某碾壓混凝土重力壩設(shè)計及溢流斷面優(yōu)化.pdf

1、目前，越來越多的大型水利工程采用RCC重力壩作為目標(biāo)壩型，但它同樣具有壩體斷面尺寸大、消耗砼材料多、不能有效地發(fā)揮材料的強度等缺點，這些問題都會給工程建設(shè)帶來不利的影響，本文在對某水庫工程RCC重力壩進行設(shè)計的基礎(chǔ)上，基于ANSYS和MATLAB的聯(lián)合應(yīng)用，對RCC重力壩的溢流壩斷面進行一階優(yōu)化和復(fù)合形法優(yōu)化，減少了材料的用量，降低工程造價，對工程實踐有一定的參考價值。本文主要的研究內(nèi)容及所得成果如下:
　　(1)本文完成了筑壩壩

2、址、壩型、泄水建筑物和消能防沖型式的比選，依據(jù)所選結(jié)構(gòu)型式和規(guī)范要求，對壩體進行了設(shè)計。
　　(2)對WES堰的泄流能力、泄槽水面線、挑距和沖坑深度進行了計算，從而確定了上游特征水位的下泄流量、泄槽的摻氣水深以及泄槽末端的流速，并驗算了挑距與沖坑深度的比值。最后，根據(jù)抗剪斷強度公式和應(yīng)力計算公式驗算了壩體的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)、壩基面和壩體的應(yīng)力。
　　(3)建立了RCC重力壩溢流斷面二維平面的參數(shù)化模型，用ANSYS有限元軟件

3、對溢流斷面進行靜力分析，研究了其在基本組合和特殊組合下的位移和應(yīng)力分布。
　　(4)根據(jù)RCC重力壩正常運行的要求，確定設(shè)計變量、約束條件和目標(biāo)函數(shù)。根據(jù)復(fù)合形法的基本原理，運用MATLAB軟件編寫了復(fù)合形法主函數(shù)等程序，通過反射、收縮、擴張等運算，實現(xiàn)了在可行域內(nèi)的優(yōu)化搜索，并用ANSYS進行求解。
　　(5)以溢流壩斷面面積最小為目標(biāo)，分別采用ANSYS一階優(yōu)化方法和基于MATLAB的復(fù)合形法對其進行優(yōu)化。結(jié)果表明:復(fù)合