混凝土面板堆石坝优化设计程序探讨

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1、水利水电施工2012·第3期总第132期3．2优化设计计算模块表2子程序的基本功能优化部分是整个程序的核心部分，由于面板坝材料程序名称程序功能分区比较多，计算时结构重分析计算占了非常大的工作SCSA主程序，分配内存单元量。因此，编写程序的时候，将坝坡稳定分析和坝体应CⅣC处理坝体填筑材料的物理力学指标力变形计算作为子程序，以遗传算法作为主程序，将这IN0UT输入原始数据三大模块分别作为单独的文件进行编译，通过链接，成SSM确定滑弧计算的滑出点为一个单独的程序进行计算。DSCC对某一给定的滑出点，确定圆心点的位置3．2．1坝坡稳定计算模块CS0C给定滑弧计算时，输人滑弧信息并逐弧计算

2、坝坡稳定的计算程序是沿用前人编制的土石坝坝坡JECC判定是否需要扩大圆心点范围稳定计算程序，该程序采用的坝坡稳定计算方法是毕肖ECC确定扩大范围后的圆心点普法，所以在进行面板堆石坝的坝坡稳定计算中，用垫ICC确定加密网格后的圆心点层料来代替混凝土材料，将面板对稳定的影响作为一种CCC挑选最小安全系数安全储备。CIAN求始滑点，确定条块数，排除一些不必计算的滑弧坝坡稳定分析计算程序具有以下功能：SLAL确定条块几何参数，排除通过硬岩层的滑弧(1)本程序进行圆弧滑动面的分析，适用于各运用期(施工期、蓄水期)的坝坡稳定性分析。PAK判定滑弧是否满足稳定要求并输出计算结果(2)除可对指定的

3、任意滑出点及对指定的任意滑弧进本程序自重应力的算法是将填筑层和已填土层一样参加行稳定分析以外，还可对坝坡上任意两个滑出点之间按有限元计算，但算出来的位移及应变充零，只保留照人为指定的内插密度，对所有可能的滑出点进行稳定应力。分析。(3)水荷载的考虑：(3)可同时对多个荷载级下的坝体进行坝坡稳定本程序假定水压力以表面力形式作用在面板的临水分析。面上，且除材料自重及水荷载外，本程序不考虑其他其计算流程图见图1，主要子程序基本功能见表2。荷载。(4)单元及节点的划分编号：1)坝体断面用两条直线或折线划分成上游、下游及中部三个子结构，每个子结构再根据填筑料分区及施工顺序划分为几大块，称之为

4、单元块，并首先由人工把单元网格大致划分好。一般要求为四边形单元，对于少量的三角形单元可加虚单元补足。2)每个子结构的单元和节点均独立编号，单元编号还需考虑施工顺序，先填筑的单元先编号。(5)计算模型和计算参数：1)计算范围：上、下游方向分别取至上、下游坝坡坡脚，坝底取至河床基岩面。2)边界条件：上、下游边界常取水平铰支，底部边界取固定铰支。3)坝体材料计算模型：采用非线性邓肯E—B本构图1坝坡稳定计算流程图模型。4)计算工况：大坝施工期和蓄水期两种。3．2．2应力变形计算模块3．2．3遗传操作模块坝体应力变形计算程序中的一些问题说明如下：遗传操作模块为改进遗传算法优化程序的主程序，

5、(1)坐标系的建立：其计算流程图见图2。规定用直角坐标系表达坝体横剖面图。其中，横坐标X以指向下游为正，纵坐标y以向上为正，横坐标的3．3结果输出模块原点必须在坝顶宽度范围内，一般可取在坝轴线上，纵本优化程序输出数据为：坐标原点宜取在硬岩面以下。(1)满足稳定、应力变形等约束条件的最优解及其目(2)自重应力的考虑：标函数值。刚填筑好的土层作为材料的原始状态，不应有位(2)最优解对应的指定计算工况下，满足约束条件的移和应变，但填筑层较厚时，其自重应力不可忽略不计。坝坡稳定安全系数。·86·工程设计、企业经营与项目管理(3)最优解对应的指定计算工况下，满足约束条件的输入基本数据及参数坝

6、体及面板的应力变形计算结果，其中水平位移以向坝下游为正，竖向位移以向上为正；应力以压应力为正，产生初始群体——厂拉应力为负。个体评价4算例验证进行坝坡稳定和应力变形验算，根据满足约束条件的程度，对4．1工程概况个体处以罚函数积石峡水电站位于青海省循化县境内积石峡出口处，找出并保存是黄河上游干流“龙青段梯级规划”的第五个大型梯级适应度最大的个体电站。总库容2．635亿m3，为大(2)型水利枢纽工程。否电站主体建筑物大坝为1级建筑物，采用混凝土面板堆genm~(gen)—石坝，坝顶高程为1861m，，坝顶宽度为10m，最大坝高为100m，趾板开挖最低高程为1761m，上游坝坡坡比为匿圃

7、I1：1．4，下游综合坡比为1：1．71。大坝标准剖面见图3。进行个体评价医函l4．2主要计算参数(1)水库特征水位：找出并保存匡圈I适应度最大的个体正常高水位：1856．OOm；死水位：1852．00m；下游水位：1783．26m。进行坝坡稳定和应力(2)混凝土面板按照线弹性材料计算，计算中取材料变形验算，根据满足约束条件的程度，对密度po一2450kg／ma，泊松比一0．167，弹性模量E一个体处以罚函数2．0×10Pa。(3)邓肯E-_B模型参数：gen=gen