基于有限單元法的高拱壩體形優(yōu)化設(shè)計(jì)

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1、研究生學(xué)位論文的獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明：所呈交的學(xué)歷碩士學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行的研究工作及取得的研究結(jié)果；論文中的研究數(shù)據(jù)及結(jié)果是按學(xué)校《關(guān)于規(guī)范西北農(nóng)林科技大學(xué)研究生學(xué)術(shù)道德的暫行規(guī)定》獲得的，如果違反此規(guī)定，一切后果與法律責(zé)任均由本人承擔(dān)。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究結(jié)果，也不包含其他人和自己本人已獲得西北農(nóng)林科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文的致謝中作了明確的說明并表示了謝意。研究生簽名：喜覬癢

2、I時(shí)間：文p2年◆月二二日導(dǎo)師指導(dǎo)研究生學(xué)位論文的承諾’量dI、6本人承諾：我的學(xué)歷碩士研究生∽《、壅所呈交的學(xué)歷碩士學(xué)位論文是在我指導(dǎo)下獨(dú)立開展研究工作及取得的研究結(jié)果，屬于我現(xiàn)崗職務(wù)工作的結(jié)果，并嚴(yán)格按照學(xué)?！蛾P(guān)于規(guī)范西北農(nóng)林科技大學(xué)研究生學(xué)術(shù)道德的暫行規(guī)定》而獲得的研究結(jié)果。如果違反學(xué)校《關(guān)于規(guī)范西北農(nóng)林科技大學(xué)研究生學(xué)術(shù)道德的暫行規(guī)定》，我必須接受按學(xué)校有關(guān)規(guī)定的處罰處理并承擔(dān)相應(yīng)導(dǎo)師連帶責(zé)任?！瘜?dǎo)師簽名：凌歹時(shí)間：圣沙口尊年多月上易日關(guān)于其他單位與人員對(duì)研究生學(xué)位論文使用授權(quán)的說明任何收存和保管本論文各種版本的單位和個(gè)人未

3、經(jīng)本論文作者的導(dǎo)師授權(quán)，不得有對(duì)本論文進(jìn)行復(fù)制、修改、發(fā)行、出租、改編等侵犯著作權(quán)的行為，否則，按違背《中華人民共和國(guó)著作權(quán)法》有關(guān)規(guī)定處理并追究法律責(zé)任．經(jīng)本論文作者的導(dǎo)師同意，授權(quán)西北農(nóng)林科技大學(xué)可向主管上級(jí)有關(guān)單位送交論文的紙質(zhì)件和電子文檔，允許論文被查閱和借閱，可以采用復(fù)印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文；否則，按違背《中華人民共和國(guó)著作權(quán)法》有關(guān)規(guī)定處理并追究法律責(zé)任。研究生簽名：墨如j翠時(shí)間：Q一早年；月彤日導(dǎo)師簽名：勿』才時(shí)間：。乏塒年冬月工‘日第一章緒論1．1國(guó)內(nèi)外拱壩的發(fā)展現(xiàn)狀人類修建拱壩有著悠久的歷史。根

4、據(jù)現(xiàn)有的資料【l】，最早的圓筒面圬拱壩可以追溯到公元前3世紀(jì)古羅馬帝國(guó)時(shí)代?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的最古老的拱壩遺址是羅馬時(shí)期建于法國(guó)圣·里米省南部鮑姆(ⅦlondeB秈ne)拱壩，壩高12m。早期的拱壩沒有理論指導(dǎo)，是在實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)中摸索前進(jìn)的。17世紀(jì)隨著歐洲工業(yè)革命和工程力學(xué)的發(fā)展，開始了采用簡(jiǎn)單的薄壁圓筒公式設(shè)計(jì)拱壩，其缺陷是沒有考慮拱圈之間的作用力，但已經(jīng)是代表了理論在實(shí)際工程中的應(yīng)用了，如佐拉(zola)拱壩。20世紀(jì)30年代，美國(guó)修建的胡佛拱壩(H00ver)是第一座超過200m的高拱壩，壩體斷面接近重力壩，其重大課題是對(duì)壩體大體積混

5、凝土的溫度控制做了系統(tǒng)的研究工作，研究了冷卻水管、壩體分縫與接縫灌漿、預(yù)冷骨料和壩體采用預(yù)制混凝土塊的方案【2】13】。在以后的幾十年里，拱壩在歐洲出現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的建設(shè)時(shí)期，在大量的工程實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)研究中，歐洲的工程師認(rèn)為拱壩設(shè)計(jì)應(yīng)以拱為主，適當(dāng)?shù)姆潘蓪?duì)梁的應(yīng)力控制，允許開裂，以開發(fā)拱壩的潛在經(jīng)濟(jì)性。在這種觀點(diǎn)下，法國(guó)工程師柯因(A·Coyne)首先根據(jù)拱的作用設(shè)計(jì)了第一座即有水平曲率又有垂直曲率的雙曲拱壩，即馬立奇(M哪er)拱壩。雙曲拱壩的出現(xiàn)，標(biāo)志著拱壩技術(shù)的又一次重大進(jìn)展，其材料得以充分更有效的利用，壩內(nèi)應(yīng)力進(jìn)一步改善。雙曲概

6、念對(duì)拱和梁形狀的改進(jìn)，使拱壩的結(jié)構(gòu)概念得到重要發(fā)展。目前已經(jīng)公認(rèn)雙曲拱壩是一種較優(yōu)的壩型。20世紀(jì)50年代以后，西歐各國(guó)和日本相繼修建了許多雙曲拱壩，人類在拱壩體形設(shè)計(jì)、復(fù)雜壩基處理、壩頂溢流及壩內(nèi)開孔泄洪等重大技術(shù)上又有了新的突破，從而使拱壩厚度減小，壩高加大，即使在比較寬闊的河谷上修建拱壩也能體現(xiàn)拱壩經(jīng)濟(jì)性和優(yōu)越性。西科特設(shè)計(jì)了第一座采用拋物線作為拱圈線型位于瑞士洛桑南部的埃默森(ⅥenxEmosson)拱壩，建于1954．1955年，壩高51m。西科特還設(shè)計(jì)了第一座橢圓形拱壩，萊圖萊斯壩，高86m，建于1963年。法國(guó)壩工專家

7、里若埃(M·Leroy)1962年提出了對(duì)數(shù)螺旋線拱壩，并首先應(yīng)用法國(guó)烏格郎斯(V0心aIlS)壩。進(jìn)入70年代以后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，有限單元法和優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)逐步被運(yùn)用于拱壩的設(shè)計(jì)當(dāng)中，使人們?cè)趯?duì)拱壩進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算時(shí)的時(shí)間大大縮短，使拱壩的設(shè)計(jì)方案更加趨于經(jīng)濟(jì)合理。此外水工以及相關(guān)結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展、混凝土施工技術(shù)、大壩安全監(jiān)控技術(shù)的進(jìn)一步提高，這些都為拱壩工程技術(shù)發(fā)展和改進(jìn)創(chuàng)造了極其有力的條件。新中國(guó)成立后，我國(guó)開始大規(guī)模修建拱壩，1950．1970年是起步階段，從20世紀(jì)70年代開始我國(guó)的拱壩建設(shè)相繼進(jìn)入了高速發(fā)展

8、階段【4】。據(jù)中國(guó)大壩委員會(huì)1999年的統(tǒng)計(jì)資料顯示，全世界已建的壩高超過30m的拱壩1102座，其中我國(guó)有517座，占全2基于有限單元法的高拱壩體形優(yōu)化設(shè)計(jì)球46．9％。我國(guó)的拱壩數(shù)量已經(jīng)占全世界拱壩數(shù)量的一半，居世界第一。美國(guó)、‘