我国西部蕴藏着丰富的水电能源,随着"西部大开发"战略的实施,我国将这些地区兴建一批高拱坝。坝体横缝对拱坝在外部作用(尤其是地震荷载作用)下的工作性态有较大的影响,在强地震区高拱坝体型优化设计中充分考虑坝体分缝的影响具有重要理论价值和实际意义。本项目拟研究强地震区分缝高拱坝体形优化的合理模型,采用变分不等式理论研究分缝拱坝静、动力分析的数学规划解法,采用非光滑分析理论研究摩擦接触约束下非光滑结构优化
建立了拱坝横缝的互补模型,提出了分缝拱坝结构分析的增量线型互补方法;在拱坝体型优化模型中,提出了拉应力满意度的概念以及基于能量的拱坝优化模型,结合小湾、白鹤滩拱坝进行了考虑坝体体积、最大拉/压应力、拉应力区、能量等目标的多目标优化研究;提出了拱坝多目标优化的模糊评价函数;提出了拱坝体型多目标优化的博弈描述,各博弈方策略空间的计算方法,实现了拱坝体型多目标优化的多种博弈解法。以型值点坐标和半中心角构造三次样条拱轴线方程,提出了三次样条线型拱坝体型的构造方法并建立了相应的优化模型。将微种群遗传算法与基于启发式模式移动的局部寻优方法和Aitken D2加速策略相结合,提出了一种加速微种群遗传算法,并成功的应用于非光滑结构优化问题的求解。结合本课题研究培养硕士研究生4名,已毕业3名;在国内外核心期刊及国际会议发表学术论文17篇,其中EI、ISTP收录6篇次,出版专著1部。