基于改进多目标粒子群算法的土石坝基座体型优化研究

摘要

沥青混凝土心墙坝中基座体型和心墙厚度会较大程度地影响大坝安全性。针对传统优化方法过于依赖设计经验、设计周期长、成本高且难以解决复杂优化问题等缺陷,提出一种新的沥青混凝土心墙坝体型智能优化方法。以基座体型和心墙厚度共6个尺寸参数为优化变量,以坝体最大沉降、基座大主应力、心墙大主应力和坝坡安全系数为优化目标构建了数学模型,使用改进的多目标粒子群算法和FLAC3D有限差分软件分析数学模型,得到了多目标综合最优的Pareto解集。结果表明:采用改进的多目标粒子群算法,优化后的方案相较初始方案,4个优化目标值均得到一定程度的提升,优化效果良好;坝体最大沉降优化程度基本可忽略,后续同类型优化分析中,可不将该参数设置为优化目标;得到的Pareto解集为决策者提供了多个可选方案,所用方法对今后类似工程的尺寸优化设计具有一定的参考价值。