软土地基上水闸整体结构优化设计

针对软土地基上水闸整体结构的优化设计问题,以江苏省苏北某水闸为例,建立了以闸室与群桩基础结构关键几何尺寸为设计变量,闸室与群桩基础总造价最低为目标函数,闸室结构抗滑稳定性、地基承载力、基底应力、闸室与桩基结构强度、闸室沉降和桩顶水平位移为约束条件的优化设计数学模型,利用ANSYS软件的优化模块进行寻优搜索,分别求得水闸整体结构优化设计方案和闸室结构优化设计方案。结果表明:水闸整体结构优化设计方案总造价比闸室结构优化设计方案总造价少2.7%,桩顶水平位移达到限定值,优化效果更显著。

基于Mooney-Rivlin模型的充水式橡胶坝工作性态研究

鉴于坝高、内压比是橡胶坝最重要的参数,考虑材料非线性和几何非线性,基于Mooney-Rivlin模型,建立了不同坝高、内压比的橡胶坝有限元模型,计算其应力和位移,分析了坝高、内压比对橡胶坝工作性态的影响。结果表明,在设计工况下,坝体最大应力位于坝袋与底板锚固处,最大位移位于坝顶偏下游侧;坝高越高、内压比越大,坝体最大有效应力及最大位移也越大。可见在满足需要的情况下,应选择较小的内压比及较低的坝高。

沉井基础水闸整体结构及稳定性分析

针对传统计算方法中沉井基础水闸结构的设计未能考虑结构间的相互影响和整体工作效应的问题,以江苏省某沉井基础水闸为例建立了三维有限元计算分析模型,采用ANSYS软件模拟了混凝土材料的弹性、土体材料的弹塑性及结构和地基接触面的非线性行为,得到了闸室结构的位移、应力分布及基底的应力状况。结果表明,该沉井基础水闸整体结构的位移、强度及稳定性均满足现行规范要求,且有限元计算结果能较直观地反映水闸整体工作性态。实际工程设计中,建议采用三维空间有限元法进行沉井基础水闸结构的数值模拟。

某水闸地基桩基础与沉井基础方案优化选择

针对深基础水闸结构地基处理方案的比选未能考虑结构间相互作用的问题,以江苏省沿海某挡潮闸为例,利用ANSYS软件分别建立了考虑闸室、基础和地基的三维有限元整体模型,分别对钻孔灌注桩基础和沉井基础两种地基处理方案的水闸整体结构进行了计算分析,推荐沉井基础方案为最优方案。建议在实际工程设计中采用三维空间有限元法进行深基础水闸结构地基处理方案的比选。

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。

基于灰色关联度的水工建筑物安全评价

针对农村小水电水工建筑物运行存在的安全隐患因素,建立了农村小水电水工建筑物安全性模糊综合评价的指标体系。利用灰色关联分析求解各指标权重,在一定程度上减少了因专家差异所造成的偏差,并建立了农村小水电水工建筑物安全性模糊综合评价模型。经浙江省某农村小水电工程实例验证了该方法的客观性与可行性。

基于ANSYS的复杂块基式泵房结构工作性态研究

针对传统计算方法不能反映块基式泵房复杂空间结构相互作用的问题,为了解泵房整体结构工作机理,以江苏省某块基式泵房结构为例,基于有限元理论,借助ANSYS软件建立了包含流道层、电机层、厂房结构及地基的块基式泵房和地基整体结构三维有限元模型,模拟了泵房结构在各荷载组合工况下的工作性态。考虑了钢筋混凝土材料的弹性、土体材料的弹塑性及结构和地基接触面的非线性行为,得到了泵房结构的位移、应力及基底应力分布,为块基式泵房结构的设计和施工提供了重要技术依据。