土石坝是传统的坝型,结构简单,易取材,是世界大多数国家坝工建设的主要坝型。其安全性分析方法的研究是目前坝工研究的热点。利用原位观测资料进行大坝材料反分析,进而预测大坝实际的工作性状是进行大坝安全性评价的重要手段,因而进行土石坝反演分析理论和方法的研究具有十分重要的意义。 本文在阅读了大量文献的基础上,深入地讨论了土石坝材料模型参数反演分析的原理,并探讨了基于现场观测信息反演分析土体模型参数的具体方法,开发了基于免疫学原理的遗传算法的土石坝反分析程序。最后结合三峡茅坪溪沥青混凝土心墙坝工程实例,通过使用坝体在填筑阶段所取得的现场观测成果,进行了沥青混凝土邓肯张E—μ模型参数的反演分析。反演结果验证了本文所建议的理论与方法是可行的,开发的程序是有效性的。具体工作如下: 1.在遗传算法原理的基础上,结合非线性排序策略和最优保存策略,用FORTRAN语言编制了改进的遗传算法程序。从优化一个简单函数的实例入手,分析该程序的可行性。 2.遗传算法随机搜索能力强,但是其收敛方向无法控制、易陷入局部最优解,且收敛慢。而基于免疫学原理的遗传算法利用浓度调节机制,可以克服遗传算法的上述缺点,文章用简单函数进行程序测试,验证了该算法的有效性。 3.在已有反演分析方法的基础上,结合免疫遗传算法基本原理,开发了基于免疫学原理的遗传算法反分析程序,并应用于三峡茅坪溪沥青混凝土心墙坝的心墙材料力学模型参数反演分析。 4.利用沥青混凝土材料的反演参数值,对三峡茅坪溪沥青混凝土心墙坝进行二维有限元计算,预测了大坝实际运行的工作性态,为大坝安全运用提供依据。