拱坝三次样条曲线拱圈线型及优化研究

建立拱坝拱圈三次样条曲线模型，根据非线性规划町行域与最优解的理论。比较了抛物线、椭圆、双曲线和三次样条曲线线型的优劣，并采用复合形法对这些线型的拱圈进行了优化。结果表明，三次样条曲线拱圈最优。     

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。     

心形线用于拱坝水平拱圈的探讨

近年来拱坝的拱圈线型趋于多元化,有学者提出心形线作为拱坝水平拱圈的设想,但在拱圈布置时未充分考虑心形线的受力特性,存在一定的缺陷。进一步研究心形线的性质,优化心形线拱圈的布置,对推动拱坝设计技术的发展大有益处。通过数学推导初步摸清了心形线用于水平拱圈的一些基本性质,并提出了适合受力特点的心形线拱圈的新布置方式。拟定某已建工程相似的心形线拱坝体型,采用多拱梁法计算坝面应力,结果表明新体型与原体型应力差别不大,可以初步判断心形线用于拱坝体型设计是可行的,或许可以作为现有拱坝常见线型的一个补充,可待工程界进一步验证。     

混合线型拱坝的优化设计

拱坝的混合线型是以曲率半径方程描述的统一的拱圈线型，通过改变曲率方程中的参数，能很好地适应坝体各个部位不同的地形地质条件和受力特点，并实现不同拱圈线型间的平滑过渡，本文阐述了混合线型拱圈的模型，并以２座工程实例，说明了混合线型拱圈与常规体型模式相比具有很强的竞争优势，混合线型拱坝优化设计是“拱坝新型体型优化和全过程分析的研究与应用”的重要组成部分。后者荣获１９９８年度国家科技进步三等奖。     

SWAT模型土壤粒径转换的探讨

土壤颗粒组成分级标准的换算,通常可以在半对数纸上进行。通过一系列的典型剖面值,求出三次样条函数曲线,利用此曲线进行计算机插值,从而计算出SWAT模型中土壤粒径的表示值。在计算过程中简单的三次样条函数插值结果存在着偏差,须检测此函数模型中存在的凹陷和隆起的个别现象,加以拟合,以保证插值的正确性。     

高次插值函数在调洪演算中的应用研究

为了提高调洪演算的数值计算精度,探究高次插值函数在调洪计算中的应用前景,以Lagrange插值、三次样条插值函数为例,基于C#语言环境及试算法理论编写计算程序并结合Excel线性插值进行实例对比分析。结果表明,相比于线性一次插值函数而言,应用高次插值函数对水文特征曲线的拟合效果更好,三次样条插值函数、线性插值函数、Lagrange插值函数在调洪计算中的精度依次降低。研究能为调洪计算优化求解提供一定的决策支持。     

江口水电站拱坝体形设计

江口拱坝基地质条件复合，以拱坝分析与优化软件系统ADAO为工具，在相同的设计条件下，设计时选择了三心圆，抛物线，对数螺旋线和以中心线曲率半径描述的混合曲线（以下简称为混合线）等4种平面拱圈形式分虽作拱坝体形优化设计，结果表明：4种线形均能适应江口地形地质条件，而抛物线形适应能力更强些，故江口拱坝选定抛物线平面拱圈形式，各种线形拱坝的拱冠梁上游面曲线，拱冠厚度，拱端厚度,拱冠处平面拱圈中心线曲线半径等参数沿高程均采用3次多项式描述，在大量敏感性分析基础上作出了体形，经多方法，多程序计算分析，有是适应坝址地表地质条件的合理体形。     

基于拱坝稳定的拱圈线型优化探讨

应用有限元法对拱坝的不同拱圈线型进行了屈曲分析，获得了基于拱坝稳定的合理拱圈线型，提出了拱坝稳定最优中心角的概念。     

三次样条函数在水文泥沙颗粒分析中的应用

在水文泥沙颗粒分析中,手工绘制颗粒级配曲线,过程繁琐、效率低下、误差大,容易出错.阐述了在计算机上如何利用三次样条函数用数学的方法绘制颗分曲线,并提出小于各粒径级别的沙重百分数的方法.利用三次样条插值函数来绘制颗粒级配曲线并计算各粒径级别和非样点的沙重百分数,可以提高颗粒分析工作的效率和水平.     

极坐标法在水轮机效率曲线数字化处理中的应用

在制定水电站经济优化运行方案时,需对水轮机模型的效率曲线进行数字化处理,本文提出了极坐标法的新思路。该方法采用AutoCAD来读取效率样条拟合曲线数据,不但减少了工作量,而且还避免了插值时人工读数所致的误差。实践证明该方法可行,简便,精度高。     

主拱圈初始变形对石拱桥加固设计计算的影响

基于石拱桥的增大截面法加固,通过数值模拟分析主拱圈初始变形对桥梁加固设计计算的影响,总结现有计算方法的不足并提出初步的改进措施;计算分析表明,主拱圈变形对拱顶产生不利影响,其控制截面的应力、挠度等均大于不考虑主拱圈变形的计算结果,忽略拱轴线的变形是不安全的;主拱圈变形对L/4截面产生有利影响,建议按未变形拱轴线计算该处内力。更多还原     

基于拱梁分载法的拱坝抗屈曲稳定分析

拱坝的抗屈曲稳定性一直是未被重视的问题。按照拱梁分载法的思想，用弹性稳定理论分别对拱坝的拱圈和悬臂梁的抗屈曲稳定性进行了分析，得出拱坝的抗屈曲稳定性由坝顶拱圈控制的结论。分析了国内外部分已建拱坝的抗屈曲稳定性。     

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。     

混凝土拱坝抗滑稳定双重非线性加固分析

对于大型复杂混凝土结构的设计与施工,必须进行双重非线性分析才能保证工程经济合理及安全可靠。利用样条有限点双重非线性方法对坝体和坝肩岩体抗滑稳定性进行分析,并提出了相应的算法。实际工程分析结果表明,样条有限点双重非线性分析法是进行拱坝和坝肩抗滑稳定性分析的一种有效方法,能够得到经济、安全的加固方案。     

椭圆双曲拱坝在我国的发展

拱坝水平拱圈型式从早期的圆形逐步发展到变曲率的二次曲线,二次曲线中的椭圆拱坝具有适应性强、坝体体积小等优点,但受某些条件的影响,椭圆拱坝在我国才刚刚兴起。通过分析我国椭圆拱坝的发展过程,积极倡导选用椭圆拱坝,以推动拱坝线形发展、节省投资。     

抛物线型变厚双曲拱坝体形的计算机辅助设计

针对抛物线型变厚双曲拱坝 ,用计算机辅助设计解决了弧长、面积、体积、坐标、任意空间平面和 2种扭面的横剖面图、平面拱圈图、展开或不展开立视图、扭面分缝线图、牛腿或廊道斜底面与坝体的交点等的计算和绘图工作。特别考虑了在开挖过程中局部增加拱圈弦长时 ,如何解决好已有体形不变的问题