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山东大学学报 (工学版) ›› 2021, Vol. 51 ›› Issue (5): 1-7.doi: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2021.153

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基于遗传算法的道路安定极限优化求解方法

宋修广1(),张营超1,庄培芝1,*(),杨鹤1,张海凤1,2,王娟3   

  1. 1. 山东大学齐鲁交通学院, 山东 济南 250002
    2. 鲁南高速铁路有限公司, 山东 济南 250102
    3. 宁波诺丁汉大学, 浙江 宁波 315100
  • 收稿日期:2021-04-06 出版日期:2021-10-20 发布日期:2021-09-29
  • 通讯作者: 庄培芝 E-mail:songxiuguang@sdu.edu.cn;zhuangpeizhi@sdu.edu.cn
  • 作者简介:宋修广(1966—)，男, 山东威海人，教授，博士，博士生导师，主要研究方向为岩土支挡结构.E-mail: songxiuguang@sdu.edu.cn

Optimal calculation method of pavement shakedown limit based on genetic algorithm

Xiuguang SONG1(),Yingchao ZHANG1,Peizhi ZHUANG1,*(),He YANG1,Haifeng ZHANG1,2,Juan WANG3   

  1. 1. School of Qilu Transportation, Shandong University, Jinan 250002, Shandong, China
    2. Lunan High-Speed Railway Co., Ltd., Jinan 250102, Shandong, China
    3. The University of Nottingham Ningbo, Ningbo 315100, Zhejiang, China
  • Received:2021-04-06 Online:2021-10-20 Published:2021-09-29
  • Contact: Peizhi ZHUANG E-mail:songxiuguang@sdu.edu.cn;zhuangpeizhi@sdu.edu.cn

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摘要：

为解决长期往复车辆荷载作用下道路结构易产生弹塑性变形的问题, 基于静力安定定理研究Hertz荷载作用下半无限空间Mohr-Coulomb结构的安定行为, 引入遗传算法构建往复车辆荷载作用下道路结构安定极限下限值的高效计算方法。通过与现有求解方法进行对比和参数分析, 验证了新方法的准确性，计算过程在10 s内完成。

关键词: 道路结构, 遗传算法, 安定极限, 弹塑性分析, 安定理论

Abstract:

To solve the problem that road structures are prone to elasto-plastic deformation under the action of long-term reciprocating vehicle loads, based on the static shakedown theorem, the shakedown behavior of the semi-infinite space Mohr-Coulomb structure under the Hertz load was studied, and the genetic algorithm was introduced to construct an efficient calculation method for the lower limit of the shakedown limit of the road structure under the reciprocating vehicle load. The accuracy and efficiency of the new method was verified by comparison with the existing solution method and parameter analysis.

Key words: pavement structure, genetic algorithm, shakedown limit, elastic-plastic analysis, Shakedown theory

中图分类号: 

  • U416

图1

三维Hertz荷载分布形式及定义"

图2

空间内部计算区域"

图3

遗传算法流程图"

图4

本研究与Wang[22]计算结果对比图"

图5

计算结果与迭代次数的关系"

图6

迭代次数与运算时间的关系"

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