施工影响下的拱坝形状优化分析及应用

"考虑施工过程影响的拱坝体形优化分析方法及应用 (2010年)" 这篇论文探讨了在拱坝体形优化过程中考虑施工过程影响的重要性。它基于序列二次规划（SQP）优化算法，这是一种在工程设计中常用的数学优化技术，用于寻找满足特定约束条件下的最佳设计方案。在拱坝体形优化问题中，论文以坝体有限元等效应力作为应力约束条件，而优化的目标则是最小化坝体的体积。这涉及到对坝体结构的三维建模、荷载分配、施工过程模拟、等效应力计算等多个步骤的综合分析。 论文特别强调了施工过程的影响，包括拱坝的柱状浇筑和封拱灌浆等关键环节。这些施工过程的模拟有助于更准确地评估坝体在建设期间和建成后的应力状态，从而得出更为安全和经济的体形设计。通过使用有限元全过程参数化分析方法，可以自动完成这些复杂的计算和迭代优化过程。 以淋溪河拱坝为例，论文展示了该方法的应用。对比分析表明，考虑施工过程的优化结果比忽略施工过程的情况在安全性和实用性上都有显著提升。优化后的坝体厚度减小，降低了约20%的体积，同时拉、压应力控制在允许范围内，这表明优化后的体形更接近于理想的最优设计。 关键词涉及的领域包括拱坝的设计、体形优化、有限元分析、等效应力计算以及施工过程的考虑。这些关键词反映了研究的核心内容和技术手段，为拱坝设计提供了科学的理论支持和实用的计算方法。 该研究对于高坝结构设计与优化理论的发展具有重要意义，尤其是在提高拱坝设计的安全性和经济性方面。对于从事水利工程、水力发电或土木工程的设计师和研究人员来说，这项工作提供了有价值的参考，有助于他们在实际项目中更好地理解和应用施工过程影响的考虑。此外，由于采用了先进的数值计算方法，这也为工程领域的计算机辅助设计和分析提供了新的思路。