漳平市泽源水电站重力坝优化设计

该文介绍漳平市泽源水电站重力坝优化设计过程。在求出重力坝基本三角形断面参数后,以基本三角形断面为基础,按工程需要修正为实用断面。计算结果表明：重力坝基本三角形断面顶点定在考虑了波浪超高后的坝顶高程,可以得到比基本三角形断面顶点定在校核洪水位更为优化的实用断面。     

曲线重力坝形体的优化设计

针对三角形断面并非理论上的最优断面的问题,将重力坝上下游做成曲面形式,利用有限元分析软件ANSYS的优化功能,对曲线重力坝的几何参数进行优化。以重力坝上下游曲线方程的系数作为设计变量,以主要荷载下的抗滑稳定和应力控制为约束条件,以单位坝段的断面面积为目标函数,建立混凝土重力坝结构优化设计的数学模型。以30 m坝高为例进行优化分析,得出曲线坝形明显优于传统的实用剖面的结论,为工程设计提供了参考。     

怎样优选实体重力坝经济断面

一、前言重力坝的理论断面为三角形,但为了实用的目的,非溢流坝坝顶常需要具有一定的宽度,以作为交通道,坝顶的厚度亦需足以承受冰压力或其它荷载。溢流坝为三角形截顶断面,堰顶需做成溢流曲线,以利泄流。坝体断面的上游面可以是垂直的,也可以是直线或折线坡。坝体断面的下游面通常采用一个不变的坡度,必要时可以折坡。断面应在满足规定的稳定、强度和其它布置要求的条件下,通过计算,选择最经济断面。当一个坝体断面满足上述要求而整个坝体工程量又是最少时称为经济断面。理论上的经济断面外形很复杂,而且各     

基于ANSYS的小型重力坝坝形优化分析

为获得经济、合理的小型重力坝坝形,采用ANSYS建立了曲线坝面参数模型和传统断面参数模型.通过探讨小型重力坝不同坝形的应力分布、坝体尺寸、面积等差异,并在不同坝形、不同坝高的情况下进行优化分析.结果表明,曲线形重力坝明显优于传统的三角形重力坝,并且更适合于低坝.     

拓扑优化在重力坝设计中的应用研究

文章以ANSYS10.0为平台,利用APDL和UIDL语言,对重力坝非溢流坝段进行拓扑优化.探讨了不同初始拓扑尺寸和下游面形状对坝体计算结果的影响.结果表明,对重力坝非溢流坝段进行拓扑优化是可行和有效的.     

高坝应力弹性理论分析的探讨

随着我国“混凝土重力块设计规范补充规定”的实施,坝体断面设计将更多采用上游垂直或较陡坝坡的三角形,弹性理论对三角形断面的坝重力应力分析是一种精确和有效的方法,笔者对三角形重力坝断面,在水压力和自重基本荷载作用下的应力公式进行了详细推导,供读者参考。     

重力坝断面优化设计

重力坝是坝工中广泛采用的一种坝型。重力坝承受的基本荷载有自重、静水压力、扬压力、淤砂压力和浪压力等，它主要通过坝体自重产生的抗滑力来维持稳定。重力坝最重要的是断面设计，影响断面设计的因素很多。通常，设计通过有限的几个方案的比较，很难得到真正的最优方案。采用优化设计则可以取得良好的效果。1重力坝断面优化设计的数学模型1．1设计变量重力坝断面的基本形状是三角形，上游面有折坡，折坡上面垂直。在进行优化设计时，取其断面形状的几何尺寸X；、Xz、X。为设计变量，而坝顶宽度B及下游起坡点高程H。一般均按实际要求选…     

基于可靠度分析的重力坝断面粒子群优化

提出了更加合理的重力坝断面可靠性设计优化方法,针对规范要求重力坝失效概率较小的特点,将马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)方法和子集(Subset)理论相结合用于重力坝可靠度的计算.并以结构初始成本和失效成本之和最小化为优化目标,利用粒子群算法(PSO)对重力坝断面设计方案进行优化.     

