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。     

基于变密度法的实体重力坝拓扑优化

以ABAQUS为优化平台,基于变密度法,采用SIMP插值和RAMP插值2种模型对实体重力坝进行断面优化,结果表明应用SIMP插值模型优化的坝体断面出现大量空洞且迭代次数多为50;RAMP插值模型优化的坝体断面符合实体重力坝坝形且迭代次数较少,证明RAMP插值模型更适用于实体重力坝优化。进一步对最优模型的下游进行直线和曲线拟合,并进行静力分析,结果表明优化模型符合实体重力坝的各项应力和稳定性指标,且坝体下游设计为曲线形比直线形更能缓和应力集中区,在实际应用中更优。     

复合形法在RCC重力坝坝形优化中的应用

碾压混凝土坝兼具普通混凝土坝和土石坝的优点,在修建碾压混凝土坝时,应该把坝形优化和地基处理结合起来,使碾压混凝土坝既满足设计需要又具有较大的经济效益。采用复合形法对坝形进行优化设计,在满足设计要求的基础上,对不同基面的坝体剖面情况进行分析,证明了深覆盖地基在不开挖或少开挖情况下修建RCC重力坝具有一定的优越性。     

水工结构中几个程序的介绍

介绍了用MATLAB和Visual C++编写的5个水工结构的程序:有限元方法分析重力坝的应力,边坡工程实例的稳定性分析,材料力学法的重力坝坝形优化,自动设计泄槽和消力池,功能函数为任意多项式的可靠指标的计算。分析了这些程序的功能和特点。     

张峰水库大坝坝型选择

张峰水库已完成的可行性研究报告,曾初步拟定粘土直心墙堆石坝、粘土斜心墙堆石坝和碾压混凝土重力坝三种坝形进行比选,在初设阶段进一步从施工、运行、投资等方面对各种当地材料坝型进行了综合的比较,最终确定坝型为粘土斜心墙堆石坝.     

Civil 3D参数化重力坝建模在水利工程中的应用

Civil 3D软件是面向对象模型设计的建筑信息解决方案,其部件编辑器对重力坝结构进行参数化模型编辑,在地形曲面中对模型进行装配,生成三维重力坝模型,并根据要求生成不同部位坝体横断面,计算不同材料分区的横断面面积及累计体积。通过调整模型参数,重力坝三维模型、横断面及工程计算相应联动调整。Civil 3D在水利工程中的应用将大幅提高水利工程重力坝设计的效率及减轻设计人员的工作强度。     

重力坝坝面水平裂缝的地震应力强度因子

本文采用能量法确定重力坝的地震振型应力强度因子,并由此组合最大地震应力强度因子K_(max)计算了重力坝上、下游坝面不同高度6个长度水平裂缝的K_(max)值,并对裂缝扩展的可能性进行了初步的分析;还给出了相似坝形K_(max)值的换算关系。     

分组量子遗传算法在混凝土重力坝坝体综合弹性模量反演中的应用

通过编程建立Matlab与有限元软件命令调用接口,建立基于分组量子遗传算法的混凝土重力坝坝体材料力学参数有限元反演模型。利用工程实测值与有限元模型计算值建立适应度函数,通过分组量子遗传算法智能寻优,实现混凝土重力坝力学参数反演。以某混凝土重力坝为例对其各分区综合弹性模量进行反演,并与传统遗传算法反演结果进行对比,结果表明本方法反演精度及运行速度较均高于传统遗传算法。更多还原     

基于Kriging模型的重力坝可靠性分析

针对重力坝概率可靠性分析时其参数实时获取难,以及其极限状态方程高度非线性甚至非显式表达等问题,本文基于衰减函数获取重力坝服役后参数统计信息基础上,融合Kriging模型强拟合能力,建立了重力坝极限状态方程的Kriging模型,并给出了Kriging模型检验方法;由可靠指标几何定义,发展了一种重力坝可靠指标优化计算方法.经实例考证,本文方法有效考虑了服役效应对重力坝可靠度的影响,较好适应了重力坝高度复杂的工程特性,可更真实及深入分析重力坝的运行可靠状态.     

混凝土重力坝模型试验研究

为了真实反映带裂缝混凝土重力坝的破坏过程,本文开展了重力坝比例模型试验研究工作,同时也进行了模型试验中所用混凝土材料的断裂参数测定试验.通过制备比例为1∶80的重力坝模型,研究了不同初始裂缝位置条件下重力坝的破坏全过程,并记录了荷载～裂缝口张开位移曲线及裂缝扩展轨迹.通过本文的研究获得了较为完备、准确的重力坝模型试验数据,这为评估带裂缝工作重力坝的安全性提供了试验依据,也为数值计算提供了可靠的验证数据.     

