基于遗传算法的混凝土热学参数反分析及其应用

根据曹娥江大闸施工现场实测的温度值,利用遗传算法对大闸混凝土温度场进行反演计算,并将计算值和实测值进行对比,分析计算结果的合理性,得到反映混凝土热学性能的参数.通过这些参数,利用三维有限元仿真计算程序对施工现场混凝土温度场进行反馈计算,确定温控防裂措施,指导后续闸墩施工.反演结果表明,遗传算法作为一种优化算法,具有收敛速度快、效果好等特点.周7,表1,参11.     

水闸闸墩施工期温度场和应力场的仿真计算分析

结构的内外温差、基础温差是混凝土结构施工期易开裂的主要原因,为此,结合混凝土温度场、应力场的基本原理和水管冷却的精确算法,通过三维有限单元法对施工期某水闸闸墩进行仿真计算,分析闸墩混凝土施工期温度场、应力场的时空变化规律,得出在温降阶段闸墩门槽处是裂缝容易出现的地方．计算结果表明,表面保温和内部水管降温相结合的温控措施既能减小结构的内外温差又能降低结构的基础温差,具有良好的防裂效果,且模板外面贴保温板的保温方法能使混凝土表面的施工质量得到明显改观,值得应用推广．     

水管冷却在墩墙混凝土结构中的应用

借助于混凝土水管冷却温度场严密算法及现场实验反演得出的计算参数,对姜唐湖退水闸闸墩施工期现场水管冷却的仿真效果进行了对比分析.分析结果表明,冷却水管具有明显的导热降温作用,可达到防止混凝土早期开裂的目的.     

闸首底板热学参数反演分析与温度场预测

大体积混凝土热学参数的准确性直接影响混凝土温度场、应力场仿真计算的成败。由试验或经验公式求得的混凝土温度场热学计算参数,往往和施工现场的实际参数有较大出入,给温度场仿真计算精度带来了不利影响。通过对闸首底板不同部位埋设温度计进行实时测量,通过实测数据进行仿真反演分析以获取混凝土的热学参数;把反演分析得到的热学参数进行温度场预测,用于指导下一步施工和养护措施。通过对某船闸底板热学参数反演的结果表明,此法是可行的。     

吊空模板技术在施工期闸墩混凝土温控防裂中的应用

闸墩中心的混凝土在施工后期,由于温度降低而产生收缩,当其受到底板的强约束时就会产生较大的拉应力,容易形成"由里及表"型裂缝.采用吊空模板技术,相当于减小了约束体的体积,降低了约束体的刚度,从而降低了底板对闸墩的约束,大大改善了闸墩混凝土的应力状态.介绍了某水闸工程的温控防裂仿真计算,证实了吊空模板技术能有效防止施工后期闸墩内部裂缝的产生,为同类型的施工分析起到一定的参考作用.     

水闸闸墩温度场及应力场仿真分析

水闸闸墩开裂已成为水闸建设中的通病，要深刻地量化揭示这些裂缝形成的机理，需要发展能精细地模拟混凝土的材料特性、浇筑过程及外界环境条件变化的数值方法。为此，应用非稳定温度场和徐变应力场仿真程序对裂缝产生的原因进行了探讨。结果表明，对水闸闸墩这样的水工蒋壁结构，如果没有有效的温控措施，出现裂缝往往在所难免。     

基于现场试验的混凝土热学参数反演分析与计算

为了确定混凝土热学特性诸参数,基于混凝土长方体非绝热温升试验,根据施工现场实测资料,运用非稳定温度场三维有限元仿真计算技术和反问题优化求解的遗传算法,对混凝土温度场进行反演计算,并将计算值和实测值进行对比,验证反演结果的合理性.结果表明,反演值与实测值较吻合,误差较小,反演结果可靠,反演所得参数对温控仿真计算和指导后续施工有参考价值.     

表面保温对施工期闸墩混凝土温度和应力的影响

对于严寒季节施工的混凝土工程,常采用各种表面保温措施以防止裂缝的产生.针对水闸这一典型的水利工程结构,分析水闸施工期闸墩混凝土温度和应力变化规律与开裂机理,阐述了不同表面保温措施对闸墩混凝土温度和应力的影响.研究结果表明,较强的表面保温可以大大减小闸墩混凝土早期内外温差和表面拉应力,防止产生表面裂缝,但同时使得后期闸墩内部拉应力增大,产生贯穿性裂缝的可能性增加.对于不同的工程,应通过数值仿真计算选择适合本工程的表面保温措施,以减小混凝土开裂的可能性.     

平原地区泵闸工程温控防裂优化与反馈研究

针对平原地区泵闸混凝土施工期开裂问题,应用通水冷却等效算法,依托HTG泵站进行了温控措施优化与反馈研究.经温控方案比选说明分期通水冷却措施能有效控制最高温度及降温速率.底板防裂效果表明泵闸工程采用河水冷却,并利用回水调整水温控制降温速率,可取得良好温控防裂效果.对比底板温度场反馈计算值与实测值,说明反馈模型合理、实验数据可靠、算法可行,可用于后续工程计算.     

