基于Floyd算法的邊坡極限平衡有限元分析.pdf

《基于Floyd算法的邊坡極限平衡有限元分析.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、120低溫建筑技術(shù)2015年第11期(總第209期)DOI：IO．13905／j．cnki．dwjz．2015．11．041基于Floyd算法的邊坡極限平衡有限元分析裴萌(南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院。南京211156J【摘要】基于圖論中的最短路問(wèn)題，引入Floyd算法實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)滑弧的搜索以及安全系數(shù)F的求解，并討論邊坡安全系數(shù)在不同材料參數(shù)條件下的變化，即引入Floyd算法解決邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題及參數(shù)敏感性分析。在算法實(shí)施方面，文章以海南華潤(rùn)石梅灣滑坡治理工程為例，利用ABAQUS有限元分析軟件建立模型并輸入?yún)?shù)，后導(dǎo)人MATLAB科學(xué)計(jì)算軟件進(jìn)行

2、Floyd算法邊坡穩(wěn)定性分析，與強(qiáng)度折減法進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，F(xiàn)loyd邊坡穩(wěn)定性算法可靠性更高，可應(yīng)用于復(fù)雜巖土體邊坡。【關(guān)鍵詞】邊坡穩(wěn)定；安全系數(shù)；Floyd算法【中圖分類號(hào)】TU457【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1001—6864(2015)11—0120—030引言。到其它頂點(diǎn)Y且具有最小權(quán)的xoy的有向圖。這就是意大利瓦依昂水庫(kù)滑坡是世界上同類事件中規(guī)一個(gè)普通的最短路問(wèn)題，為求解此問(wèn)題提出Floyd算模最大、損失最慘重、形式上最具代表性的典型滑坡。法。對(duì)原有邊坡進(jìn)行適當(dāng)網(wǎng)格劃分后以網(wǎng)格各角點(diǎn)為雖然由調(diào)查研究可知瓦依昂水庫(kù)滑坡的根本

3、原因是節(jié)點(diǎn)，角點(diǎn)之間的連線為邊，可得圖形化后的邊坡模不利地形地貌、地質(zhì)環(huán)境以及水庫(kù)蓄水影響等因素，但型，如圖1所示。圖1中黑點(diǎn)代表圖的節(jié)點(diǎn)，黑點(diǎn)之間的僅定性的認(rèn)識(shí)到邊坡失穩(wěn)的原因是不夠的，這對(duì)邊坡連線表示圖的邊，為各邊賦權(quán)后便得到一副無(wú)向圖。穩(wěn)定性分析以及邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)所起的意義微乎其微，G：(V(G)，E(G)，W(G))不但邊坡安全得不到保障，又可能對(duì)經(jīng)濟(jì)投入造成巨其中，為非空頂點(diǎn)集，V(G)=，'／2，?，}，n大浪費(fèi)。因此，對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行定量分析，從而得到為節(jié)點(diǎn)數(shù)；E為邊集，E(G)={e。()}，{e(：，準(zhǔn)確的安全系數(shù)及邊坡滑動(dòng)

4、面對(duì)邊坡安全評(píng)價(jià)以及：)，?{e()，)}，m為邊數(shù)；W為E與的關(guān)聯(lián)邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)顯得尤為重要?。函數(shù)，W(G)={Wl，W2?，W}，=Force／Slide。。本文將圖論中解決最短路問(wèn)題的Floyd算法引人由此便可將邊坡穩(wěn)定性分析轉(zhuǎn)化為求解最短路到搜索邊坡最危險(xiǎn)滑動(dòng)面及其安全系數(shù)中去，將邊坡問(wèn)題，且邊坡的安全系數(shù)可利用剛體極限平衡理論定的穩(wěn)定問(wèn)題轉(zhuǎn)化為圖論中尋找最短路問(wèn)題，對(duì)Floyd義為：抗滑力與滑動(dòng)力的比值。究其原因：邊坡滑弧可算法作了相應(yīng)的改進(jìn)，編制了相應(yīng)的計(jì)算程序。通過(guò)看做圖概念中一個(gè)邊界節(jié)點(diǎn)與另一個(gè)邊界節(jié)點(diǎn)之間一個(gè)經(jīng)典邊坡考

5、核算例對(duì)基于Floyd算法的極限平衡的連線，而這兩點(diǎn)之間的路有許多，要尋求其中權(quán)值有限元方法進(jìn)行驗(yàn)證，計(jì)算結(jié)果表明，該方法應(yīng)用于巖(即Force／Side)最小的一條路，這即為邊坡穩(wěn)定性問(wèn)土邊坡穩(wěn)定性分析是合理可行的。題的最短路化。1引入Floyd算法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)1．2求解最短路的Floyd算法1．1將邊坡穩(wěn)定問(wèn)題轉(zhuǎn)化為最短路問(wèn)題Floyd算法的核心思路就利用一個(gè)圖的權(quán)值矩陣若網(wǎng)絡(luò)中的每條邊都有一個(gè)賦值，則找出兩節(jié)點(diǎn)求出其每?jī)牲c(diǎn)間的最短路徑矩陣。即對(duì)于任何一個(gè)頂之間總權(quán)值最小的路徑就是最短路問(wèn)題。點(diǎn)∈V，頂點(diǎn)到頂點(diǎn)vi的最短路經(jīng)過(guò)頂點(diǎn)

6、或者不經(jīng)過(guò)頂點(diǎn)，可比較df與d+d蔚的值。若d>d+d，則令d=d+d目，保持d是當(dāng)前搜索的頂點(diǎn)到頂點(diǎn)，的最短距離。重復(fù)此過(guò)程，最后當(dāng)搜索完所有頂點(diǎn)時(shí)?d就是頂點(diǎn)到頂點(diǎn)的最短路。1．3Floyd算法的改進(jìn)與優(yōu)化Floyd算法有一個(gè)重要的前提條件：存在一個(gè)三角圖1圖形化后的邊坡運(yùn)算關(guān)系，即目前討論全局最短路徑問(wèn)題，設(shè)(D，)是有正值d’=min{d+d，d’Ir=1，2，?，n}加權(quán)簡(jiǎn)單有向圖，。是D中的一個(gè)固定頂點(diǎn)，試尋找從則進(jìn)行r次三角運(yùn)算后，任何兩點(diǎn)之間的最短路