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基于遗传算法的碾压混凝土坝温度场反分析

杨婷婷  
【摘要】: 随着碾压混凝土筑坝技术在坝工界的广泛应用,其开裂问题越来越引起人们的重视。进行温度、应力场仿真计算是解决这一问题的有效手段,温度场仿真计算又是首要之举。然而,目前,碾压混凝土坝温度场仿真计算采用的混凝土热学参数大多是由经验公式和试验得到的,试验不仅成本较高,且由于试验条件与实际施工环境存在较大差别,所得参数不能完全反映材料的真实热学性能,导致仿真计算的温度值和实测值有一定的偏差。因此,进行碾压混凝土坝温度场反分析,以获取可靠的热学参数,具有重要的经济价值和工程建设意义。 本文对碾压混凝土坝温度场反分析做了一些研究:根据碾压混凝土坝温度场反分析自身的特点,建立温度场反分析模型,确定反演的热学参数;基于遗传算法优化思想,编制优化程序,依托某一重力坝体型优化设计实例,验证遗传算法优化程序的可靠性和优越性;成功地将此优化程序与原有RCTS程序相结合,开发三维有限元碾压混凝土坝温度场反分析模块;进行模块前处理可视化界面设计,使得热学参数反演直观、简便、可操作性强。 此外,本文结合某碾压混凝土重力坝工程,依据现场采集的坝体温度资料,对碾压混凝土热学参数进行反演,利用反演结果进行温度场反馈计算。通过测点温度计算值与实测值的对比可知,反演的碾压混凝土热学参数能够反映碾压混凝土真实的热学性能,验证了反分析结果的可靠性;并将此反馈计算结果与可变容差法反演结果计算的温度场进行对比,结果表明:利用遗传算法反演的热学参数计算的温度值与实测值吻合度更高,凸显了遗传算法优越的全局寻优能力。因此,在此基础上计算的温度应力场也能够反映坝体真实应力情况,进而可以有效指导温控措施的实施,预测今后的变化趋势。


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