ANSYS零阶方法和一阶方法的重力坝断面优化研究

基于ANSYS软件的优化模块,利用参数化设计语言APDL编制程序,并根据重力坝基本断面的几何特性及约束条件,先拟定一组初始条件对重力坝在各项荷载作用下的应力进行模拟。然后分别使用零阶方法和一阶方法对重力坝断面进行优化设计,使重力坝在满足几何约束条件、应力约束条件和抗滑稳定约束条件的前提下,断面面积最小,实现设计的经济性和可行性,最后将两种优化方法的结果进行对比。     

不同地震波荷载作用下重力坝破坏模型差异研究

随机性是地震荷载重要的特征因素之一,在抗震设计中不容忽视.本文选取金安桥重力坝作为研究对象,对大坝处于不同地震波荷载作用下的破坏模式差异展开研究,探讨不同类型地震荷载作用下重力坝的失效特征及动力响应,可以为重力坝抗震设计提供依据.研究结果显示,不同地震波荷载作用下重力坝的破坏模式存在明显差异,大坝位移变化幅值、损伤演化速度与输入的地震动荷载参数关系紧密.因此受地震荷载随机性影响,结构潜在的易损区域并不能仅通过某条单一地震波分析确定,需加强地震荷载频谱特性与结构动力响应相关性的研究.     

严寒地区混凝土重力坝变形行为分析与预测模型

变形是环境荷载动态变化与结构性能演化耦合作用下大坝服役性态的直观表征,合理的变形行为分析与预测模型是科学诊断大坝健康态势并预测其未来运行行为的重要科学手段。考虑到严寒地区混凝土坝变形行为受环境温度变化影响显著,为有效解译环境温度动态波动导致的热变形特征,构建了基于实测边界温度的严寒地区混凝土重力坝变形行为分析模型。同时,为深入挖掘变形及其解释变量间复杂的因果函数关系,引入具有优良非线性训练能力的孪生支持向量回归(Twin Support Vector Regression, TSVR),并结合鲸鱼算法(Whale Optimization Algorithm, WOA)对TSVR参数优化求解,据此提出了基于优化TSVR的混凝土重力坝变形预测模型。以严寒地区某混凝土重力坝为例,利用所建变形行为分析模型剖析了该坝某表孔溢流坝段坝顶水平位移变幅大且与其它测点水平位移变化规律相反的不协调变形行为的成因,研究结果对深入认识严寒地区混凝土坝变形行为具有重要价值;同时,基于优化TSVR的变形预测模型拥有出色的非线性信息挖掘与建模预测能力,为高精度预测大坝变形提供了一种新方法。     

基于ANSYS的重力坝非溢流 断面的优化设计

根据重力坝基本断面的几何特性,利用ANSYS的参数化设计语言APDL编制程序,先拟定一组初始条件对重力坝进行整体模拟、细化单元,得到各阶段的力学指标。然后使用ANSYS优化技术中的零阶优化方法进行重力坝断面优化设计,使重力坝在满足应力约束条件和抗滑稳定约束条件的前提下,其断面面积最小,实现设计的经济性和可行性。最后,通过一个重力坝非溢流断面的设计算例得到满意结果。     

苏阿皮蒂水利枢纽泄洪底孔坝段应力变形分析

利用三维有限元方法,对苏阿皮蒂水利枢纽泄洪底孔坝段在竣工期和运行期进行了四种工况的数值模拟分析,得到了坝体结构的应力变形情况。由计算结果可知,竣工期在自重荷载作用下,整个坝体往上游方向发生位移,位移自下而上逐渐增大;运行期受上游水压力和地震惯性力作用,整个坝体往下游方向发生位移,位移自下而上逐渐增大;四种工况下,坝体位移分布连续,最大位移均较小,变形满足要求;竣工期和运行期的坝体结构、坝踵、坝趾应力均满足重力坝设计规范要求。     

重力坝坝体开孔对大坝抗震性能的影响

重力坝实际震损多出现在坝体中上部,坝身孔洞也常布置于此,地震作用下坝头孔洞附近成为抗震安全的薄弱部位。以某待建水电站碾压混凝土重力坝厂房坝段为例,基于ADINA有限元软件建立考虑坝体-地基-库水相互作用的三维有限元动力计算模型,研究了在强震作用下考虑大坝开孔与否对坝体自振特性、坝体位移、主拉应力和裂缝开展情况的影响。结果表明,考虑坝体开孔对大坝整体刚度影响不大,但对局部应力影响显著,抗震设计须重视坝体实际开孔情况,采取加强配筋和提高混凝土标号等措施。研究成果可为同类工程抗震设计提供参考。     

