人工免疫算法在巖土工程中的應(yīng)用.pdf

1、從計算的角度來看,生物免疫系統(tǒng)是一個高度并行、分布、自適應(yīng)和自組織的系統(tǒng),具有很強的學習、識別、記憶和特征提取能力。人工免疫系統(tǒng)是對生物免疫系統(tǒng)的模擬,具有強大的信息處理能力,是繼人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進化計算之后新的智能計算研究領(lǐng)域,是生命科學和計算機科學相互交叉而形成的學科,目前已成為研究熱點。
　　本文介紹了生物免疫系統(tǒng)、克隆選擇原理以及人工免疫系統(tǒng)及其典型應(yīng)用,對人工免疫算法及其在巖土工程中的應(yīng)用等方面進行了深入研究,主要包括下以

2、內(nèi)容:
　　(1)介紹了生物免疫系統(tǒng)的一些基礎(chǔ)概念、功能和原理;分析了遺傳算法早熟收斂的成因、人工免疫算法的基本理論以及常用免疫算法的基本結(jié)構(gòu)和流程。用5個標準測試函數(shù)對克隆選擇算法、遺傳算法的收斂性能進行了測試,結(jié)果表明克隆選擇算法在不同類型的函數(shù)上具有較快的收斂速度和較高的收斂精度。
　　(2)介紹了可靠度理論的基礎(chǔ)知識,基于免疫算法原理和可靠指標的幾何涵義,提出了計算巖土工程可靠指標和設(shè)計驗算點的全局優(yōu)化算法。對于功能

3、函數(shù)的非線性和復雜性,避免了繁復的求導數(shù)工作。通過兩個工程實例,證明了提出的方法進行巖土工程可靠度分析的有效性。
　　(3)結(jié)合武漢地區(qū)混凝土管樁試樁資料進行了統(tǒng)計學分析和可靠度分析。采用了JC法和免疫算法兩種方法進行可靠度指標的計算。在求解過程中,對于功能函數(shù)的復雜性,免疫算法僅需要目標函數(shù)的函數(shù)值。概括了多元復合地基承載力計算方法,并推導出多元復合地基可靠度研究中的極限承載力狀態(tài)方程。利用MATLAB編制了相應(yīng)的計算程序。通過

4、算例,采用Monte-Carlo法和免疫算法進行對比計算,結(jié)果表明免疫算法在進行多元復合地基承載力的可靠度分析時,收斂速度快于Monte-Carlo法并且結(jié)果精度高。
　　(4)單樁極限承載力受眾多因素的影響,QS曲線表現(xiàn)出復雜的非線性特征。結(jié)合武漢地區(qū)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁靜載荷試驗資料,運用MATLAB編寫了免疫算法程序?qū)︻A(yù)應(yīng)力混凝土管樁的極限承載力進行了預(yù)測分析。計算結(jié)果與試驗資料基本一致。
　　(5)沉降預(yù)測是巖土工程研究