基于改进微粒群算法的带有软水管的混凝土热学参数反分析

埋设冷却水管是常用的混凝土温控措施之一,塑料质水管由于铺设快捷、接头方便、价格便宜而得到广泛应用,但其在温控防裂分析计算中热分析参数很难确定.根据曹娥江大闸施工现场实测的温度值,利用改进微粒群算法对大闸混凝土温度场进行反演计算,并将计算值和实测值进行对比,分析计算结果的合理性,得到反映混凝土热学性能的参数.反演结果表明,微粒群算法作为一种优化算法,具有收敛速度快、效果好等特点.     

基于实数编码的加速遗传算法在混凝土温度场反分析中的应用

根据现场实验室内的混凝土长方体试件非绝热温升试验,在温度场三维有限元仿真计算的基础上,运用基于实数编码的加速遗传算法对混凝土的热学特性参数进行反演分析.反演结果表明,基于实数编码的加速遗传算法在混凝土热学参数反演分析中简单通用、适应性好、且反演收敛速度快,效率高.     

隧道工程基于实测环境变形的土体参数确定方法

结合有限元数值模拟,以盾构隧道施工过程中环境变形的实测数据为基础,通过引入AMALGAM作为遗传算法,依据Pareto最优理论为评价标准,采用均方根误差进行误差校准,提出了一种基于实测数据得到准确土体参数的方法.针对上海市长江西路越江隧道工程试验段的工程案例,以周围土体侧移和隧道上方地面沉降为目标,以关键土层参数为分析对象进行多目标反分析,并对最优解和实测结果进行验证比较,结果证明多目标反分析精确度优于单目标反分析,并且更接近实际工况.应用基于实测环境变形确定的土体参数分析预测盾构施工对临近桩基础的影响,与测试结果的比较验证了计算方法和参数的可靠性,为隧道工程的环境影响分析提供参考.     

基于有限元法的高混凝土坝温度场反馈分析模型探讨

高混凝土坝温度应力是导致坝体上游劈头裂缝以及内部贯穿裂缝的重要原因.如何依据实测资料正确反馈分析温度场,是计算大坝真实应力状态、全面评价大坝安全可靠度首要解决的问题.探讨了基于有限元法的温度场反馈分析模型,给出了边界条件、施工参数、材料参数等的确定方法;提出了两种推算实际库水温度变化的近似方法;指出反馈模型调整的关键问题在于通水冷却、坝踵附近边界条件及基岩温度;最后通过索风营重力坝对反馈分析模型进行了应用验证.     

基于试验测定的混凝土热工参数反演计算

热工参数的选取,对混凝土结构温度场和温度效应的分析结果有重要影响.为了选取更接近实际的热工参数,采用试验和反演分析相结合的方法,计算影响日照条件下混凝土结构温度场和温度效应分析结果的热工参数.基于一维热传导方程和热边界条件,假设混凝土表面附近温度分布为坐标的二次函数,建立导热系数、混凝土表面换热系数和混凝土表面太阳辐射吸收系数的反演方程;基于热膨胀系数的物理意义,建立其反演公式;最后,根据实测的温度、应变和气象数据,反分析计算一块混凝土板的热工参数.     

海堤非稳定渗流场渗透参数反演分析

针对受到快速涨落潮位作用的海堤进行非稳定渗流有限元分析,在此基础上结合实测渗压序列构建目标函数对海堤的渗透参数进行反演研究.反演中采用分层搜索技术,先由逐步扫描法确定出渗透参数一个合理的小区间,再用一阶梯度优化方法在该小区间上进行迭代优化以获得合适的渗透参数.以反演得到的渗透参数进行海堤非稳定渗流数值模拟,算例表明,计算及反演步骤合理可行,模拟计算得到的渗压结果与实测序列在数值和动态变化规律上都取得了理想的拟合效果.     

ANSYS二次开发在水工结构模糊参数反演中的应用

通过对通用软件ANSYS优化工具基本特点的分析,提出了一套以ANSYS二次开发为核心、以概率分析为基础的水工结构模糊参数反演分析方法．该方法能够较好地处理水工结构模糊参数反演的问题,弥补了传统反演计算中有赖于大量原型位移观测资料的不足．利用某实际工程试验资料对该方法进行了检验,计算结果与试验结果吻合良好．     

电弧风洞半椭圆喷管流场测试分析

在电弧风洞试验中,半椭圆喷管试验技术为平板模型提供了较宽的试验流场,可以有效提高电弧加热器的能量利用率,应用于热结构考核试验。以总温、皮托压力、模型表面热流、表面压力、红外热图温度、背温等多参数测试结合数值模拟的方法分析了流场均匀性及参数分布,试验区总温、皮托压力测试表明,波动小于3%的宽度均匀区可达喷管出口长边的75%以上。