利用温度全局优化法探测堤坝多重集中渗漏.pdfVIP

－ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｇｅｏｌｏｇｙ　　工程地质学报　　１００４ ９６６５／２０１５／２３（２）０３３５０９ ＤＯＩ：１０．１３５４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｅｇ．２０１５．０２．０１９ 利用温度全局优化法探测堤坝多重集中渗漏 ① ② ① 王新建 　朱大林 　潘纪顺 （ 华北水利水电大学资源与环境学院　郑州　４５００１１） ① （ 中牟县引黄灌区管理中心　郑州　４５１４５０） ② 摘　要　利用地温探测堤坝工程中的多重集中渗漏通道位置是一种反问题，为取得全局最优解及突破现有方法的局限性，采 用不同优化算法相互配合的温度全局最优化方法，以达到有效准确探测显著集中渗漏通道的位置。结合各算法优势及目标 函数不连续性等特点，选用全局有哪些信誉好的足球投注网站（ＧＳ）、多初始点（ＭＳ）及遗传算法（ＧＡ）３种方法联合补充优化。首先利用ＧＳ有哪些信誉好的足球投注网站局部 最优点；然后结合目标函数不连续点及上述局部最优点，人工增加ＭＳ优化起始点进行多初始点优化；最后依据上述局部解， 利用ＧＡ混合算法优化，从而有效提高全局最优化的概率。根据堤坝工程集中渗漏通道低温补给的特点，对优化目标函数进 行了具有特定物理意义的修正；为减少每次迭代的优化参数，基于温度测试精度提出分步优化方法，根据温度或修正目标函 数残差吸引盆特征确定某步优化的集中渗漏数量；由修正残差与温度测量精度相对大小确定优化是否终止，对应修正残差最 小的优化结果为集中渗漏通道位置的真实解。结合工程实例，计算了某水库左坝肩的多重集中渗漏通道位置，分步优化了两 个主要的集中渗漏位置，直接法优化３个集中渗漏位置。文献及工程实践证明了该法的正确性及有效性，为了堤坝等水利工 程岩土体的集中渗漏整治提供了科学依据。 关键词　温度测试　堤坝安全　渗漏　优化　遗传算法　坝肩 中图分类号：Ｐ６４１　　文献标识码：Ａ ＬＯＣＡＴＩＮＧ ＣＯＮＣＥＮＴＲＡＴＥＤ ＳＥＥＰＡＧＥ ＰＩＰＥＳ ＩＮ ＤＡＭ ＷＩＴＨ ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＧＬＯＢＡＬ ＯＰＴＩＭＩＺＡＴＩＯＮ ① ② ① ＷＡＮＧＸｉｎｊｉａｎ 　ＺＨＵ Ｄａｌｉｎ 　ＰＡＮ Ｊｉｓｈｕｎ （ Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５００１１） ① （ Ｙｅｌｌｏｗ ＲｉｖｅｒＩｒｒｉｇａｔｉｏｎＭａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｃｅｎｔｅｒ ｉｎ Ｚｈｏｎｇｍｏｕ Ｃｏｕｎｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５１４５０） ② Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｓ ｔｏ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｔｅｎｔａｔｉｖｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓａｎｄ ｇｅｔｔｈｅ ｇｌｏｂａｌ ｏｐｔｉｍｕｍ ｉｎ ｈｉｇｈｅｒｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｇｌｏｂａｌ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｉｓｅｍｐｌｏｙｅｄｔｏｌｏｃａｔｅｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｓｅｅｐａｇｅ ｐｉｐｅｓｉｎｒｏｃｋｓｏｉｌｂｏｄｙｏｆｔｈｅ ｄａｍｏｒ ａｂｕｔｍｅｎｔ．Ｇｌｏｂａｌ ｓｅａｒｃｈ（ＧＳ），Ｍｕｌｔｉｓｔａｒｔ（ＭＳ）ａｎｄ Ｇｅｎｅｔｉｃ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ（ＧＡ）ａｒｅ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｔｏ ｅｓｔｉｍａｔｅ ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｓｅｅｐａｇｅ ｐｉｐｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅ ｌｏｃａｌ ｏｐｔｉｍａ ａｒｅ ｓｅａｒｃｈｅｄ ｂｙ ＧＳ．Ｔｈｅｎ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｔ ＭＳ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｌｏｃａｌ ｏｐｔｉｍａ ａｒｅ ｉｎｐｕｔｔｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｓｔａｒｔｓ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｓｅａｒｃｈｉｎｇ ｔｈｅ ｇｌｏｂａｌ ｏｐｔｉｍａ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｏｒ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｂｙ ｇｅｎｅｔｉｃ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｎｄ ｉｔｓ ｈｙｂｒｉｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｌ