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《西安理工大学》 2001年 硕士论文
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混凝土面板堆石坝模糊有限元应力变形分析

高辉  
【摘要】:现代混凝上面板堆石坝具有工程量小、工期短、造价低等优点,在我国正 被迅速推广。但该类坝目前仍主要依据经验修建,理论研究上还存在严重不足, 其中的主要原因之一便是面板坝分析计算中存在大量的非确定性因素。常规有 限元不能考虑这些因素,而模糊有限元正好可以弥补这一不足,并且可以把专 家经验参与到计算分析中,这对于实践性很强的水利工程建设很有意义。 本文将弹性力学变分原理椎广到含模糊参变量的情况,从而建立了模糊有 限元平衡方程,同时,将模糊平衡方程的求解转化为最优化问题,采用鲁棒性 很强的遗传算法来求解,这样,用模糊有限元不仅可以求解线弹性问题而且可 以求解非线性问题,并且不必作复杂的数学分析就可以考虑各种模糊因素。根 据上述理论和方法,编制了可以模拟施工和蓄水过程的二维模糊有限元计算程 序,经算例考核,程序正确可靠,而且程序通用性强,并不限定模糊参数隶属 函数的形式。同时,编制了网格自动剖分与显示查错程序,使程序具有一定的 前处理功能。木文以天生桥一级而板坝为例,着重分析计算了地石材料力学参 数的敏感度和坝体的位移模糊响应,计算结果包含大量信息,从中不仅可以得 到某点位移的变化范围,还可以得到位移为某一取值时的隶属度(可能性),从 而为工程决策提供参考。实际工程计算分析表明,材料的力学参数对水平位移 和铅直位移的敏感度大不相同,而且敏感度受坝体材料分区影响较大;从计算 得到的位移模糊响应看,材料力学参数的模糊性对水平位移和铅直位移的影响 都很大,尤其以水平位移为甚,因此,面板坝有限元计算中,参数的模糊性是 不能忽略的。


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