国内拱坝体形优化设计进展

拱坝体形优化是优化方法在水利水电工程上成功的应用之一。介绍了拱坝体形优化设计的发展概况。探讨了拱坝体形优化的发展前景。     

拱坝二维水平拱圈的拓扑优化研究

利用均匀化拓扑优化方法,根据拱坝特点,以体积最小为目标,对拱坝的体形优化进行了探讨分析;基于ANSYS有限元分析软件,以工程中某拱坝二维水平拱圈为例,进行了详细的拓扑优化分析,得到了较为满意的结果,这表明均匀化拓扑优化方法应用于拱坝水平拱圈的设计是可行的.     

拱坝目标优化研究与应用

通过对拱坝多目标优化的模型、方法与程序实现的探讨,提出以经济性指标（如坝体方法Ｖ）和安全性指标（应力水平、强度失效概率Ｆ、高应力区范围Ｈ）作为优化的多个目标函数的设想。多目标优化采用理想点法,通过对各分目标的权系数调整,可提供反映设计者要求的多个方案。同时首次探讨了拱坝优化的柔性建模方法,并通过程序予以实现。结合小湾拱坝,用上述方法提出了若干个推荐方案,初步效果良好。     

拱坝近似优化的人工神经网络方法

以国内已建拱坝体形参数为基础,以ＢＰ神经网络方法为手段,建立了拱坝体形参数近似优化的人工神经网络模型．借助该模型不仅可以为拱坝体形优化快速提供高质量的初始可行解,而且可为中、小拱坝体形设计直接提供近似最优解．     

基于渐进结构优化法的拱坝结构曲线函数优化

拓扑优化作为结构优化研究领域中的前沿课题和热点问题近年来受到设计人员的重视.其作为后续优化的起点,常见于工程结构的概念设计领域.另外,拓扑优化与后续的尺寸优化及形状优化关系密切.渐进结构优化算法原理简单,概念明确,极大地促进了拓扑优化的发展.本文基于渐进结构优化算法,通过现有的ANSYS软件,采用APDL语言开发了二维厚拱拱坝的拓扑优化程序,实现了拱坝渐进结构优化算法的应用.分析结果验证了拱坝结构二次拱理论的正确性,并分析了不同形式拱在均布荷载下合理的受力轴线.     

液压系统动态仿真工作中的优化方法

本文着重研究了把液压系统动态仿真与优化技术结合起来，自动寻找系统中各参数之间最佳组合的方法，分析了在应用该方法时所遇到的关键问题，提出了解决的办法，最后给出了一个应用实例。     

拱坝优化中的凸性与稳定性约束

拱坝曲面保凸性问题,以往较少研究与报道,随着体型优化工作的开展,有必要予以讨论。本文针对观行拱坝优化模型中的问题,利用高斯曲率公式,推求出不同坝型下曲面保凸条件,作力约束,可以保证所得的优化体型在规定范围内的凸性。此外对控制拱座稳定的约束条件亦作了改进。可供拱坝优化塑模中应用,与工程中体型设计时参考。     

二次优化的惩罚函数法

用优化方法解决离散变量的工程问题，可采用惩罚函数法。本文对离散变量征罚函数法作了改进，并应用实例证实了其可行性，为工程优化问题提供了有参考价值优化算法。     

拓扑优化方法在拱坝设计中的应用研究

利用拓扑优化方法中的均匀化方法,根据拱坝特点,以体积最小为目标,对拱坝的体形优化进行了研究;基于ANSYS有限元分析软件,对拱坝二维水平拱圈的拓扑优化进行了详细分析,得到了较为满意的结果,这表明拓扑优化方法应用于拱坝体形优化设计是可行的.     

液压系统动态仿真工作中的优化方法

本文着重研究了把液压系统动态仿真与优化技术结合起来，自动寻找系统中各参数之间最佳组合方法，分析了应用该方法时所遇到的关键问题，提出了解决的办法，最后给出了一个应用实例。     

拱坝可靠度分析

为了用可靠度方法进行拱坝安全分析,作者用所提出的弹塑性拱梁分载法进行了超越弹性范围的计算,并按照拱坝的两种破坏模式提出了拱坝的正常使用极限和承载能力极限状态方程。这样,就可用有关变量的统计参数对拱坝坝体结构进行正常使用和承载能力的可靠度分析。此项分析计算与仍在采用的拱坝坝体应力计算之间有一定的连续性,便于在工程界推广。用拱坝弹塑性计算与概率计算相结合的方法来进行综合分析,可以解出此复杂结构体系的系统可靠度。     

