参数反演下堆石坝变形受水位变化影响分析

摘要

为了研究堆石坝的变形和了解坝体是否处于安全运行状态，通过分析现场的监测数据构造相应的回归模型而进行的正分析和对现场监测的数据进行反分析是对堆石坝变形预测的两类主要方法。因反分析的数据来源于现场，且能够真实的反映堆石坝实际变形特点，因而越来越多的应用于水利工程中。反分析方法从解决简单的线性的问题到复杂的非线性问题都有着很好的适用性。随着岩土类科学研究不断的深入，反分析方法也逐步发展为传统计算和智能计算两种方法，解决工程实际问题的能力也在不算提升。
　　采用响应面方法将堆石坝竣工期观测到的沉降数据与描述堆石料非线性变形特征的本构模型参数之间建立响应面方程，响应面方程经过计算，再通过优化算法反演得到堆石坝的模型参数。该反演方法相比较其他反分析方法有着较高的计算效率，所采用的高斯-牛顿优化算法也有较高的收敛速度。反演得到的参数值与堆石坝原设计值之间的误差也较小。反演所得到的模型参数值不仅能对设计值进行评价和校正，同时也可为类似大坝提供更为可靠的经验值。
　　同时为了研究上游水位变化对堆石坝变形特性影响的分析，将反演得到的参数值与设计值输入到ABAQUS有限元软进行竣工期的沉降计算，并将模拟结果和堆石坝现场实际观测值进行对比，对比显示了实际观测值与反演值的有限元计算结果相差不大的特点。因此根据竣工期观测值同反演值和设计值计算结果的变化曲线，能够更合理的预测堆石坝后期死水位和正常蓄水位下堆石坝变形特性，也能为堆石坝的安全运行和管理提供更加可靠的经验参考。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 国内外大坝监测数据分析研究概况

1．2 大坝反分析方法概述

1．3 反分析方法

1．3．1 最小二乘法

1．3．2 基于线性最小二乘法

1．3．3 基于非线性的最小二乘方法

1．3．4 人工神经网络

1．3．5 遗传算法

1．3．6 蚁群算法

1．4 本文所做工作及背景

1．4．1 本文所做工作背景

1．4．2 本文所做工作

2 堆石坝施工期变形特性的有限元模拟分析

2．1 工程概况

2．2 堆石坝的变形分析

2．3 ABAQUS软件介绍

2．4 邓肯-张E-B本构模型

2．5 堆石坝分层加载的有限元模拟

2．6 本章小结

3 基于响应面法的堆石料本构模型参数反演

3．1 响应面方法反演参数的背景

3．2 邓肯-张模型参数灵敏度分析

3．3 建立响应面函数

3．4 设计值和反演值计算结果对比

3．5 本章小结

4 上游水位变化对堆石坝变形特性影响分析

4．1 原设计值下上游水位变化对堆石坝的变形特性影响

4．2 反演值下上游水位变化对堆石坝的变形特性影响

4．3 本章小结

5 结论和展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