基于有限单元法的高拱坝优化设计方法体系的研究与应用

摘要

高拱坝体型设计是关系到大坝安全和经济的关键技术问题.高拱坝设计对地质条件的适应性要求越来越高,优化设计时要考虑到复杂地质条件的影响,最好采用已被工程界普遍接受的有限单元法等现代计算方法,这对以拱梁分载法为主的拱坝优化设计体系提出了新的挑战,除了需要解决不同条件、不同拱坝参数的全自动计算问题,还要解决由于结构计算时间增加所带来的优化计算的可行性和效率问题.本文结合即将颁布的国电行业标准《混凝土拱坝设计规范》中的相关规定,就基于有限单元法的高拱坝优化设计的方法体系进行了研究,提出了一些新的优化目标、优化方案和优化方法,具体工作有:对国内拱坝优化设计及相关领域研究现状进行了总结,详细介绍了高拱坝优化设计的数学模型和优化目标,提出基于有限单元法的高拱坝优化设计方法体系的基本设想及需要解决的关键技术问题.在计算机网络机群环境下,完成了基于计算机网络并行环境的复合形优化方法、遗传算法和进化策略等自然进化、全局寻优的现代优化设计方法;提出使用

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文摘

英文文摘

前言

学位论文独创性声明和学位论文使用授权说明

第一章绪论

1.1工程背景及研究意义

1.2研究的发展现状及问题的提出

1.3论文的主要工作

第二章高拱坝优化的数学模型和优化设计方法体系

2.1高拱坝优化设计的数学模型

2.2高拱坝的优化目标

2.3高拱坝优化设计方法体系的基本架构

2.4本章小结

第三章基于计算机网络的并行优化算法

3.1问题的提出

3.2计算机网络并行计算环境

3.3基于计算机网络并行环境的优化算法

3.4本章小结

第四章基于线性有限单元法的高拱坝优化设计

4.1基于有限单元法拱坝优化设计技术

4.2各种线型拱坝的有限单元自动剖分程序设计

4.3坝体应力和坝肩稳定的相关计算方法

4.4分期施工、分期蓄水过程对坝体应力的影响

4.5基于线性有限单元法的高拱坝优化设计流程

4.6本章小结

第五章基于非线性有限元法的高拱坝优化设计

5.1计算分析原理

5.2坝体和坝基的材料模型

5.3拱坝整体稳定性分析方法

5.4整体稳定安全度为目标的高拱坝优化程序设计流程

5.5算例

5.6本章小结

第六章以坝肩稳定安全度为目标的高拱坝优化设计

6.1坝肩稳定分析研究进展

6.2以坝肩稳定安全度为目标的高拱坝优化设计

6.3基于有限单元法的坝肩稳定分析方法

6.4以坝肩稳定安全度为目标的高拱坝优化设计流程

6.5小湾高拱坝动力优化设计

6.6本章小结

第七章总结与展望

参考文献

博士期间完成的学术论文、科研项目和获奖情况

致谢