太平哨重力坝断面优化设计

为解决重力坝不同坝段的断面设计指标的计算繁琐问题,以浑江太平哨水电站非溢流坝段上有最大坝高的单位坝段为例,介绍优化设计的原理和方法。以断面几何尺寸为设计变量,单位坝段混凝土方量为目的函数,从解极值问题的数学原理出发,考虑几何、状态、强度、稳定等约束条件,运用EXCEL的规划求解实现模型应用和分析,可供设计参考。     

基于小生境遗传算法的重力坝优化设计

针对简单遗传算法在目标函数寻优过程中交叉概率和变异概率恒定不变、易早熟的缺点,提出了计算快捷简便、优化结果更易接近全局最优解的小生境遗传算法,建立了以坝轴线单位长度坝体混凝土体积为目标函数,以大坝稳定、坝踵与坝趾应力等为主要性态约束的重力坝优化设计模型.优化结果表明:采用该算法得到的重力坝体形优化结果较为理想,优化的体形可直接应用于工程设计.     

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。     

宋农水电站混凝土重力坝断面优化设计

简要介绍了宋农水电站混凝土重力坝，在基础存在缓倾角软弱夹层时，其断面的设计思路与方法，在满足强度及稳定的基础上，采用设置上游防渗板方案，使断面趋于经济、合理，且加大了溢洪道的泄流能力。     

重力坝剖面优化设计研究

重力坝作为水利工程中的一种重要坝型,已经得到了广泛的运用,然而坝体的剖面优化一直是困扰设计人员的一个难题.论文结合非线性规划和有限单元法,提出了一套坝体剖面优化设计的思路,并结合实例对该思路进行了验证,结果表明,计算结果完全满足要求,能够较好地运用在重力坝剖面设计中.     

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。     

猫洞河水库混凝土重力坝优化设计

猫洞河水库大坝是一座采用C15四级配常态混凝土技术的重力坝,最大坝高35.4 m,坝基地质条件较复杂,需要在可研设计阶段进行深入研究。结合工程地形地质条件,首部枢纽设计方案由混凝土重力坝、坝顶开敞式溢洪道、取水兼放空管三大部分组成。经多次优化调整后,枢纽布置、大坝经济断面体型、坝体抗滑稳定、大坝应力等均满足《混凝土重力坝设计规范》(SL 319-2005)的要求,已获得审查批准。     

重力坝基本断面的快速优化设计

本文根据重力坝设计规范关于抗滑稳定安全系数和坝踵应力的规定,按断面积最小的要求,考虑上游坝面有折坡、上下游面有水压荷载、坝底扬压力呈折线分布、上游面有泥沙压力等情况,推导出求解重力坝基本断面参数的二次方程以及最优解的判别式,以便人工手算进行优化设计。文中给出两个算例说明如何确定基本断面的参数。     

基于重力坝应力计算及稳定分析的优化设计

目前中小型混凝土重力坝设计中普遍采用传统低效率的人工试算,不能得到最优实用剖面。立足中小水电站,以《混凝土重力坝设计规范》为依据,以数值计算软件为平台,以研究混凝土重力坝应力计算和抗滑稳定分析为重点,以结构优化设计理论为基础,以优化参数为条件,以重力坝剖面面积最小优化设计为目标,将材料力学法和有限元等效应力法相结合,刚体极限平衡法辅助整体及局部安全度,论述了基于重力坝应力计算及稳定分析的优化设计软件开发思路和方法,为实际工程设计提供理论指导。     

变分技术在重力坝优化设计中的应用

在Ansys中,传统的重力坝断面优化方法通常是一阶或者零阶优化,用时较长.而变分优化方法作为一种新型的优化方法,能快速的进行优化计算,降低计算成本,提高计算精度,但是这种方法还未在水工结构优化中广泛应用.本文是基于大型有限元计算软件ANSYS,将变分技术DesignXplorer VT模块与网格随移修改工具ParaMesh相结合,以上游坡面、下游坡面的坡比和上游起坡点为设计变量,以坝体断面面积最小为优化目标,以坝踵点不出现拉应力和坝体满足抗滑稳定为条件变量,对变分技术在重力坝优化设计的应用进行了详细研究.进行优化之后,坝体断面面积减少了27％,满足抗滑稳定和应力要求,且用时不到传统优化方法的1/10.研究结果表明:变分技术在水工结构优化设计中是可行的,不仅计算精度高,操作方便,且计算成本大大降低,在水工结构方面的优化设计有很大前景.     