大营水库碾压混凝土双曲拱坝优化设计研究

大营水库大坝是一座采用碾压混凝土技术的双曲变厚变曲率拱坝,最大坝高67 m,坝基地质条件较复杂,需要在施工阶段进行深入研究。借鉴国内外拱坝设计和建设施工经验,结合ADASO拱坝体形优化电算程序,对大营水库大坝体形、坝体结构、大坝应力、坝肩稳定性、基础处理等进行了详细分析研究。并结合工程实际情况,对大坝设计方案进行适当优化调整,使双曲变厚变曲率拱坝设计能够满足技术规范标准要求,达到技术上可行、经济上合理的安全可靠性水平。     

碾压混凝土重力坝破坏机理研究

碾压混凝土重力坝采用大仓面薄层连续浇筑，其层面是一个薄弱环节，这是一常规混凝土坝的主要区别之一。“八五”期间结合仿真模型试验和非线性有限元法计算，对碾压混凝土重力坝体层间破坏的形状、位置、发生条件及其影响因素进行了研究，为设计碾压混凝土重力坝提供科学依据。     

曲线型重力坝下游消能试验研究

某水利枢纽的溢流坝为曲线型重力坝，由两边各２孔（高挑坎）和中间４孔（低挑坎）组成。选取了两种不同粒径的散粒体模拟基岩研究下游消能，试验测了水舌入水形态和相关的一些水力学参数，试验结果表明，该工程坝的基础、右侧电厂和尾水渠导墙未受到冲刷破坏，溢流坝的泄流能力满足设计要求。     

考虑开裂约束的重力坝体型优化设计

实体重力坝由于剖面尺寸大,混凝土用量较多,在设计时要进行最优化设计以使坝型既安全又经济。然而重力坝在运行中,上游坝踵区往往会出现开裂,随着筑坝高度的增加,坝踵开裂的概率也会越来越大,但坝踵的开裂并不一定意味着坝体的毁坏,只要保证裂缝是稳定的,坝体仍能正常运行。基于这一情况,对重力坝考虑开裂约束下的体型优化设计进行了研究,引入断裂参数约束式,建立开裂约束条件下的优化设计数学模型。并通过对工程实例的优化计算分析得出了合理的坝体断面,优化效果比较理想。     

高堆石坝的合理边坡形状和稳定分析方法

本文通过理论分析和计算论证得出：(1)高堆石坝的合理边坡形状是上陡下缓的指数函数曲线；(2)分析高堆石坝稳定性的方法以曲面滑动法较为合理。     

重力坝坝身管道布置形式对其抗震性能的影响

为研究重力坝坝身管道布置形式对管道抗震性能的影响,对浅埋式背管、联合承载坝内埋管和设垫层坝内埋管3种布置形式分别建立了管道与大坝整体三维有限元模型,采用时程分析法进行地震响应分析。研究表明:3种布置下钢管的动应力均较小,管道布置形式对其影响不大;管道混凝土腰部和顶部的动应力均较大,属于结构抗震薄弱环节;当管道部分露于坝体之外时,管道上弯段和斜直段动应力较大,特别是上弯段是抗震最不利之处;将管道全部埋入坝体能有效减小上述管段应力,抗震优势明显,钢管外是否设垫层影响很小。     

模拟浇注程序下的拱坝体形优化

本文以有限元软件ANSYS10.0为平台,通过生死单元的运用,模拟重力荷载按工程浇注程序分步作用情况,同时针对拱坝所受温度荷载的不同,依据稳态温度场分布和影响情况,把温度荷载作为耦合荷载的形式对拱坝进行应力分析。通过将模拟坝体施工浇注过程和体形优化设计有效的结合起来,得出了更加实际的拱坝体形。     

从优化角度看重力坝三角形断面的物理意义

为探讨重力坝三角形基本断面设计的物理机制,利用细啃渐进结构优化(ESO)方法的基本概念,建立了坝顶顺河向位移敏感度准则.以四边形为初始域,以重力坝的稳定和坝踵拉应力为约束条件,对基本荷载作用下的重力坝基本断面形状进行优化.不同网格、不同初始域、不同坝高工况下的结果表明,三角形基本断面是重力坝在基本荷载作用下使得坝顶位移最小的一种断面形状.