圆弧，而本例的控制滑动面为折线形，所以答案的可靠性降低)。
数BHM
系全SCHM 安FCHM DCHM
裁判推荐答案1.26
α c /(°)
图7 4种方法不同α c下得到的整体安全系数变化曲线
Fig.7 Curves of global factor of safety versus α c
提出一种混沌和声算法来进行土坡局部安全系数法的计算。该算法利用混沌变量的随机、遍历特性在解空间内进行有效探索,同时采用基本和声算法中的和声策略对解空间进行开发,从产生的新解与原和声库内的解中选出较优秀的解重新进入和声库,这样不断迭代就构成了混沌和声搜索算法
2768 岩石力学与工程学报 2006年
表2 土层材料计算参数 Table 2 Numerical parameters of soil
层号
为了讨论本文混沌和声算法中计算参数对结果的影响，以静态分区混沌和声算法为例，对计算参数HR，PR，Tm分别设置0.8，0.9，1.0；0.01，0.1，
/(°)
γ /(kN·m)
－3
c / kPa
0.2；2 000，3 000，5 000三个水平，构成的正交试
3(表中括号中为设置
4所示为极差分
a 18.84 b 18.84
28.5 20.0 验表以及每种试验结果列于表
0.0 10.0 水平数，计算时其他参数不变)。表
首先由图7可以比较出4种算法全局搜索能力
的强弱。随着αc的增大，可行滑动面的数目就会增多，只有全局搜索能力强的算法才能从众多可行滑动面中找出临界滑动面，分区混沌和声算法很好的实现了这一目的，而且得到的最小整体安全系数与裁判推荐答案相差无几。而基本和声算法以及简单混沌和声算法陷入了局部极小值，当αc取较小值时，不符合本例控制滑动面的形状，所以几种算法得到的结果都偏大，反映在图8中，临界滑动面经过软弱层的长度较小，而当αc= 40°时，由图9可知，分区混沌和声算法结果与Sarma法结果比较接近，只是滑入端向外扩了一些；而基本和声算法与简单混沌和声算法的结果与Sarma法相差很大，而且临界滑动面也不经过软弱层。
m/度高坡边
边坡宽度/m
图8 α c = 10°
下5种算法临界滑动面比较 Fig.8 Comparison of critical slip surfaces by five methods
for α c = 10°
m/度高坡边
边坡宽度/m
图9 α c = 40°
下5种算法临界滑动面比较 Fig.9 Comparison of critical slip surfaces by five methods
for α c = 40°
析结果，表5所示为方差分析结果。
表3 正交试验表及试验结果 Table 3 Orthogonal table and test results
因素
试验号
最小安全系数
HR PR Tm
1 1(0.8) 1(0.01) 1(2 000) 1.523 2 1(0.8) 2(0.1) 2(3 000) 1.534 3 1(0.8) 3(0.2) 3(5 000) 1.333 4 2(0.9) 1(0.01) 2(3 000) 1.401 5 2(0.9) 2(0.10) 3(5 000) 1.346 6 2(0.9) 3(0.20) 1(2 000) 1.294 7 3(1.0) 1(0.01) 3(5 000) 1.226 8 3(1.0) 2(0.10) 1(2 000) 1.236 9 3(1.0) 3(0.20) 2(3 000) 1.222
表4 极差分析结果
Table 4 Results of orthogonal polar difference analysis
因素水平
HR PR Tm
1 1.463 1.383 1.351 2 1.347 1.372 1.386
3 1.228 1.283 1.302 极差 0.235 0.100 0.084 次序
1.000 2.000 3.000
表5 方差分析结果
Table 5 Results of orthogonal variance analysis
因素
平均离差 平方和σ
F值
临界值Fα 敏感性次序
F0.05
F0.01 HR 0.041 53 32.44
1 PR 0.009 05 7.0719.0 99.0 2 Tm 0.005 34 4.17
3 注：表中公差为0.001 28。
由正交试验结果的极差、方差分析可看出，HR的F值大于F0.05小于F0.01，它对计算结果影响显著，而PR对、Tm对结果不显著，所以在利用本文混沌和声算法求解问题时，HR应取接近1.0的值。
提出一种混沌和声算法来进行土坡局部安全系数法的计算。该算法利用混沌变量的随机、遍历特性在解空间内进行有效探索,同时采用基本和声算法中的和声策略对解空间进行开发,从产生的新解与原和声库内的解中选出较优秀的解重新进入和声库,这样不断迭代就构成了混沌和声搜索算法
第25卷 增1 李 亮等. 混沌和声搜索算法及其在土坡局部安全系数法中的应用 2769
5 结 论
本文将基本和声算法的强开发能力与混沌变量的探索能力结合起来，构建了简单易行的混沌和声算法，对国际上标准考题的分析结果表明，分区混沌和声算法的全局搜索能力比简单混沌和声算法以及基本和声算法都有了很大提高，静态分区与动态分区混沌和声算法的结果相差不大，对混沌和声算法计算参数的敏感性分析结果表明，HR参数对结果的影响显著，建议在具体应用时取较大值。
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