混凝土重力壩抗震優(yōu)化設計.pdf

1、混凝土重力壩是中國壩工建設中的主要壩型,具有安全可靠、設計施工技術簡單、對地形和地質條件的適應性較好、施工導流和永久性泄洪問題容易解決的優(yōu)點,是目前在工程中采用較多的一種壩型.但是控制重力壩工程量和安全度的設計原則基本上仍然依賴于經驗.我國是地震多發(fā)的國家,重力壩在運行期間將不可避免的受到地震的作用,當前保障工程結構抗震安全主要采用被動控制方法,很少采用優(yōu)化設計方法.隨著我國大型水利工程中,高壩越來越多,如何在靜力和動力條件下進行優(yōu)化設

2、計,綜合考慮結構的安全可靠度就變得越來越重要.上個世紀50年代發(fā)展起來的有限單元法是解決復雜結構分析問題的一個強有力的工具,已經在大壩的分析中取得了很好的應用效果.智能型全局搜索方法——遺傳算法是近年來興起的一種尋優(yōu)方法.本文介紹了遺傳算法的基本理論和具體實施方法,并將此方法與有限單元法結合,應用于混凝土重力壩的結構優(yōu)化.本文結合生產實際,建立了重力壩抗震優(yōu)化設計模型,采用有限單元法分析了某混凝土重力壩的5號壩段在靜力工況和動力工況下的

3、應力和穩(wěn)定性,用遺傳算法對重力壩斷面進行優(yōu)化,并對該算法進行了一些改進,即對遺傳所得的新點先判斷其目標函數值是否得到了改善,再檢驗其幾何約束條件是否滿足要求,最后再對其性態(tài)約束條件進行檢查.該法減少了性態(tài)約束的檢查次數,使計算工作量大大減少.工程實例的優(yōu)化結果與材料力學法的優(yōu)化結果對比,證明了文中提出的優(yōu)化方法是合理的,結果是可靠的.優(yōu)化形狀與初始形狀相比,在壩體體積、應力指標和抗震能力上都得到了改善.該優(yōu)化結果已推薦給設計單位參考,文