引入和声策略的果蝇算法求解边坡最小安全系数

李 冉，曾 宇，于广明，李 亮

(1. 青岛理工大学 土木工程学院，山东 青岛 266033；2. 云南省交通规划设计研究院有限公司，云南 昆明 650041)

边坡稳定性分析是岩土工程中常见的课题之一。用于评价边坡稳定性的比较完善的方法共有3种：第1种方法是极限平衡方法。该方法视滑动土体为刚体，不考虑土体的应力-应变关系，假定边坡可能的滑动面，然后利用该滑动土体失稳时的静力平衡条件求解边坡沿该滑动面的安全系数，利用各种优化算法变换不同的滑动面，并从中选择安全系数最小的滑动面作为设计滑动面[1-21]。第2种方法是数值分析方法，主要包括有限单元法和有限差分法。数值分析方法考虑复杂的边坡土层情况，考虑土体的应力-应变关系，通过与强度折减法结合，自动判断边坡最危险的滑动区域和相应的滑动安全系数[22-23]。第3种方法是极限分析方法。该方法基于塑性力学中极限分析的上、下限定理发展而来。文献[24]中结合上限定理发展了极限分析上限法，并基于虚功原理，推导了斜条分模式下边坡安全系数的计算方法。第1种方法虽然引入各种假定，无严格理论基础，但是计算简单，工程经验丰富，在土木工程各相关规范中得到了广泛应用。

目前针对极限平衡方法的研究热点集中在最小安全系数的搜索方面。自20世纪90年代以来，国内外学者尝试应用遗传算法、粒子群算法、蜂群算法、模拟退火算法、禁忌算法、鱼群算法、和声算法、萤火虫算法等启发式优化算法进行边坡稳定最小安全系数的搜索。……