權利要求書： 1.一種混凝土拱壩壩體優化方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟1：選擇用以確定拱壩體型的基本參數以及確定壩體厚度的基本參數，作為優化設計變量；所述拱壩體型的基本參數包括拱冠梁處拱圈中心線的曲率半徑和拱端中心角；所述壩體厚度的基本參數包括拱冠梁厚度、拱端厚度；步驟2：選擇適當的目標函數，以安全性為關鍵性指標，即以應力為目標函數；步驟3：為保證工程安全和施工方便，確定壩體幾何尺寸和工作性態兩方面的約束，包括幾何約束條件、輸入應力約束條件和穩定約束條件；步驟4：將拱壩的體型抽象成幾何模型并用一組參數來完整地描述，基于快速多級邊界單元進行壩體網格自動化劃分以及荷載的自動施加；步驟5：基于快速多級邊界元法自動化計算應力，利用等效應力法求出拱壩上下游面的三個應力分量，然后由該處微分體的平衡條件求得另外三個應力分量，進一步決定拱壩上下游面的主應力，進而確定出最優拱壩壩形。2.根據權利要求1所述的混凝土拱壩壩體優化方法，其特征在于：所述步驟3中，輸入應力約束條件包括壩軸線位置移動范圍的限制、壩頂最小厚度的限制、倒懸度約束和保凸性要求。3.根據權利要求1或2所述的混凝土拱壩壩體優化方法，其特征在于：所述步驟3中，輸入幾何約束條件為壩體內部的最大主拉應力及最大主壓應力均小于壩體混凝土的允許強度，即|σt|max≤[σt],|σc|max≤[σc](1)；式中：[σt]為容許拉應力，[σc]為容許壓應力。4.根據權利要求1或2所述的混凝土拱壩壩體優化方法，其特征在于：所述步驟4中，輸入拱壩幾何模型參數包括拱冠梁和水平拱圈的參數化描述；所述拱冠梁參數包括冠梁中心線曲線方程Yc(z)和拱冠梁厚度Tc(z)；將Yc(z)和Tc(z)都設為z的3次方程，故只需有4個控制高程(z＝z1、z2、z3、z4)處對應的Yc和Tc便可按插值方法確定Yc(z)和Tc(z)方程中的系數；拱冠梁剖面用以下12個參數來描述：上述Yci和Tci分別為控制高程zi處的拱冠梁中心線y坐標及拱冠梁厚度；水平拱圈只要確定了拱圈中心線的方程及拱冠至拱端的厚度變化規律便能確定水平拱圈的形狀。5.根據權利要求3所述的混凝土拱壩壩體優化方法，其特征在于：所述步驟4中，輸入拱壩幾何模型參數包括拱冠梁和水平拱圈的參數化描述；所述拱冠梁參數包括冠梁中心線曲線方程Yc(z
聲明：
“混凝土拱壩壩體優化方法” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
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編輯：管理員
來源：武漢大學
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2025年07月23日 ~ 26日 
