富水土层浅埋大直径钢筋混凝土管优化设计

发布时间：2019-08-13 18:07

【摘要】：埋涵广泛应用于交通、水利、市政建设及能源等部门,在工程建设前对设计方案进行优化,可在保证结构安全性、适用性的前提下有效控制工程投资。本文以南水北调东线滩地埋管工程为背景,建立滩地埋管流固耦合数值分析模型,并对其各个工况下的受力特点及结构优化问题进行了较为深入的研究和讨论,得出了一些有意义的结论。其主要内容包括以下几个方面： (1)在查阅国内外相关文献的基础上,对地下结构的优化设计、流固耦合理论以及优化设计理论进行了总结,并结合滩地埋管地质报告和设计资料,提出了本课题的研究内容。 (2)基于ABAQUS的脚本语言PYTHON的基础上,建立了滩地埋管参数化的二维平面应变流固耦合模型,并对施工、完建、运行、检修和汛期工况下的滩地埋管模型进行受力分析,并利用MATLAB编写配筋程序,根据受力控制截面进行配筋。 (3)用优化软件ISIGHT集成多目标遗传算法NSGA-Ⅱ、参数化流固耦合有限元模型和极限状态MATLAB分析程序,以埋涵壁厚、钢筋直径、钢筋间距填土弹性模量、填土高度、加固地基厚度和刚度以及碎石孔隙比等为设计变量,在满足尺寸约束、承载力极限状态约束、限裂约束、构造约束等条件下,以造价最省、裂缝宽度最小为目标函数,得到了多目标优化问题的Pareto最优解集。 (4)根据优化结果以及实际工程需要,利用有限元分析软件ABAQUS建立滩地埋管三维塑性损伤模型,得到了施工、正常极限状态、运行期、检修期和汛期滩地埋管混凝土及钢筋受力状态,检验优化后结构的真实受力性能。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TV672.2

【参考文献】

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1 吉小明;王宇会;;隧道开挖问题的水力耦合计算分析[J];地下空间与工程学报;2005年06期

2 吉小明;;隧道工程中水力耦合问题的探讨[J];地下空间与工程学报;2006年01期

3 刘小兵;地下洞室的一种优化设计模型[J];地下空间;1995年01期

4 柳春光;张利华;;遗传优化神经网络方法在桥梁震害预测中的应用[J];地震工程与工程振动;2008年01期

5 王平洋,王广生,胡兆光;加快遗传模糊算法的搜索过程[J];电网技术;1999年05期

6 王媛;多孔介质渗流与应力的耦合计算方法[J];工程勘察;1995年02期

7 王后裕,陈上明,言志信,凌天清;地下洞室断面和间距优化计算的分布密度法[J];工程力学;2004年03期

8 姜冬菊;王德信;;离散变量桁架结构拓扑优化设计的混合算法[J];工程力学;2007年01期

9 唐洪祥;李锡夔;;饱和多孔介质中动力渗流耦合分析的Biot-Cosserat连续体模型与应变局部化有限元模拟[J];工程力学;2007年09期

10 吕爱钟;以孔边绝对值最大的切向应力最小为优化准则的孔洞形状优化[J];固体力学学报;1996年01期

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本文编号：2526271