方家沟水库碾压混凝土重力坝优化设计

方家沟水库是一座采用C15碾压混凝土作为筑坝材料的重力坝,最大坝高41.10 m,坝顶长113.83 m,坝顶高程1 747.10 m。首部枢纽由C15混凝土大坝、坝顶开敞式溢洪道、右岸取水、冲沙底孔及消能设施组成。结合工程特性,对大坝设计方案进行适当优化调整,对其稳定性和应力进行了详细计算。分析结果表明,坝体基本组合情况K'3.0,特殊组合情况K'2.5,坝体抗滑稳定满足规范要求,应力计算成果和地基承载力满足规范要求,获得技术上可行、经济上合理的优化设计方案。     

基于改进粒子群算法的重力坝断面优化设计

针对传统粒子群算法(PSO)存在局部收敛不稳定的缺陷,提出一种改进粒子群算法(D-PSO)。该算法通过提高平衡点的多样性,使其全局搜索能力得到明显增强,对求解多峰值优化问题具有较好的适应性。将D-PSO算法应用于重力坝断面优化设计中,优化结果表明,该算法具有易实现、鲁棒性强和精度高等优点,与其他算法相比更适合应用于重力坝断面的优化设计。     

重力坝坝前加固断面的快速优化设计

根据重力坝设计规范关于抗滑稳定安全系数和坝踵应力的规定,按断面积最小的要求,考虑上游坝面有折坡、上下游面有水压荷载、坝底扬压力呈折线分布、上游面有泥沙压力等情况,推导出求解重力坝坝前加固断面的参数方程以及最优解的判别式,以便手算进行优化设计。文中给出一个算例,说明如何确定基本断面的参数。     

混凝土重力坝三维数值模拟及优化设计

随着重力坝在工程中的广泛应用及新建重力坝坝高不断增加,其局部坝段的工作状况对大坝的整体运行影响也越来越大,因此选择适合工程实际的重力坝坝型显得尤为重要。通过抗剪断稳定计算和三维数值分析相结合的方法,分析了某重力坝的安全稳定性。计算结果表明,该坝坝肩段出现拉应力,以此对原设计方案进行优化设计,优化后新坝型坝肩段无拉应力出现。原方案与优化方案的对比分析表明:类似工程中,重力坝坝肩段设计应采用坝肩段与主坝段有一定角度或类似于拱坝的形式布设,以减小坝肩拉应力;在同类重力坝安全稳定分析时,可采用抗剪断稳定计算与三维数值模拟相结合的方法;在二维计算满足规范要求时,三维数值模拟可采用弹性材料计算。     

基于Excel的重力坝挡水坝段断面优化设计研究

介绍了实体重力挡水坝段断面优化的数学模型和Excel中可进行优化计算的分析工具"规划求解"的使用方法,并通过工程实例应用了这一方法,验证了Excel在实体重力坝断面优化设计中的可行性和易用性.     

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。     

基于复合形法的混凝土重力坝典型断面优化设计

混凝土重力坝作为一种传统坝型被广泛应用,为了对其典型断面进行合理设计,本文选取重力坝中溢流坝断面,运用MATLAB和复合形法理论,针对具有代表性的设计参数变量进行优化,并对坝体应力进行分析,进而验证优化结果的合理性及可靠性,为其他工程设计提供参考.     

基于ANSYS的重力坝基本断面的优化设计

根据重力坝基本断面的几何特征,利用ANSYS的参数化设计语言APDL编制程序,采用零阶近似的优化方法进行重力坝断面优化设计,并结合实例对某重力坝的断面进行了优化分析,结果证明此种优化设计方法直观、合理.