堆石坝土石方调配优化模型及应用研究

admin · 发表于 2024-2-19 14:57:48

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堆石坝是一种可以充分利用当地材料的坝型，具有投资省、工期短的特点，再加上其施工简便、运行安全，逐渐成为当前筑坝技术的重要发展方向。在堆石坝工程的施工过程中，土石方调配是关系到全局的核心题目。它牵涉到施工装备的配置、道路系统的布置、施工场地的征用、施工进度的协调等诸多方面。它的实质是通过开挖、填筑、开采、弃渣、转运等料物的综合处理，达到提高开挖料直接利用率，协调料物开采与运输强度的目的。在实际施工过程中，由于影响土石方调配的因素种类繁多，要求差异大，且在以往的研究中缺乏对整个施工过程中土石方调配涉及到的元素进行综合考虑，直接影响到了工程建设进度、投资和质量。本文选题来源于国家发改委资助的葛洲坝水利水电环境生态及工程自动化研发中心建设项目。本论文以堆石坝土石方调配中的影响因素为切入点，并建立了优化模型。主要完成了如下的研究工作：首先，提出了堆石坝分期分区优化的模型。通过对初始分期分区方案中的分期线进行分解，概括出了分期线的三种基本调整方法，并以满足约束条件下各分期填筑强度不均衡度最小为优化目标建立了用于堆石坝工程的分期分区优化模型。其次，建立了堆石坝大坝填筑与土石方调配联合优化模型。本文将堆石坝大坝填筑仿真模拟引入到土石方调配方案的制定中，代替了以往研究中采用的与实际施工数据有较大差异的坝体分期填筑规划表中整个施工期间每月填筑量。然后将土石方调配题目分解为料场规划和土石方调配离散仿真两个子系统，运用模型集成理论，将两者紧密地结合起来，建立了联合优化模型。最后，应用于实际案例进行研究。以提出的模型和算法为基础，充分考虑了工程应用的需求而开发了用于辅助实际工程施工决策的信息系统。并将开发的系统应用到工程实例中，对大坝土石方的开采、运输、分期分区调整、大坝填筑以及相关组织工作进行方案优选和调配优化，验证模型的合理性和适用性。

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