土工管袋充填泥砂浆脱水特性吊袋模型试验研究

在我国河口海岸地区修筑土工管袋堤坝时,面临适合充填的砂类土严重缺乏的问题.而高含黏量泥砂充填管袋脱水固结速度太慢,不能满足潮间带上一天一层的施工要求,使该技术应用地区范围受到较大限制.在调研我国河口海岸地区管袋充填土颗粒组成特征的基础上,通过室内吊袋脱水模型试验,使用正交试验设计方法,系统研究了袋布织物孔径、充填土黏粒...     

充泥过程中土工织物管袋的受力和变形分析

为充分认识大型土工织物充泥管袋受力和变形的时变特性,并为管袋设计提供计算依据,采用无量纲化的方法,推求土工织物管袋在充泥过程中,从管袋顶部压力为零(即自由充填)到大于零(即通过泵压充填阶段)的拉力、变形形状以及充填高度随时间变化过程的解答。结果表明:当采用密度为ρ的泥浆充填横截面周长为L的管袋时,从自由充填到泵压充填的临界充填高度为0.1L,单位长度充填体积为0.04L2,对应的管袋拉力为0.002 5ρg L2;管袋在达到临界充填高度后,需要持续增加泵压才能使其继续充填,所需泵压与管袋拉力均随充填高度呈非线性快速增长。     

水下隧道结构优化设计

基于现代设计理论,研究水下隧道结构断面的优化设计问题.建立以隧道结构断面关键几何尺寸为设计变量,隧道结构造价最低为目标函数,隧道建筑限界、抗浮稳定以及隧道应力为约束条件的优化设计数学模型,采用ANSYS有限元优化软件进行寻优搜索,求得隧道结构断面尺寸的最优设计方案.优化设计方案与原设计方案相比,隧道结构断面面积减少了16%,应力分布更为均匀,变形显著减小,且满足抗浮稳定安全的要求,表明隧道结构优化设计方案经济合理、安全可靠.     

考虑外部接触面摩擦的堆叠土工管袋的力学分析

针对刚性水平地基上3个对称堆叠的充水、充泥或充浆管袋,分别在两底袋接触和分离这2种堆放方式下,考虑管袋与管袋、管袋与地基之间接触面的摩擦作用,推求管袋拉力、摩擦力和几何形状的解析解答,分析充填压力和底袋的堆放距离对管袋受力的影响,并探讨管袋堆叠的稳定性问题。研究结果表明:底袋的堆放距离固定时,存在临界充填压力,使得管袋与管袋、地基之间动用的摩擦力较小;管袋的充填压力固定时,底袋的堆放存在临界距离,使得管袋的拉力和摩擦力均达到最小值,对应于最稳定的堆叠结构。     

关于斜坡式防波堤施工过程中充填袋施工的分析

防坡堤坝的主要功能是起到保护作用,防止泥沙和波浪进入港口内,对港口起到掩护作用,可保持港内所需的水深和水面的平稳。随着我国目前大面积开展围海造陆工程,在浅水区的临时隔埝采用充填袋式+护面块石的结构,在深水区采用箱筒和半圆体结构,然后进行施工和充填,重点分析和探讨的是充填袋工艺及控制要素。     

关于斜坡式防波堤施工过程中充填袋施工的分析

防坡堤坝的主要功能是起到保护作用,防止泥沙和波浪进入港口内,对港口起到掩护作用,可保持港内所需的水深和水面的平稳.随着我国目前大面积开展围海造陆工程,在浅水区的临时隔埝采用充填袋式+护面块石的结构,在深水区采用箱筒和半圆体结构,然后进行施工和充填,重点分析和探讨的是充填袋工艺及控制要素.     

防渗墙开裂对堤防稳定性影响分析

防渗墙是堤防防渗能力提升工程中普遍采用的一种形式。由于防渗墙在施工和运行过程中可能出现不同程度的开裂问题,可能会对堤防的稳定性造成影响。以南京石臼湖堤防某一典型断面为研究对象,首先分析确定防渗墙的施工深度。基于防渗墙三维渗流及二维边坡稳定性分析模型,分析了水位骤降条件下堤防防渗墙开裂宽度以及开裂处充填情况不同时堤防边坡的安全稳定性。结果表明:封闭渗透系数较大土层的防渗墙处理效果显著;防渗墙开裂以后,裂缝宽度以及开裂处充填情况对堤防的边坡安全影响较大。     

管袋堤坝在水流作用下的稳定性模型试验

通过水流作用下管袋堤坝的稳定性模型试验,对边坡坡比、坝高对管袋堤坝稳定性的影响进行了研究.试验结果表明:随着边坡坡比的增大,其所对应的临界作用流速、临界坝顶水深及临界垂线平均流速均有增大的趋势;随着堤体坝高的增加,其所对应的临界作用流速、临界坝顶水深及临界垂线平均流速均有减小的趋势.在试验结果的基础上分析了水流作用下管袋堤坝的稳定公式.分析结果表明:随着边坡坡比的增大,管袋堤坝的稳定性有所提高;管袋堤坝坝高的增加却导致了其过水稳定性的降低.     

