軟土地基上水閘整體結構優化設計

崔朕銘，蔡 新，，黃海田，樊志遠，郭興文（.河海大學水利水電學院，江蘇南京 0098；.河海大學力學與材料學院，江蘇南京 0098；.江蘇省水利工程質量監督中心站，江蘇南京 009）

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軟土地基上水閘整體結構優化設計

崔朕銘1，蔡 新1，2，黃海田3，樊志遠3，郭興文2
（1.河海大學水利水電學院，江蘇南京 210098；2.河海大學力學與材料學院，江蘇南京 210098；
3.江蘇省水利工程質量監督中心站，江蘇南京 210029）

摘要：針對軟土地基上水閘整體結構的優化設計問題，以江蘇省蘇北某水閘為例，建立了以閘室與群樁基礎結構關鍵幾何尺寸為設計變量，閘室與群樁基礎總造價最低為目標函數，閘室結構抗滑穩定性、地基承載力、基底應力、閘室與樁基結構強度、閘室沉降和樁頂水平位移為約束條件的優化設計數學模型，利用ANSYS軟件的優化模塊進行尋優搜索，分別求得水閘整體結構優化設計方案和閘室結構優化設計方案。結果表明：水閘整體結構優化設計方案總造價比閘室結構優化設計方案總造價少2. 7%，樁頂水平位移達到限定值，優化效果更顯著。

關鍵詞：水閘；樁基；軟土地基；結構設計；優化設計；有限元

水閘作為一種具有擋水和泄水功能的低水頭水工建筑物，在水利工程中應用廣泛，多建于河道、渠系、水庫、湖泊及濱海地區。江蘇省黃淮平原、江淮湖洼平原、蘇北濱海平原及長江三角洲平原地區的土質具有高含水率、高孔隙比、高壓縮性及低強度等特點[1]，為軟土地基，往往不能滿足水閘結構對地基的要求，需要進行地基處理。……