粒子群算法在锚拉桩桩身参数优化设计中的应用

• 作者: 熊亚萍 简文星 邓先华
• 来源期刊: 安全与环境工程
• 学科: 地球科学
• 关键词: 粒子群优化算法(PSO) 锚拉桩桩身 参数优化设计 MATLAB
• 年，卷（期）: 2016,（2）
• 所属期刊栏目: 安全工程
• 页码范围: 117-124
• 页数: 8页
• 分类号: X93|P642.22
• 字数: 6741字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13578/j.cnki.issn.1671-1556.2016.02.022

摘要

锚拉桩结构的桩身设计参数组合的求解是锚拉桩优化设计的重要内容,在所有满足要求的设计参数组合中,必定存在一组设计参数,可使锚拉桩的造价最低,因此获得这组设计参数对于锚拉桩桩身设计具有十分显著的工程实用价值.基于粒子群优化算法(PSO)的特点,通过一个滑坡治理的工程实例,以单位宽度的滑坡土体设置的锚拉桩的造价作为目标函数,对锚拉桩的桩截面宽b、桩截面长a、桩身长l、桩间距d这4个关键设计参数进行迭代搜索求解;采用MATLAB编写PSO的计算程序,并创建粒子群优化算法(PSO)的用户图形界面(GUI),即PSO-GUI,获得4个关键设计参数的组合;应用Visual C++编程计算优化前和优化后的锚拉桩桩身内力和变形,并与各自的桩身内力设计值和变形允许值进行比较.结果表明:在安全储备相同的条件下,两种参数组合设计的锚拉桩桩身内力和变形均在安全控制范围之内,但优化后设计的锚拉桩与优化前设计的相比,还能节省一定的工程造价,可取得较好的经济效益,且PSO的优化效果明显,也说明采用PSO对锚拉桩桩身进行优化设计具有可行性,为锚拉桩的优化设计提供了新的思路和借鉴.