基于仿生计算智能的地下工程反分析

1绪论

1.1反分析的不同描述法

1.1.1数学描述法

1.1.2力学描述法

1.1.3信息描述法

1.1.4系统描述法

1.2地下工程反分析研究现状

1.2.1参数反分析研究

1.2.2模型反分析研究

1.3反分析的仿生计算智能研究

1.3.1基于人工神经网络的反分析研究

1.3.2基于进化计算的反分析研究

1.3.3其他仿生计算智能反分析研究

1.4本书主要内容

参考文献

2仿生计算智能原理及方法

2.1人工神经网络(ANN)

2.1.1多层前向神经网络

2.1.2进化神经网络(ENN)

2.2进化计算(EC)

2.2.1遗传算法(GA)

2.2.2进化规划(EP)

2.3人工免疫算法

2.3.1生物免疫系统

2.3.2人工免疫算法

2.4蚁群算法

2.4.1蚁群算法的生物基础

2.4.2蚁群优化算法的实现

2.5粒子群优化算法

2.5.1粒子群优化算法的提出

2.5.2粒子群优化算法的实现

2.5.3粒子群优化算法同进化算法的比较

2.5.4粒子群优化算法的仿真实验

2.6其他算法简介

2.6.1模拟退火算法

2.6.2混沌优化算法

2.6.3DNA分子计算

参考文献

3地下工程围岩物性参数反分析研究

3.1进化神经网络逆反分析

3.1.1神经网络反分析的必要性

3.1.2进化神经网络的训练样本获取

3.1.3进化神经网络算法

3.1.4逆反分析的进化神经网络研究

3.2仿生优化反分析研究

3.2.1仿生优化反分析的必要性

3.2.2改进的快速遗传算法及其在反分析中的应用

3.2.3进化规划及其在反分析中的应用

3.2.4免疫连续蚁群算法反分析研究

3.2.5粒子群优化反分析研究

3.3基于仿生优化算法的岩体渗流参数反分析研究

3.3.1岩体渗透系数反演的基本模型

3.3.2岩体渗透系数反演的仿生算法实现

3.3.3算例分析

参考文献

4地下工程围岩本构模型反分析研究

4.1围岩弹塑性本构模型类内辨识研究

4.2.1屈服函数模型反分析研究1

4.1.2屈服函数模型反分析研究2

4.2围岩弹黏塑性本构模型类内辨识研究

4.2.1理论研究

4.2.2围岩弹黏塑性模型的反分析研究

4.2.3工程实例

4.3围岩本构模型类问辨识与力学参数同时反分析研究

4.3.1模拟生态竞争模型的提出

4.3.2围岩本构模型类问辨识及参数同时反演的模拟生态竞争模型

4.3.3实例分析

4.4地下工程围岩本构模型反分析的其他可能研究

4.4.1岩土材料本构模型识别的神经网络研究

4.4.2本构模型识别的遗传程序设计研究

参考文献

5工程应用研究

5.1地下工程围岩参数逆反分析的工程应用研究

5.1.1龙滩隧道工程简介

5.1.2龙滩隧道工程围岩监测情况

5.1.3围岩力学性质试验情况

5.1.4隧道区地应力场实测情况

5.1.5围岩参数及地应力场逆反分析研究

5.2地下工程围岩参数优化反分析的工程应用研究

5.2.1天生桥一级电站工程现场监测试验概况

5.3.2试验洞围岩参数的优化反分析

5.3地下工程围岩本构模型辨识的工程应用研究

5.3.1某抽水蓄能电站现场位移监测试验概况

5.3.2试验洞围岩体本构模型的辨识

参考文献

6结论及展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

　　本书从围岩参数反分析及本构模型反分析两个角度人手，全面而系统的进行了仿生计算智能与地下工程反分析的融合研究，提出了大量新颖的反分析研究方法，最后，通过三个大型地下工程实例的应用证明了本书提出的主要反分析方法的工程实用性。该书可供各大专院校作为教材使用，也可供从事相关工作的人员作为参考用书使用。　　本书全面系统地介绍了近年来在仿生计算智能地下工程反分析方面的研究成果。主要从围岩物性参数反分析和围岩模型辨识两个方面进行了介绍，针对不同反分析问题的难点，提出了大量有针对性的新型仿生算法，并基于有限元数值平台，创造性的提出了一系列新型的反分析技术，基本解决了传统反分析存在的一些难题。最后通过几个大型工程的应用证明了所提算法的可行性及有效性。　　本书可供从事地下工程反分析、地下工程稳定性分析等的专业研究人员及从事地下工程设计施工的工程技术人员参考，也可以作为地下工程、隧道工程等专业的研究生教材。