拱坝体型优化要素分析

为对拱坝进行优化,满足拱坝相关的一套优化准则,列出了15个坝体体型的几何参数,称为拱坝优化要素.通过评估这15个要素,使拱坝优化更为明确合理.这里所采用的优化准则,涉及坝体混凝土方量最小和大坝安全性最高这两个条件.通过合理利用所拟定的优化程序,明确所选择的优化要素,就可大量减少为确定最佳拱坝体型所需的繁锁计算和大量人力投入.在比较满足基本荷载和特殊荷载组合安全准则的拱坝体型基础上,下一步就可确定最小混凝土方量的最佳体型.可采用有限元法确定拱坝的应力应变场及其动态特性.基于上述考虑,已开发出计算机软件程序,并在现有和拟建拱坝体型优化分析中得到运用.     

小湾拱坝开裂约束下体型优化设计研究

本文提出拱坝体型优化的开裂约束条件，建立了小湾拱坝开裂约束下体型优化设计的数学模型，得出比较合理的优化体型，可供设计部门参考。     

二滩拱坝的布置及应力稳定分析

简要介绍了二滩拱坝的设计，包括坝轴线和坝型选择、体型优化及拱坝应力和稳定分析。优化后的体型较优，应力和稳定分析表明，拱坝是安全的。     

静力与动力荷载下高拱坝体型多目标优化设计

本文基于静、动力荷载作用下高拱坝的安全性与经济性，建立了高拱坝体型多目标优化设计模型，利用模糊理论提出了多目标优化的评价函数。以小湾拱坝为例，进行了体型优化设计，优化体型与初始体型相比，在坝体体积、应力指标和抗震能力上都得到了改善。     

沙千水库大坝三维有限元分析及体型优化设计

为改善坝体应力分布、减小大坝填筑工程量、提高工程投资技术经济性,在沙千水库设计阶段对大坝结构体型进行了优化设计。采用拱梁分载法和三维有限元法对大坝应力分布和坝基(肩)稳定性进行设计计算,分析结果表明:优化前重力拱坝体型较中厚拱坝体型优。使用ADAO程序拟定另外12种体型进行设计对比分析,优化后大坝体型由重力拱坝体型变为中厚拱坝体型,在大坝应力及结构稳定性得到合理改善的同时,坝体方量节省约8300m~3,节省了工程投资。     

国内外拱坝体型优化研究现状及发展

为使拱坝优化设计在水利水电工程中得到进一步的发展和应用,简要回顾了拱坝体型优化设计的发展历史,系统地总结了拱坝的几何模型、拱圈线性、优化目标、约束条件、结构分析方面的应用现状及最新成果,并对目前拱坝体型优化设计中尚存在的困难及在工程中的应用前景进行了探讨和展望。通过优化设计可得到满足安全性和经济性的拱坝最优体型,大大提高了计算效率,节省了建设资金,具有显著的经济效益,为高拱坝建设和拱坝体型优化应用提供参考。     

溪洛渡混凝土双曲拱坝的体型设计

主要介绍在溪洛渡300m级高混凝土双曲拱坝体型设计及优化过程中,对高拱坝体型设计的设计思想、设计方法和设计原则等一系列确定拱坝体型特性和受力特性的关键技术问题。     

基于ANSYS的大石牛水电站拱坝体型优化设计研究

大坝体型优化设计是水利工程建设中必须要解决的重点问题.文章以辽宁大石牛水电站拱坝为例,利用有限元数值模拟分析的方法对拱坝坝体体型优化展开研究.结果显示,优化方案的大坝体积较初始方案减少25.57％,优化效果良好,此研究方法和结论对相关工程设计建设具有一定的参考和借鉴价值.     

沙千水库大坝三维有限元分析及体型优化设计

为改善坝体应力分布、减小大坝填筑工程量、提高工程投资技术经济性,在沙千水库设计阶段对大坝结构体型进行了优化设计。采用拱梁分载法和三维有限元法,对大坝应力分布和坝基(肩)稳定性进行设计计算。分析结果表明,优化前重力拱坝体型较中厚拱坝体型优。经ADAO程序拟定另外12种体型进行设计对比分析,优化后大坝体型由重力拱坝体型变为中厚拱坝体型,在大坝应力及结构稳定性得到合理改善的同时,坝体方量节省约8 300 m~3,节省了工程投资。     

黄家寨水电站拱坝优化设计

黄家寨水电站在拱坝体型选择中,分析比较了抛物线双曲拱坝和统一二次曲线双曲拱坝2种拱型,最后确定采用统一二次曲线双曲拱坝。在选定拱型的基础上,对拱坝体型进行了优化,给出了分载法的坝体应力分析结果。     