拱坝非线性全调整分载法研究

基于拱坝全调整拱梁分载法的基本原理,导出材料非线性条件下的拱梁刚度方程,给出了裂缝扩展的判别与跟踪方法,并在分载法框架下研究裂缝对拱,梁应力应变的影响,形成了非线性全调整分载法。算例表明文中所述方法可行,计算结果合理,该成果可模拟拱坝在超载或材料缺陷条件下的非线性变形,开裂,裂缝扩展直至压碎破坏的全过程,可用于评估拟建和已建拱坝的安全度。     

Study on real working performance and overload safety factor of high arch dam

Considering the fact that high arch dams have problems such as complicated stress, high cost, and hazards after being damaged, this paper intends to study the effects of load, material strength, and safety analysis method on dam safety and working performance of arch dams. In this article, the effects of temperature, self weight exaction way and water loading on structure response are first discussed, and a more reasonable way of considering is then put forward. By taking into consideration the mechanical property of materials and comparing the effects of different yield criteria on overloading safety of high arch dams, this paper concludes that brittle characteristics of concrete should be fully considered when conducting safety assessment for high arch dams to avoid overestimating the bearing capacity of the dams. By comparing several typical projects, this paper works out a safety assessment system of multiple safety and relevant engineering analogical analysis methods, which is closer to the actual situation, and thus is able to assess the response of high arch dam structure in a more comprehensive way, elicit the safety coefficients in different situations, and provide a new way of considering the safety assessment of high arch dams.

     

Study on real working performance and overload safety factor of high arch dam

Considering the fact that high arch dams have problems such as complicated stress, high cost, and hazards after being damaged, this paper intends to study the effects of load, material strength, and safety analysis method on dam safety and working performance of arch dams. In this article, the effects of temperature, self weight exaction way and water loading on structure response are first discussed, and a more reasonable way of considering is then put forward. By taking into consideration the mechanical property of materials and comparing the effects of different yield criteria on overloading safety of high arch dams, this paper concludes that brittle characteristics of concrete should be fully considered when conducting safety assessment for high arch dams to avoid overestimating the bearing capacity of the dams. By comparing several typical projects, this paper works out a safety assessment system of multiple safety and relevant engineering analogical analysis methods, which is closer to the actual situation, and thus is able to assess the response of high arch dam structure in a more comprehensive way, elicit the safety coefficients in different situations, and provide a new way of considering the safety assessment of high arch dams.     

双曲拱坝计算机辅助施工放样与图形处理

对变圆心变半径双曲拱坝的施工放样及计算机图形处理提出了一种通用算法，根据此算法计算拱坝施工所需要的工程数据并开发出拱坝图形处理软件，用于拱坝设计和施工．     

高拱坝承载能力研究

高拱坝的破坏机理及最终承载力是高拱坝设计中的关键问题.总结了近年来高拱坝承载能力的分析成果,提出研究高拱坝的承载能力较之中低拱坝具有更重要的意义,分析了弹塑性有限元法和塑性极限分析法共同用于高拱坝承载能力计算的合理性,讨论了超载方式对承载能力的影响,分析了拱坝发生破坏的判别依据以及建议根据拱坝对应的弹性状态、开裂状态和极限状态分别求其安全度.     

大坝气幕隔震效果的数值模拟分析

为了探讨气幕的防震及隔震效果，针对水利工程中常采用的拱坝，对有无气幕的情况做了对比研究。为了评价气幕厚度和隔震效果的关系，对不同的气幕厚度，通过数值模拟分析，提出了气幕的适宜厚度。结果表明：坝前气幕厚度与动水压力、坝体位移等有关。对于强烈震动情况，气幕在减轻大坝所承受的动水压力、从而抑制大坝发生较大位移的作用比较明显。因此，气幕技术在水利工程建设和大坝自身安全保障上有很好的推广前景。     

拱坝应力分析中有关几何分析和荷载问题的一些研究

本文是笔者近几年来对拱坝应力分析中有关几何分析和荷载问题所做研究工作的总结,文中给出了用于任意线型拱坝网格形成的改进切梁法以及几种拱型的几何参数计算公式,研究了考虑渗透荷载情况、分期蓄水情况、施工期间、地震等特殊工况下的荷载分析及应力计算。