[发明专利]不同参数材料分区浇/填筑坝变形混合模型通用建立方法

权利要求书

1.不同参数材料分区浇/填筑坝变形混合模型通用建立方法，其特征在于，包括如下步骤：

确定测点所在的坝体或坝段，并获取测点所在的坝体或坝段以及对应的坝基、坝肩的材料分区；

确定各分区材料的本构模型，对本构模型进行参数敏感性分析，根据试验、检测信息确定各分区的材料参数存在区间；

确定各分区材料参数区间的子区间，根据全部材料分区数和各区材料敏感参数的各自子区间，同时考虑水位变化区间，采用均匀设计确定材料-水位的组合及组合数；

对每种材料参数组合，进行不同水位条件下的变形数值计算，确定测点的水位-变形样本，当水位样本不足时采用插值方法获得；

根据数值计算得到的测点变形-水位样本，建立变形-水位拟合方程；

遍历所有分区材料组合得到不同组合条件下变形-水位拟合方程并全部代入总体回归方程，采用优化算法获得各变形方程的相应系数，形成测点变形的总体混合模型。

2.根据权利要求1所述的不同参数材料分区浇/填筑坝变形混合模型通用建立方法，其特征在于，所述确定不同参数材料的本构模型包括：

判断坝体或坝基的材料类型，若为运行期大坝的混凝土和岩石材料，则取线弹塑性模型，弹性阶段材料分区i的本构模型参数为(Ei,μi)，其中i＝1,2,…M，M为材料的分区个数；若为施工期混凝土大坝则选用黏弹塑性本构模型；

若为土体或堆石材料，则从邓肯E-B模型、剑桥模型、南水模型或河海模型中根据材料特性选取相应的本构模型。

3.根据权利要求1所述的不同参数材料分区浇/填筑坝变形混合模型通用建立方法，其特征在于，确定变形测点所在的坝体或坝段，并根据测点所在的坝体或坝段确定相应的材料分区，对于分段浇筑的混凝土重力坝，如选取的是中间坝段则不存在坝肩，只取测点所在坝段和坝基相应空间；如果是两岸坝段则需加上坝肩；如果是拱坝则取整个坝体及坝基和坝肩，对土石坝根据其河谷形状确定；V型河谷土坝取整体，而对U型河谷的土坝中间测点可取平面。

4.根据权利要求1所述的不同参数材料分区浇/填筑坝变形混合模型通用建立方法，其特征在于，根据测点水位-变形样本建立变形-水位拟合多项式包括如下步骤：

将有限元计算获得的变形-水位样本分成训练样本和检验样本，其中，训练样本比例为9/10，检验样本为1/10；

将训练样本采用最小二乘法、偏最小二乘或抗差估计方法建立变形-水位多项式拟合方程；其中，所述检验样本用于检验变形-水位多项式拟合方程的泛化能力和精度，对于不能满足泛化推广能力和精度的变形-水位拟合方程需要重新建立。

5.根据权利要求4所述的不同参数材料分区浇/填筑坝变形混合模型通用建立方法，其特征在于，单一材料组合条件下变形-水位多项式拟合方程的表达式具体如下：

若材料为运行期大坝的混凝土材料，则多项式的表达式为：

若材料为土体、堆石材料或施工期混凝土，则多项式的表达式为：

其中，H为测点对应的水深，j为幂次数；τ、ω为水深变化对变形影响的延迟时间，具体项数根据试算和分析确定为多项式系数。

6.根据权利要求1所述的不同参数材料分区浇/填筑坝变形混合模型通用建立方法，其特征在于，采用仿生优化算法获得各变形-水位拟合方程的相应系数。

7.根据权利要求1或5所述的不同参数材料分区浇/填筑坝变形混合模型通用建立方法，其特征在于，所述总体混合模型为：

式中：δ是测点位移；是水压分量；f(T)是温度分量；f(t)是时效分量；N是材料组合数，Ai是拟合方程的系数。