高地应力区特高拱坝多级变形预报控制值建立的方法研究

摘要

本文就特高拱坝坝址区的初始高地应力场反演及坝基回弹与其变形模量的关系、材料物理力学参数反演、一级和二级变形预报控制值的建立准则和方法等进行了较为深入的研究，主要研究内容如下： (1)研究了特高拱坝坝址区的初始地应力场反演方法，优化模拟了构造运动场，并在地应力场分布规律研究的基础上，提出了参数空间分布模型，并通过工程实例加以分析验证；基于通用有限元程序Marc，探讨了初始地应力场的添加方法，研究分析了坝基回弹与其变形模量的关系，计算了坝基与坝体较优模量比，提出了坝体较佳浇筑时间的确定方法。 (2)探讨了不同形式的优化反演目标函数和不同材料参数反演模型，改进了传统线性单参数与多参数目标函数的构造形式，推导了改进形式的求解公式，结合遗传算法，提出了快速优化反演方法；融合遗传算法、人工神经网络及模拟退火算法，提出了GNA优化反演方法；并通过算例验证了反演方法的有效性。 (3)探讨了特高拱坝结构性态的转异特征及力学意义，从应力、稳定、坝体开裂范围以及拱坝的重要性等几个角度出发，提出了特高拱坝一级和二级变形预报控制值的建立准则。 (4)根据提出的一级和二级变形预报控制值的建立准则，研究了相关计算模型，主要包括大坝与坝基的粘弹性与粘弹塑性分析模型、温度场计算模型、坝体开裂接触摩擦分析等，开发了基于摩擦接触分析的粘弹塑性分析程序，构建了拱坝重要性系数表达式，据此提出了特高拱坝一级、二级变形预报控制值的建立方法。 (5)以某特高拱坝为例，探讨了该坝最优模拟范围，建立了相应的有限元模型，采用上述提出的方法分别建立了该拱坝的一级、二级变形预报控制值，为该坝的运行提供了技术支持。

目录

文摘

英文文摘

前言

声明

第一章绪论

1.1研究的背景

1.2研究的目的和意义

1.3特高拱坝的定义和特点

1.4国内外研究现状

1.5本文的主要研究内容

第二章高地应力区坝基回弹与其变形模量的关系分析

2.1概述

2.2初始地应力场反演

2.3坝基回弹与其变形模量的关系分析

2.4本章小结

第三章物理力学计算参数反演

3.1概述

3.2物理力学参数的反演模型

3.3物理力学参数的快速优化反演方法

3.4算例

3.5本章小结

第四章特高拱坝一级变形预报控制值建立方法

4.1特高拱坝结构变形特性

4.2特高拱坝一级变形预报控制值建立准则

4.3相关计算分析模型

4.4特高拱坝一级变形预报控制值建立方法

4.5工程算例

4.6本章小结

第五章特高拱坝二级变形预报控制值建立方法

5.1特高拱坝二级变形预报控制值建立准则

5.2相关计算分析模型

5.3特高拱坝二级变形预报控制值建立方法

5.4工程算例

5.5本章小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致 谢

附 录