基于约束多目标优化算法的盾构隧道设计方法

作者：陈坤; 黄宏伟; 张东明; 翟五洲; 张冬梅

来源：土木工程学报, 2020, 53(S1): 81-86.

DOI：10.15951/j.tmgcxb.2020.s1.014

• 盾构隧道
• 多目标优化
• 约束条件
• Pareto前沿
• NSGA-Ⅱ

当前盾构隧道的设计仍主要依托于经验确定设计参数,然后对其安全性进行校核,难以定量的考虑成本和控制指标(收敛变形等)的关系。以衬砌厚度、截面配筋率、横向接头螺栓直径为设计参数,以成本及结构的水平收敛变形为优化目标,结合多目标优化的算法,进行了盾构隧道的横断面设计。采用非支配原理,通过引入约束违反函数,实现了基于NSGA-Ⅱ算法的复杂约束条件处理。最后通过具体算例,完成了满足截面安全性要求的限制条件下,完整Pareto前沿面的获取工作,并与无约束优化结果进行了分析对比,说明了迭代过程的收敛性,阐述了所得Pareto前沿面的价值意义,得到了不同设计条件下的最优解。

• 单位
  岩土及地下工程教育部重点实验室; 同济大学