土石坝广义模糊优化设计

将广义模糊优化设计理论引入土石坝的优化设计中，对设计变量的选取及约束条件中模糊性因素的隶属函数作了较为详细的研究，建立了土石坝断面广义模糊优化设计模型。采用满足度解法将广义模糊优化模型转化为确定性优化模型进行求解。结合某面板坝工程实例进行断面优化设计，考虑约束条件的广义模糊性，获得了满意的计算结果，通过初始方案与优化方案的分析比较，肯定了土石坝断面广义模型优化设计方案的经济性，合理性与安全可靠性。     

板梁式高桩码头优化研究

研究了以工程造价为目标的板梁式高桩码头的优化设计模型，包括码头结构整体布局优化和局部构件优化，建议采用动态规划法，搜索数量少法，穷举法、变步长搜索法等优化策略，并研制出ＧＭＹ系统来实现这一优化设计。     

三峡工程建筑物设计关键技术问题研究与实践

针对三峡水利枢纽拦河大坝泄洪流量大、孔口多、泄洪消能结构复杂,岸坡厂房坝段基岩长大缓倾角结构面因坝后厂房深挖临空危及坝基稳定,坝体混凝土耐久性要求高且温控防裂困难;茅坪溪防护土石坝沥青混凝土心墙设计施工尚缺乏实践经验;电站运行水头高、变幅大,引水压力管道及进水口选型和蜗壳埋设方式技术复杂,地下电站采用变顶高尾水洞替代常规的尾水调压室;双线五级船闸运行水头高、输水水力条件复杂,且在山体深挖岩槽中修建,全衬砌船闸结构、高水头输水系统和大型人字闸门及启闭机设计难度大等关键技术问题,文章重点介绍了各建筑物设计研究解决问题的途径、采用的优选方案及技术措施和通过实践检验的创新成果。     

基于可靠度的圆弧滑动边坡经济风险分析模型优化方法

边坡工程的设计和治理所需要考虑的成本和安全因素存在广泛的不确定性.为了使边坡工程的安全性问题和经济性问题得到较好的统一,用费用-效益分析方法,以最小总期望造价为目标函数,以坡型、坡比为设计变量,以边坡稳定性可靠度指标为主要约束条件,建立了圆弧滑动边坡的经济风险分析模型.以Bishop法为基础,利用MATLAB遗传算法工具箱实现最危险圆弧滑动的搜索.并基于可靠度编写了圆弧滑动边坡工程设计优化的MATLAB程序.通过工程实例研究,应用该方法能获得最优坡比和坡型设计方案,并且程序运算速度快、精度高,有一定的实用价值.     

主次堆石体分区对堆石坝影响研究

主次堆石体的合理分区直接影响到面板应力、变形、稳定性以及工程造价.论文以蓼叶水库混凝土面板堆石坝为背景,采用Duncan-Chang EK非线性弹性模型,利用ANSYS中的APDL语言二次开发模型单元,进行3种不同的主次堆石体设计方案(仰倾坡比1 : 0.2.俯倾坡比1 : 0.2,俯倾坡比1 : 0.6)的数值计算和...     

三峡工程左岸岸边厂房坝段抗滑稳定研究

三峡工程左岸厂房1~#～5~#机组坝段位于左岸山体缓坡地段,原始地面高程110～140m,坝基开挖高程原定98m,厂房建基面高程最低达22.2m,致使坝下基岩下游边坡开挖形成坡度约54°,临时坡高约70余m的高陡临空边坡.此坝段为缓倾角裂隙相对发育区,建基岩体内有多条倾向下游的长大缓倾角裂隙和少量倾向下游的中倾角裂隙,构成了高陡边坡沿缓(中)倾角结构面的深层滑动稳定问题,对坝基和高陡边坡稳定十分不利.应用不同的计算方法对1~#～5~#机组坝段的抗滑稳定进行计算、校核和验证以确保大坝的稳定安全.     

基于有限单元法的高拱坝动力优化设计方法及其应用

利用分布式网络并行平台，建立了并行环境下有约束条件的非线性优化问题的复合形算法，解决了基于有限单元法的高拱坝动力优化设计问题，并对小湾拱坝进行了以主拉应力最小为目标函数的优化设计。     

优化方法在削坡工程中的应用

对滑裂面固定的边坡进行削坡时 ,关键在于何处削坡使得土方量最小且边坡具有预期的稳定程度。本文利用最优化方法 ,将最小的削坡土方量作为目标函数 ,将预期的边坡安全系数作为约束条件 ,把该问题等价于一个有约束的优化问题 ,可找出最优的削坡方案。     

基于XGBoost-PSO的混凝土重力坝体型多目标优化设计

为解决重力坝优化设计以截面尺寸作为唯一设计变量,缺乏考虑材料属性对重力坝优化设计影响的问题,综合经济、抗震安全进行重力坝多目标优化设计方法研究,构建了综合经济、抗震安全指标的多因素评价体系;采用ABAQUS软件对重力坝进行有限元静动力分析,基于计算结果采用变权功效系数法进行量化评价;采用XGBoost-PSO算法进行寻优得到最终优化方案。实例验证结果表明：多目标优化方案与初始方案相比,在经济、抗震安全指标上都得到了明显改善;相比传统单目标优化模式,经济、安全多目标优化更适用于抗震安全要求高的重力坝工程。     

湿室型泵房整体结构优化设计

针对现行规范方法设计的泵房存在"粗、大、笨"的问题,从降低泵房建设成本的角度,构建以泵房结构总造价最低为目标函数,泵房关键结构几何尺寸等参数为设计变量,泵房结构基底应力、地基承载力、抗滑稳定性、结构强度、沉降量及沉降差为约束条件的优化设计数学模型。采用有限元法对泵房结构进行三维有限元数值模拟,同时借助ANSYS软件提供的优化平台对其进行优化设计研究。结果表明:与原设计方案相比,优化方案的泵房总造价减少了9.7%,结构的缝墩厚度达到限定值,既减少了工程总造价,也降低了结构对地基的要求。