基于改進(jìn)遺傳算法河南地區(qū)水文地質(zhì)參數(shù)反演計(jì)算

針對傳統(tǒng)的遺傳算法容易產(chǎn)生早熟收斂現(xiàn)象以及局部搜索能力較差等缺陷,結(jié)合魚群算法中具有加快尋優(yōu)速度的追尾行為和克服局部極值能力較好的聚群行為對其進(jìn)行改進(jìn)。將改進(jìn)后的遺傳算法應(yīng)用到框架結(jié)構(gòu)的可靠度分析中,并以門式框架結(jié)構(gòu)為例,建立了以單元截面積、外荷載為設(shè)計(jì)變量,可靠度指標(biāo)為目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化模型。分別采用jc法與改進(jìn)遺傳算法對門式框架結(jié)構(gòu)的可靠度指標(biāo)進(jìn)行對比計(jì)算,兩種算法在同一驗(yàn)算點(diǎn)不同荷載值下的可靠度指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果相近,但改進(jìn)后的遺傳算法在分析過程中受到的約束條件較少,簡單高效。

以青木關(guān)巖溶地下河為例,利用在線高分辨率示蹤技術(shù)獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來探尋巖溶地下河形態(tài)特征,估算水文地質(zhì)參數(shù)。試驗(yàn)中示蹤劑回收率高達(dá)99%,示蹤劑歷時(shí)濃度曲線有兩個(gè)孤峰,前后峰值濃度分別為37.63μg/l和1.21μg/l,兩個(gè)孤峰的偏度和峰度均大于0,據(jù)此推測青木關(guān)巖溶地下河并無較大溶潭發(fā)育,且地下河流態(tài)為紊流流態(tài)。根據(jù)試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)結(jié)合地下河地理空間信息,以經(jīng)驗(yàn)公式估算得到地下河平均流速、摩擦系數(shù)、雷諾數(shù)、舍伍德數(shù)、施密特?cái)?shù)等水文地質(zhì)參數(shù),分別為204m/d、0.26、127980、4165、1140,表明青木關(guān)地下河管道內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,地下水環(huán)境比較脆弱,且估算得到的雷諾數(shù)所表征的地下河水流態(tài)與示蹤劑歷時(shí)濃度曲線得到的結(jié)果一致。

基于粒子群算法的滑坡強(qiáng)度參數(shù)反演分析——介紹了一種全局最優(yōu)化算法——粒子群算法，并把該算法應(yīng)用到滑坡強(qiáng)度參數(shù)反演分析中。實(shí)例表明，該方法是一種有效的工程分析方法，具有現(xiàn)實(shí)的工程意義。

本文的主要目的是開發(fā)基于實(shí)數(shù)編碼的雜交遺傳算法來識別土體的本構(gòu)參數(shù)。該雜交遺傳算法在經(jīng)典遺傳算法框架下開發(fā),融合兩個(gè)新開發(fā)的交叉算子,形成了一個(gè)新的雜交策略。為了保持種群的多樣性,在算法中采用了一個(gè)動(dòng)態(tài)隨機(jī)變異算子。另外,為了提高算法收斂性,采用了一個(gè)基于混沌的局部搜索技術(shù)。分別基于室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn),通過識別土的本構(gòu)參數(shù)來測試新算法的搜索能力和搜索效率。為了測試新開發(fā)算法的突出表現(xiàn),特選用5種經(jīng)典的隨機(jī)類算法(遺傳算法、粒子群算法、模擬退火算法、差分算法和蜂巢算法),分析同樣的案例進(jìn)行比較。結(jié)果表明,在收斂速度和最優(yōu)解的準(zhǔn)確度方面,新改進(jìn)的算法可以很好地處理巖土工程的參數(shù)反演。

標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法在求解無約束優(yōu)化問題時(shí)得到了成功的應(yīng)用,但是多數(shù)的工程實(shí)例為約束優(yōu)化問題.目前引入懲罰函數(shù)思想的遺傳算法是解決約束優(yōu)化問題最常用的方法,但是使用此方法時(shí)參數(shù)的設(shè)定較為困難.從避免這個(gè)困難和提高算法本身性能的角度出發(fā),構(gòu)造了一種新的算法.首先對非可行個(gè)體進(jìn)行修正,把約束優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為無約束優(yōu)化問題;其次,采用了擴(kuò)大搜索空間選擇較優(yōu)個(gè)體的交叉算子,增強(qiáng)了全局搜索能力;最后,在部分較優(yōu)個(gè)體附近采用了局部搜索策略,提高局部搜索能力.通過對2個(gè)工程優(yōu)化實(shí)例的求解說明了算法的有效性.

