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申请/专利权人：中国长江电力股份有限公司;中国水利水电科学研究院

摘要：本发明涉及基于三维有限元模型的混凝土坝水沙荷载的反演分析方法，包括：通过温度监测数据拟合，得到各高程下库水温沿时间的变化曲线；分析坝前断面各监测点淤积高程值随时间的变化曲线，形成断面泥沙的淤积过程图；建立库水‑坝体‑淤沙‑地基耦合系统的三维有限元模型；进行坝体施工、蓄水以及运行全过程温度场仿真分析，得到温度边界条件；选取基于D‑P屈服准则的弹塑性本构模型，计算得到大坝三维有限元模型应力场和位移场；采用粒子群算法，将大坝三维有限元模型计算所得位移与实测位移值进行优化拟合，反演得到淤沙层材料参数。本发明解决了传统计算中水沙荷载值不准确的问题，为大坝真实工作性态分析及运行安全评估提供支撑。

主权项：1.基于三维有限元模型的混凝土坝水沙荷载的反演分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据大坝上游表面温度监测数据，通过数据拟合，得到各高程下库水温沿时间的变化曲线；S2：分析坝前断面各监测点淤积高程值随时间的变化曲线，形成断面泥沙的淤积过程图；S3：根据混凝土坝结构尺寸、材料分区和坝基地质条件，选取与坝体实际相符的坝体几何参数、筑坝材料参数和基岩材料参数，将泥沙淤层模拟成不同厚度层状分布形式的液、固两相多孔饱和介质，建立库水-坝体-淤沙-地基耦合系统的三维有限元模型；S4：基于库区淤积、上游坝面温度监测数据，考虑混凝土的水化反应、冷却通水、环境气温、库水位对坝体温度的影响，进行施工、蓄水以及运行全过程温度场仿真分析，得到温度边界条件；S5：根据大坝实际工作性态，开展混凝土坝填筑-蓄水-运行全过程的变形数值模拟，选取基于Drucker-Prager屈服准则的弹塑性本构模型，输入网格节点信息、岩土体和混凝土材料设计参数、接触面、荷载集信息，计算得到大坝三维有限元模型应力场和位移场；S6：基于大坝填筑-蓄水-运行全过程中的位移监测数据，采用基于支持向量机的粒子群算法，将大坝三维有限元模型计算所得位移与实测位移值进行优化拟合，反演得到淤沙层材料参数。

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百度查询： 中国长江电力股份有限公司 中国水利水电科学研究院 基于三维有限元模型的混凝土坝水沙荷载的反演分析方法