近断层脉冲型SV波斜入射下混凝土重力坝损伤特性研究

近断层地震动由于断层距较小,在到达地表之前经历的透射次数不多,因此近断层地震动一般不满足垂直入射假定。近断层脉冲型SV波斜入射下混凝土重力坝抗震性能研究尚不多见。本文以Koyna重力坝为研究对象,开展了近断层地震动的脉冲型特性和斜入射对坝体抗震性能的影响研究。选择近断层脉冲型和非脉冲型地震动记录各5条,分析了地震动的脉冲特性和斜输入角度对坝顶位移、坝体损伤分布以及损伤耗能的影响规律。结果表明：脉冲型SV波在30°斜入射下,比非脉冲型SV波在0°(垂直)入射下坝顶水平顺河向位移提高了5.37倍,竖向位移提高了27倍;脉冲型SV波对坝体造成的损伤破坏范围比非脉冲型更广,主要出现在上游坝踵和下游折坡处,脉冲型整体损伤指标相比非脉冲型增大了1.71倍;脉冲型SV波作用下坝体最大损伤耗散能是非脉冲型的2.47倍,对坝体造成的损伤及能量耗散更大。本文研究结论可为近断层地震动作用下混凝土重力坝的抗震性能评价提供参考。     

三谈变形监测自动化中的几个问题

简要阐述了重力坝坝基水平位移监测的重要性,讨论了CFRP无浮托引张线系统的应用范围,重点论述了将无浮托引张线系统应用于坝基斜坡坝段的可行性,拓展了重力坝坝基水平位移监测的范围;提出了采用串联杆式位移计监测土石坝的坝内水平位移,论证了应用大气激光准直系统构建土石坝坝内水平位移监测自动化系统的可能性;分析了现有土石坝沉降监...     

基于二维逾渗相变重整化群的混凝土重力坝断面破坏评价

针对混凝土重力坝失效路径具有方向性,可认为类似于渗流通道的特性,提出基于二维逾渗相变重整化群的混凝土重力坝断面破坏评价方法。在传统正方形单元等损伤概率逾渗模型的基础上,推导了正方形单元不等损伤概率模型,确定了梯形原胞、三角形原胞破坏情况,建立了三角形断面逾渗相变重整化群模型,并以某混凝土重力坝断面为例,针对上、中、下部不同单元损伤概率下的整体断面破坏概率进行比较研究。迭代计算结果表明,当单元损伤概率小于0.40时,大坝断面整体处于安全状态;当损伤概率在0.40~0.60时,整体安全性降低,结构由安全向整体破坏过渡;当损伤概率大于0.60时,整体安全性极低,此时若外界环境恶化,极有可能发生整体贯穿破坏。     

地震动持时对重力坝抗滑稳定性影响研究

以我国西南某重力坝溢流坝段为研究对象,建立了三维有限元动接触分析模型,从坝基塑性区分布情况、接触面状态以及关键点滑移量3个方面出发,对比研究了长、短持时地震动对重力坝抗滑稳定性产生的影响。结果表明:在保持地震动具有相同的峰值加速度和相似的频谱特性情况下,与短持时地震动作用效果相比,长持时地震动作用后坝基产生塑性破坏的范围更大,接触面处于滑动状态和脱开状态的范围更大,坝踵关键点震后残余位移更大。说明长持时地震动作用下大坝更易产生滑动失稳,在分析大坝抗滑稳定性时应给予重视。     

关于混凝土重力坝断面设计的探讨

简要综述了混凝土重力坝的溃坝问题,推导并分析了重力坝合理断面理论公式,简述了胶凝砂砾石坝采用等腰三角型断面、日本重力坝断面偏大以及上游采用折坡设计等原因,分析比较了200 m以上特高重力坝国内外设计的断面差别。基于分析,指出我国重力坝需基于观测进一步深化大坝抗滑稳定研究,对于200 m以上高坝,则需进一步深化设计准则的探讨。