土卡河水电站厂房坝段三维有限元分析及遗传算法在深层抗滑稳定性分析中的应用

【摘要】：本文针对河床式电站厂坝联成一体,空间结构复杂的情况,综合运用三维非线性有限元及遗传算法理论对土卡河水电站厂房坝段的应力应变状态及坝基稳定性、失稳机理和滑移模式展开了系统的研究工作。 1、较为真实地建立了复杂坝体结构和地基相互作用的整体三维数值模型。对复杂坝体及坝基在不同工况下的应力应变状态展开分析,评价各工况下坝基的运行状态。 2、将有限元计算应力成果直接应用于水工结构设计配筋中,依据内力分布,积分得到计算截面的弯距和轴力,给出结构的配筋设计。 3、采用强度储备法对坝基的稳定性进行分析,模拟坝基破坏的渐进过程,从而得到坝基在强度储备法下的破坏模式,最终确定坝基的安全系数。 4、根据有限元法计算出的应力场定义深层任意滑裂面抗滑稳定安全系数,引入自适应遗传算法对重力坝的深层滑移路径进行搜索计算,从而确定最危险的滑移路径并得到相应定量的安全系数。 5、采用ExCEL VBA开发了一套能够成批自动绘制形式各异的数据图,并可依据用户指定样式自动进行图形拼合的程序,显著提高了绘图工作效率。