本文將新興的交叉學(xué)科遺傳算法應(yīng)用于地下室洞開挖反演分析中，通過對生物遺傳和選擇的進(jìn)化模擬，對位移反應(yīng)進(jìn)行了優(yōu)化，它克服了傳統(tǒng)優(yōu)化方法容易陷入局部最優(yōu)解的缺點(diǎn)，是一種有效的全局優(yōu)化方法。文章通過一個(gè)算例，驗(yàn)證了方法的有效性。

本文將新興的交叉學(xué)科遺傳算法應(yīng)用于地下室洞開挖反演分析中，通過對生物遺傳和選擇的進(jìn)化模擬，對位移反應(yīng)進(jìn)行了優(yōu)化，它克服了傳統(tǒng)優(yōu)化方法容易陷入局部最優(yōu)解的缺點(diǎn)，是一種有效的全局優(yōu)化方法。文章通過一個(gè)算例，驗(yàn)證了方法的有效性。

遺傳算法在巖土工程反演問題中的應(yīng)用——綜述了巖土工程反演的基本過程，并在介紹遺傳算法研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，將遺傳算法與傳統(tǒng)優(yōu)化算法進(jìn)行比較，然后給出幾種遺傳算法的改進(jìn)策略，同時(shí)介紹了遺傳算法在巖土工程反演領(lǐng)域中經(jīng)常使用的幾種改進(jìn)方法，最后通過實(shí)例...

綜述了巖土工程反演的基本過程,并在介紹遺傳算法研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,將遺傳算法與傳統(tǒng)優(yōu)化算法進(jìn)行比較,然后給出幾種遺傳算法的改進(jìn)策略,同時(shí)介紹了遺傳算法在巖土工程反演領(lǐng)域中經(jīng)常使用的幾種改進(jìn)方法,最后通過實(shí)例驗(yàn)證了遺傳算法是求解巖土工程反演問題的有效方法。

井-含水層系統(tǒng)水文地質(zhì)參數(shù)是地下水/含水層水流模型中的關(guān)鍵參數(shù),這些參數(shù)通常通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、野外試驗(yàn)和模型反演獲取?；谛?0井水位對遠(yuǎn)場地震的同震響應(yīng),通過頻譜法分析了該井水震波與地震波的相關(guān)性,提出了一種利用水震波信號(主要是瑞利波引起)反演獲取承壓含水層水文地質(zhì)參數(shù)的方法。結(jié)果表明新10井水震波與地震波在變化形態(tài)、頻譜特征上均具有很好的一致性,估算得到的新10井-含水層系統(tǒng)的儲水系數(shù)值為1.33×10~(-5)~1.64×10~(-5),滲透系數(shù)值為57~87m/d。提出的承壓井-含水層系統(tǒng)水文參數(shù)估算法具有很好的實(shí)用性,可為地下水管理、地震機(jī)理分析等提供一種新的技術(shù)方法。

鉆臂是潛孔鉆機(jī)的一個(gè)重要組成部分,需對其受力狀況進(jìn)行計(jì)算分析。在計(jì)算分析時(shí),針對傳統(tǒng)遺傳算法效率不高等問題,本文運(yùn)用改進(jìn)遺傳算法進(jìn)行計(jì)算。該算法使用十進(jìn)制數(shù)編碼,采用"最優(yōu)保存策略"加快收斂速度,使用"補(bǔ)充策略"避免早熟。以某型號潛孔鉆機(jī)鉆臂的設(shè)計(jì)為例進(jìn)行計(jì)算分析,結(jié)果表明,改進(jìn)的遺傳算法可以提高計(jì)算的精度和效率。

相對于監(jiān)測數(shù)據(jù)采集的高效性,隧道施工中對現(xiàn)場突發(fā)狀況缺乏高效的應(yīng)對措施。本文結(jié)合工程實(shí)例,采用正交表及對應(yīng)三維數(shù)值計(jì)算模型,得到隧道施工參數(shù)與對應(yīng)隧道變形的樣本集,應(yīng)用基于遺傳算法的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)matlab程序,通過對施工參數(shù)進(jìn)行正演分析,實(shí)現(xiàn)相對高效的施工反饋;在實(shí)測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,通過進(jìn)一步的反演分析,可優(yōu)化施工參數(shù),實(shí)現(xiàn)施工工藝的經(jīng)濟(jì)優(yōu)選。工程應(yīng)用結(jié)果表明,該方法的分析結(jié)果能夠滿足工程施工精度要求,有效提高施工過程中突發(fā)狀況的應(yīng)對效率,同時(shí)也為設(shè)計(jì)中參數(shù)的優(yōu)化選擇提供參考,為建立隧道工程施工的高效反饋機(jī)制提供新方法和新思路。

基于蟻群算法的土石壩土體參數(shù)反演——介紹了新近為求解復(fù)雜組合優(yōu)化問題而提出的蟻群算法。將蟻群算法運(yùn)用于土石壩土體參數(shù)反演問題的求解：先對反演參數(shù)的搜索空間進(jìn)行離散，將參數(shù)反演問題轉(zhuǎn)化成一個(gè)組合優(yōu)化問題：再針對土體參數(shù)反演問題的特點(diǎn)，改進(jìn)蟻群...

遺傳算法在固結(jié)系數(shù)計(jì)算中的應(yīng)用——建筑物的荷載通過基礎(chǔ)傳給地基，地基受力后將會產(chǎn)生應(yīng)力和變形，從而導(dǎo)致建筑物基礎(chǔ)產(chǎn)生沉降和傾斜。如果基礎(chǔ)的沉降不均勻，將會對于建筑物的安全產(chǎn)生一定的影響，而影響沉降的最主要因素是飽和土體的固結(jié)系數(shù)，而固結(jié)系數(shù)的...

