基于参数反演的混凝土面板堆石坝信息化施工研究
随着我国水电事业的快速发展，在我国西南和西北水资源较发达的地区，各水利工程如雨后春笋般地涌现在我国的大江南北。其中，混凝土面板堆石坝作为一种最具竞争力和最具发展前景的坝型之一在很多工程中得到了广泛地应用，并取得了很大收益。与此同时，在混凝土面板堆石坝的施工技术方面取得了日新月异的伟大成果，然而在其规范化和信息化施工方面的理论研究并不充足。因此，对混凝土面板堆石坝信息化施工研究则显得尤为必要。 在进行混凝土面板堆石坝应力变形分析时，堆石料的物理力学参数一般需通过试验获得，而此试验参数的准确性又受到实际情况与试验条件差异的影响，其计算结果与实际情况就有了一定差距。因此，掌握准确的材料本构关系、计算模型、参数，面板坝的真实工作性态是不可或缺的。另一方面，面板堆石坝变形及应力计算若涉及参数反演，往往在工程完工后一段时间才进行，未达到预测计算和施工相结合的指导性预测计算原则，没有实现预测计算对施工的指导性作用，没有实现施工监测数据对预测计算校正的目的。故本文中将基于施工期观测资料对堆石材料的力学参数进行反演，并将此参数应用于堆石坝各时期的变形及应力的预测计算中。 本文对混凝土面板堆石坝信息化施工方面进行了研究，主要的工作和结论如下: (1)本文运用ADINA软件作为混凝土面板堆石坝变形应力分析的正算程序。应用后处理软件Tecplot来进行计算结果的后处理分析，以等值线图取代云图。实践证明等值线图相比云图更加清晰明了。 (2)利用BP神经网络算法和遗传算法相结合的方法进行参数反演，具有方法简单方便，计算量少，计算时间短等优点。 (3)针对反演分析将DuncanE-B本构模型参数进行敏感性分析。结合某工程实例计算了各参数的敏感度因子。通过比较，可以发现Kb，K，m，n对堆石坝位移较敏感。 (4)结合某工程对E-B本构模型参数反演系统进行验证和检验。通过反演所得计算位移变化曲线与实测位移曲线符合程度很好，能较为准确地描述面板坝施工及蓄水过程的位移变化情况。 (5)以某在建混凝土面板堆石坝为例，结合参数反演和ADINA软件，实现混凝土面板堆石坝施工过程的信息化。对堆石坝坝体和面板各时期的变形及应力做了预测计算，预测最终的变形并作出安全评价。预测计算结果符合堆石坝应力变形计算的一般规律。
混凝土面板堆石坝;参数反演;信息化施工;有限元分析;应力变形
西安理工大学
硕士
水工结构工程
柴军瑞;许增光
2013
中文
TV641.43
83
2013-10-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）