水闸整体结构优化设计——以软土地基为例

在软土地基上如何优化水闸整体结构方面，本文以某水闸为具体工程实例，依据实际土质的参数，利用有限元分析软件建立起数学模型，进行优化设计。在该数学模型中，将闸室以及基础结构的几何参数作为设计变量；将水闸的最小造价作为目标函数，将闸室结构的抗滑稳定性、基底应力、地基承载能力、桩基和闸室的结构强度，以及桩顶水平位移和闸室沉降作为约束条件。利用ANSYS有限元分析软件中的优化设计模块，对水闸结构进行优化设计，在进行数值计算后，对其结果进行分析，得出水闸整体结构设计和闸室结构设计的优化方案。通过分析，经过优化设计后，水闸总造价减少2.6%。当桩顶水平位移达到极限值时，优化效果更加明显。