混凝土面板堆石壩斷面優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、混凝土面板堆石壩誕生于19世紀(jì)中葉，經(jīng)過一百多年的發(fā)展，混凝土面板堆石壩得到了全世界的關(guān)注。在我國的水利樞紐的建設(shè)中已成為一種重要的壩型。但是，混凝土面板堆石壩的傳統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)計效率低，很難得到最優(yōu)的設(shè)計方案。因此，對于混凝土面板堆石壩優(yōu)化設(shè)計的研究十分必要。
　　本文首先介紹了目前常用的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法及其改進(jìn)，如增廣拉格朗日法和改進(jìn)的遺傳算法。其次闡述了有限元方法的理論和應(yīng)用，為土石材料選擇了合適的本構(gòu)模型。然后建立了混凝土面

2、板堆石壩優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型：以壩體幾何控制參數(shù)為優(yōu)化設(shè)計變量、壩體體積為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)、堆石體和面板的應(yīng)力和變形為約束條件，采用增廣拉格朗日乘子法進(jìn)行了優(yōu)化計算，得到了最優(yōu)設(shè)計方案。最后用有限元法對優(yōu)化前、后的混凝土面板堆石壩進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析，得到了相應(yīng)的位移和應(yīng)力。優(yōu)化計算結(jié)果顯示，優(yōu)化方法應(yīng)用于混凝土面板堆石壩的設(shè)計，可以提高設(shè)計效率、降低工程造價。有限元分析結(jié)果表明，優(yōu)化后的設(shè)計方案和原設(shè)計方案一樣，能夠滿足大壩的安全性和適用性。由于