权利要求书： 1.一种混凝土拱坝坝体优化方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：选择用以确定拱坝体型的基本参数以及确定坝体厚度的基本参数，作为优化设计变量；所述拱坝体型的基本参数包括拱冠梁处拱圈中心线的曲率半径和拱端中心角；所述坝体厚度的基本参数包括拱冠梁厚度、拱端厚度；步骤2：选择适当的目标函数，以安全性为关键性指标，即以应力为目标函数；步骤3：为保证工程安全和施工方便，确定坝体几何尺寸和工作性态两方面的约束，包括几何约束条件、输入应力约束条件和稳定约束条件；步骤4：将拱坝的体型抽象成几何模型并用一组参数来完整地描述，基于快速多级边界单元进行坝体网格自动化划分以及荷载的自动施加；步骤5：基于快速多级边界元法自动化计算应力，利用等效应力法求出拱坝上下游面的三个应力分量，然后由该处微分体的平衡条件求得另外三个应力分量，进一步决定拱坝上下游面的主应力，进而确定出最优拱坝坝形。2.根据权利要求1所述的混凝土拱坝坝体优化方法，其特征在于：所述步骤3中，输入应力约束条件包括坝轴线位置移动范围的限制、坝顶最小厚度的限制、倒悬度约束和保凸性要求。3.根据权利要求1或2所述的混凝土拱坝坝体优化方法，其特征在于：所述步骤3中，输入几何约束条件为坝体内部的最大主拉应力及最大主压应力均小于坝体混凝土的允许强度，即|σt|max≤[σt],|σc|max≤[σc](1)；式中：[σt]为容许拉应力，[σc]为容许压应力。4.根据权利要求1或2所述的混凝土拱坝坝体优化方法，其特征在于：所述步骤4中，输入拱坝几何模型参数包括拱冠梁和水平拱圈的参数化描述；所述拱冠梁参数包括冠梁中心线曲线方程Yc(z)和拱冠梁厚度Tc(z)；将Yc(z)和Tc(z)都设为z的3次方程，故只需有4个控制高程(z＝z1、z2、z3、z4)处对应的Yc和Tc便可按插值方法确定Yc(z)和Tc(z)方程中的系数；拱冠梁剖面用以下12个参数来描述：上述Yci和Tci分别为控制高程zi处的拱冠梁中心线y坐标及拱冠梁厚度；水平拱圈只要确定了拱圈中心线的方程及拱冠至拱端的厚度变化规律便能确定水平拱圈的形状。5.根据权利要求3所述的混凝土拱坝坝体优化方法，其特征在于：所述步骤4中，输入拱坝几何模型参数包括拱冠梁和水平拱圈的参数化描述；所述拱冠梁参数包括冠梁中心线曲线方程Yc(z
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编辑：管理员
来源：武汉大学
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2025年07月09日 ~ 11日 
