拱坝优化及GRG法的应用

摘要

本文探讨拱坝优化设计中的数学模型与优化方法。首先,采用空间曲面函数描述拱坝(称为曲面模型)。通过给定凸性约束条件以保证坝体光滑保凸,避免出现以往模型中近岸坡边梁的内凹现象;倒悬度计算可用方向导数精确求解;坝体稳定性不再用中心角或推力角控制,而是用可利用岩石厚度和抗滑所需岩石厚度之比作为安全度控制。其次,优化方法采用了广义简约梯度法(GRG法),计算结果表明,它用于拱坝优化设计是可行的、有效的。第三,提出并验证了一种新的应力分析近似技术—分载线性化法。