通過數(shù)據(jù)同化技術(shù)用卡爾曼濾波算法對觀測井所得水位監(jiān)測資料進(jìn)行同化計(jì)算,在得到較為精確水位觀測值的基礎(chǔ)上對主要取水層的滲透系數(shù)進(jìn)行參數(shù)反演,并與前期室內(nèi)試驗(yàn)獲得的滲透系數(shù)對比,表明通過數(shù)據(jù)同化過濾之后進(jìn)行的參數(shù)反演更精確有效。

遺傳算法(ga)作為一種優(yōu)化算法,用于結(jié)構(gòu)可靠度分析,對目標(biāo)函數(shù)和約束條件沒有過于苛刻要求,利用matlab軟件,引入遺傳算法編制相應(yīng)程序,驗(yàn)證已知功能函數(shù)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度。工程實(shí)例計(jì)算表明,結(jié)合遺傳算法分析結(jié)構(gòu)體系可靠度,不受搜索空間的限制性假設(shè)的約束,不要求目標(biāo)函數(shù)具有連續(xù)性、可導(dǎo)等假設(shè),其結(jié)果與其他算法結(jié)果具有一致性。

建立了由沙畈水庫和金蘭水庫組成的串聯(lián)小水電群優(yōu)化調(diào)度的數(shù)學(xué)模型,采用了改進(jìn)遺傳算法對該模型進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。算法設(shè)計(jì)編程簡單、計(jì)算工作量小、收斂速度快。利用兩個(gè)水庫的入庫徑流實(shí)測值進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),結(jié)果說明優(yōu)化調(diào)度能比常規(guī)調(diào)度取得更大的經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)也說明了遺傳算法是求解小水電群優(yōu)化調(diào)度的可行而有效的方法。

隨著電力市場化的逐步實(shí)施,發(fā)電企業(yè)將會參與市場競爭。水電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行能提高1%～3%的水力效率,水電廠應(yīng)盡快實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。以豐滿水電廠發(fā)電機(jī)出力與耗流量函數(shù)為基礎(chǔ),應(yīng)用改進(jìn)遺傳算法對水電廠進(jìn)行計(jì)及開停機(jī)的優(yōu)化調(diào)度計(jì)算。在改進(jìn)遺傳算法中,采取了自適應(yīng)和精英保留策略以及移民算子,提出了方向性變異的觀點(diǎn),改進(jìn)了變異方法。計(jì)算結(jié)果與自動(dòng)發(fā)電控制(agc)方法進(jìn)行了比較,表明算法具有一定的優(yōu)勢。

結(jié)合具體工程實(shí)例,探討了適合天津市區(qū)基坑工程勘查抽水試驗(yàn)水文地質(zhì)參數(shù)的計(jì)算方法,給出了相關(guān)地層的水文地質(zhì)參數(shù)的推薦值,為類似工程的研究提供了參考依據(jù)。

水文地質(zhì)手冊——本資料內(nèi)容以水文地質(zhì)普查和供水水文地質(zhì)為重點(diǎn)，兼顧其他。取材上，以國內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)和資料為主，對國外的東西也有適當(dāng)編入，以供參考。中國部分地區(qū)第四紀(jì)冰期劃分對比表水的導(dǎo)熱系數(shù)皮帕爾圖解法螺旋電焊鋼管規(guī)格影響地下水動(dòng)態(tài)的因素分類用水文...

水文地質(zhì) 水文地質(zhì)指自然界中地下水的各種變化和運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。水文地質(zhì)學(xué)是研究地下水的科學(xué)。 它主要是研究地下水的分布和形成規(guī)律，地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分，地下水資源及其合 理利用，地下水對工程建設(shè)和礦山開采的不利影響及其防治等。隨著科學(xué)的發(fā)展和生產(chǎn)建設(shè) 的需要，水文地質(zhì)學(xué)又分為區(qū)域水文地質(zhì)學(xué)、地下水動(dòng)力學(xué)、水文地球化學(xué)、供水水文地質(zhì) 學(xué)、礦床水文地質(zhì)學(xué)、土壤改良水文地質(zhì)學(xué)等分支學(xué)科。近年來，水文地質(zhì)學(xué)與地?zé)?、地震?環(huán)境地質(zhì)等方面的研究相互滲透，又形成了若干新領(lǐng)域。 一、課程性質(zhì) 《水文地質(zhì)學(xué)》是地質(zhì)工程專業(yè)一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)大家從 水文循環(huán)的基本原理出發(fā)，獲得水文地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)知識和基本研究方法，能初步運(yùn)用所學(xué)知 識解決工程地質(zhì)工作中與地下水有關(guān)的問題，要求大家掌握地下水形成、分布和運(yùn)移規(guī)律， 地下水的動(dòng)態(tài)與均衡以及水化學(xué)相關(guān)問題；了解該領(lǐng)

自然界中的水，以氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)分布于地球的大氣圈、水圈和巖石圈中。