有效锚固长度/总锚固长度的折减系数,更贴近实际情况。并且我自己编的程序知道怎么才是更好的产品,锚杆cable图层导入后,自动计算倾角、总长、距离滑动面的距离,方便设计师确定锚固长度与自由段长度,并且设置一键填充功能,同样的锚固力和间距的情况一键所有锚杆相同。同时,计算后会显示有效锚固力。

      公式也是锚固力的公式:

        该程序与边坡裂隙圆弧法计算程序配套使用,同一样的机器码,因此激活一个,此程序也可直接使用。

      


来源:博强路基路面设计
岩土材料控制
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2026-01-17
最近编辑:7月前
博强路基路面
硕士 | 公路路基路面... 抬头看路,低头做事
获赞 96粉丝 363文章 150课程 5
点赞
收藏
作者推荐
未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习计划 福利任务
下载APP
联系我们
帮助与反馈