基于GA-BP神经网络的拱坝地震易损性分析

拱坝在其生命周期内可能会承受强烈地震,其地震易损性引起了广泛的关注。一般而言,采用非线性有限元法进行拱坝的地震易损性分析,需要大量的计算工作量。该文提出了一种预测拱坝地震响应的方法——基于遗传算法(genetic algorithm, GA)的多层前馈(back propagation, BP)神经网络,该方法可以替代部分非线性有限元分析计算,显著减少计算成本。以大岗山拱坝的易损性分析为算例,基于已有的390个有限元非线性动力分析工况数据,将结构的响应设定为BP神经网络的输出,地震强度参数IM作为输入,进行BP神经网络的训练和验证。结果表明,该文提出的GA-BP神经网络采用390个有限元结果中的30%的数据进行训练,即可得到满足精度的预测结果,给出合理的拱坝地震易损性曲线,说明采用GA-BP神经网络后可节省70%的非线性有限元计算成本。     

拱坝水垫塘内水舌合理间距的分析计算

首次提出了上、下水垫深度的概念。以射流理论为基础导了上，下水垫深度与双股入水水舌的水力要素之间的关系，指出了这两个水垫深度可用来划分拱坝水垫塘底板上最大动力压力区（“１＋１＝１”、“１＋１〉１”和“１＋１〈１”区），结合小湾电站水垫塘的实验成果，给出了可用来迅速求解上，下水垫深度的图表，分析结果表明，当小湾电站水垫塘内水３７．８７ｍ至４０￣４９ｍ的间距基本相符。     

关于基础对拱坝坝体约束效应的研究

结合科恩布赖茵拱坝的工程实例,就基础对拱坝坝体的约束效应进行了三维有限元分析,发现施工时预留的陡坎对拱坝坝体应力影响显著,同时建议拱坝施工时地基开挖成概化的地基界面.     

混凝土高拱坝浇筑施工仿真

针对高拱坝的工程特点，开发了混凝土高拱坝大坝浇筑施工仿真及可视化系统．此系统不仅考虑缆机之间运行的空间冲突问题，同时考虑缆机生产率的利用问题，并根据大坝不同时期的施工特征，提出了分阶段模拟的思想来调整实际进度计划．最后应用此系统对某大坝浇筑施工方案进行了论证，为混凝土浇筑施工方案的优化提供依据．     

软化砂砾岩上的拱坝新结构

为在砂砾软岩上经济、快速地修建拱坝,针对软岩强度低、变形大的特点,分析了水压和累积自重作用下软岩上的拱坝受力和变形规律,提出了以下工程策略:上游坝面周边设置人工拱面缝释放岩石拉应力,缝端用槽钢止裂;下游布置推力墩增强坝肩,限制变位;扩大基础均化坝体由自重产生的压应力集中。结果表明:在软岩上采取上游面设置人工拱面缝释放拉应力,下游面设置推力墩限制变位的措施后,拱坝及其周边岩石能够满足内应力及承载力要求。     

波前法在工程中的合理使用

用有限法分析工程问题，常归结为求解大型稀疏线性方程组，而波前法是一种非 常有效的方法。为使波宽最小，单元编号应遵循ａ．平面问题 须沿单元数较少的方 向顺序排列；ｂ．空间问题 须沿其中两维单元数乘积最小的方向顺序排列。相应波宽 的计算公式为 平面４结点 Ｗｄ＝２ｎ＋６；平面８结点 Ｗｄ＝４（ｎ＋３） 空间８结点 Ｗｄ＝［（ｍ十２）（ｎ＋１）＋２］·Ｎｆ 空间２０结点 Ｗｄ＝［（２ｎ＋１）（ｍ＋２）十（ｎ＋１）（ｍ十１）十η］·Ｎｆ     

多拱梁位移法

多拱梁法是把拱坝离散为一系列水平向的拱和竖直向的梁。一般是用分载法求解,即以拱或梁分担的荷载为未知数,以节点处的位移相等为条件。建立方程求解。本文放弃分载的概念。以节点(拱梁交点)位移为未知数,以节点平衡为条件,建立方程求解。该法概念清楚、算法有规律,很适于计算机自动计算。本文推导了拱单元、梁单元、基础单元的单元刚度矩阵。推导了各种荷载的等效节点力。最后提供了一个计算实例,以资与多拱梁分载法比较     

拱坝低弹模模型的电测方法研究

本文探讨了拱坝模型试验中低弹模材料的几种电测方法并作出了评价，指出了各方法的特点和适用范围。     

高拱坝上游坝踵裂缝稳定性及其扩展

以一个双曲拱坝为实例 ,用三维断裂分析边界元法和最小应变能密度因子理论研究了高拱坝上游坝踵裂缝稳定性及扩展的情况。结果表明 :缝的稳定性与初始裂缝的出现高程有关 ;水力劈裂是造成初始裂缝扩展的主要原因 ;地基刚度将影响对裂缝稳定性的判断 ;当裂缝达到一定深度后 ,裂缝将显著削弱拱坝的受力截面。验证了在基本荷载组合下 ,拱坝坝踵裂缝的稳定性 ,并计算了在极端不利条件下 ,拱坝坝踵裂缝可能扩展的轨迹