高拱坝新型合理体形的研究和应用

对动力优化,多目标优化,新体形及周边缝等的攻关研究,在已有的拱坝优化的基础上,从多拱梁优化发展到有限元优化,从静力优化发展到考虑地震荷载的动力优化,从单目标优化发展到双目标优化和多目标优化,发展和完善了我国提出的建立在拱坝优化的基础上的二次曲线及混合曲线拱坝新体形;使拱坝优化技术能适应高拱坝的体形设计,为小湾,溪洛渡等水电站的设计提供了参考,保持并扩大了我国在国际上拱坝体形设计领域的领先优势。     

应力指数法在拱坝主应力满应力设计中的应用

阐述用应力指数法实现拱坝主应力满应力设计的思路和方法要点 ,介绍等截面圆弧拱坝及变截面抛物线拱坝两种算例成果 .算例表明 ,应力指数 βi 相对固定的应力指数法是适应拱坝主应力满应力优化的有效、可行的方法 ,只需在原有的拱坝应力分析程序的基础上稍加扩充即可实现 .对于初始方案基本合理的拱坝 ,一般迭代 5～8次 ,优化后坝体方量可节省 1 2 %～ 2 0 % .     

拱坝及其优化方法的发展现状与展望

拱坝设计尤其是优化设计问题是近年来众多水利水电专家学者所关注的焦点,并越来越多的受到了人们的重视。简要回顾了拱坝的发展历史及现状,总结了拱坝优化的若干理论方法,最后指出拱坝优化在工程应用中的发展前景。     

考虑开裂深度约束的拱坝体形优化设计

本文引进裂缝深度约束条件，研究了拱坝开裂条件下的体形优化设计问题.结构分析采用超级有限单元法，既能有效控制计算规模又能方便地反映结构开裂的局部特性.对小湾拱坝和溪洛渡拱坝进行的优化设计研究表明，在优化过程中允许开裂并考虑开裂约束条件，可以更好地挖掘拱坝潜力，进一步减小坝体混凝土方量.     

基于人工神经网络的拱坝混合优化方法

在用拱梁分载法和弹粘塑性块体元法对拱坝地基系统进行耦合分析的基础上 ,建立了一套同时考虑坝体强度和坝肩稳定条件的拱坝体型优化方法 ,并给出了拱坝优化的一般形式。采用了人工神经网络结构近似分析方法来综合各种约束条件 ,加快优化过程 ,并通过指数形式的罚函数将约束优化问题转化为无约束优化问题来求解。应用上述方法 ,给出小湾拱坝的优化计算实例     

基于敏感性分析与粒子群算法的拱坝原型动弹性模量反演方法

拱坝在长期服役过程中受材料老化、环境侵蚀等因素影响,其动弹性模量真实值与设计值存在一定差异,合理确定运行期高拱坝及其地基的原型动弹性模量参数对于监控拱坝的振动安全至关重要。由于模态参数更能从整体上反映结构的振动特性,基于拱坝原型振动模态参数反演拱坝及地基的动弹性模量在理论上更为精确,为此,本文提出了一种基于敏感性分析与粒子群算法的拱坝原型动弹性模量反演方法。首先,建立了反映拱坝及地基各分区动弹性模量与拱坝模态参数之间非线性映射关系的响应面数学模型,基于正交试验法分析了拱坝及地基的动弹性模量区域对拱坝模态参数的敏感性,并以此确定了待反演的动弹性模量区域。其次,提出了基于响应面数学模型计算模态参数和原型振动模态参数的拱坝及地基分区动弹性模量反演最优化数学模型,将动弹性模量参数反演问题转化为目标函数最优化求解问题。最后,采用自适应惯性权重的粒子群优化算法对目标函数进行寻优求解,反演出各分区实际动弹性模量。通过原型工程实例分析表明,该方法合理可行且具有很好的精度,为反演拱坝的动弹性模量提供了一条新思路。     

以应力为目标的拱坝体型优化线性规划模型

以最大主拉应力最小作为目标函数，建立了拱坝体型优化设计的线性规划模型．以该模型计算某高拱坝的结果表明，以应力为目标的拱坝体型优化设计，可合理地调整坝体应力状态，从而获得更高的安全储备．     

最优控制理论在拱坝动力优化中的应用

在拱坝的动力优化中，应用传统的以体积为目标函数的数学模型，有一定的局限性．本文用最优控制理论建立双目标模型与能量模型对拱坝进行动力优化分析，两模型综合考虑拱坝的安全性、经济性和稳定性．并以小湾拱坝的计算结果验证两模型的合理性与可行性．     

圆弧拱拱坝水平拱圈荷载传递的简化连续分析法

为克服圆弧拱拱坝传统计算方法的复杂性，提出了基于力学原理和积分理论的圆弧拱拱坝水平拱圈荷载传递的简化连续分析方法，总结出了圆弧拱拱坝水平拱圈支承力衰减的基本规律，为拱坝的优化合理设计提供了一个更为有效的理论依据。