拱坝有限元三次等效应力计算方法与控制标准

针对现行拱坝规范中的有限元等效应力法假设应力沿径向线性分布,与拱坝实际应力分布不符的问题,基于最小二乘法采用三次多项式拟合拱坝主要应力分量,提出了拱坝三次等效应力计算方法。对小湾拱坝进行的网格敏感性分析表明,随着计算网格的加密,三次等效应力可收敛到稳定解,据此给出计算拱坝三次等效应力的有限元模型单元剖分方案;对比分析了4座已建拱坝的三次等效应力与线性等效应力后,提出了拱坝三次等效应力控制标准。     

基于主应力删除准则的ESO法及其应用

为促进渐进结构优化（Evolutionary Structure Optimization,ESO）法在桥梁找型方面的应用,阐述基于主应力删除准则ESO法的基本原理,研究不同M值对优化结果的影响,并建议在应用该法进行拓扑优化时取M≥10.应用基于拉应力占优删除准则的ESO法分析高跨比对缆索支承桥形式的影响,结果表明：当高跨比大于等于1/7时缆索支承桥的最优形式为斜拉桥;当高跨比低于1/7时最优形式为悬索桥.     

基于无私合作博弈模型的拱坝体型多目标优化设计

以坝体体积、最大主拉应力和整体应变能作为目标函数,建立拱坝体形多目标优化设计模型,提出基于无私合作博弈模型的多目标求解方法。将3个设计目标视为3个博弈方,通过计算设计变量对目标函数的影响因子和模糊聚类,将设计变量分解为各博弈方拥有的策略空间。采用合作约束力协议,建立博弈得益函数与目标函数之间的映射关系。各博弈方分别以自身博弈得益函数为目标,在各自的策略空间中进行单目标优化,获得本博弈方对其余博弈方的最佳对策,所有博弈方的最佳对策形成一轮博弈的策略组合,并根据收敛判别,通过多轮博弈,获得最终的博弈解。以白鹤滩拱坝为例,设计结果显示体积方量减少了27.7万m3,最大主拉应力降低了0.58MPa,应变能下降了0.057GJ,体现了无私合作博弈解法的有效性。     

白鹤滩拱坝三维有限元分析

采用三维线弹性有限单元法对白鹤滩拱坝进行了多工况多方案分析研究。计算结果表明，坝体应力分布合理，应力水平与同类拱坝相当，基础变形模量在一定范围内上下浮动对坝体应力影响不大。     

基于应变能的拱坝体型优化设计

考虑静力荷载作用下双曲拱坝的安全性，对最大主拉应力、拉应力区范围、整体安全度和抗屈折稳定等安全指标进行了综合分析。提出以坝体应变能指标作为拱坝体型优化的安全目标函数，建立拱坝体型优化设计模型并采用进化策略进行求解。以白鹤滩拱坝为例，优化体型与初始体型相比，体积方量减少1.58万m3，坝体应变能、最大主拉应力、最大主压应力以及位移等结构响应量都得到了降低，优化效果明显。     

遗传算法在大型水工结构优化设计中的应用

在工程结构的优化设计中,遗传算法已逐步得到应用;本文采取一种新的染色体编码方式,将遗传算法应用到水工结构的优化设计中,重力坝的计算结果验证了遗传算法的可行性与有效性。     

三次样条线型拱坝体形优化设计

本文以拱坝拱圈线型值点坐标、拱端厚度和半中心角为体形参数给出了三次样条线型拱圈的构造方法，并给出了三次样条拱轴线的保凸条件；以拱冠梁和拱圈体形参数为设计变量，建立了三次样条线型拱坝体形优化设计模型。以某拟建拱坝体形优化设计为例，采用有限元等效应力描述应力约束条件，利用加速微种群遗传算法求解。计算结果表明，三次样条线型拱坝优化体形比设计部门经过优化提出的抛物线体形坝体体积减小了58.4万m3，说明三次样条线型拱坝体形的优越性。     

拱坝拱圈结构的抗震多目标博弈设计

分别以地震过程中最大反应能量为代表的稳定性目标函数、以最大主拉应力为代表的强度安全性目标函数和以拱圈体积为代表的经济性目标函数，建立了两端受压拱坝拱圈结构的几何模型和抗震多目标设计模型．提出了基于博弈分析思路的求解方法，建立多目标问题博弈分析的技术路线和计算步骤．并以小湾拱坝高程△↓1210m处拱圈为算例，说明博弈设计能均衡和兼顾稳定性、安全性和经济性的目的．     

高拱坝体型多目标优化设计研究进展

针对考虑经济性和安全性的高拱坝体型多目标优化设计,综述了几何模型、目标函数、约束条件、结构分析方法、优化算法以及多目标求解方法等相关内容的研究进展,对多目标优化问题的博弈求解方法进行了展望。     

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。