崔朕铭，蔡 新，，黄海田，樊志远，郭兴文（.河海大学水利水电学院，江苏南京 0098；.河海大学力学与材料学院，江苏南京 0098；.江苏省水利工程质量监督中心站，江苏南京 009）



软土地基上水闸整体结构优化设计

崔朕铭1，蔡 新1，2，黄海田3，樊志远3，郭兴文2
（1.河海大学水利水电学院，江苏南京 210098；2.河海大学力学与材料学院，江苏南京 210098；
3.江苏省水利工程质量监督中心站，江苏南京 210029）

摘要：针对软土地基上水闸整体结构的优化设计问题，以江苏省苏北某水闸为例，建立了以闸室与群桩基础结构关键几何尺寸为设计变量，闸室与群桩基础总造价最低为目标函数，闸室结构抗滑稳定性、地基承载力、基底应力、闸室与桩基结构强度、闸室沉降和桩顶水平位移为约束条件的优化设计数学模型，利用ANSYS软件的优化模块进行寻优搜索，分别求得水闸整体结构优化设计方案和闸室结构优化设计方案。结果表明：水闸整体结构优化设计方案总造价比闸室结构优化设计方案总造价少2. 7%，桩顶水平位移达到限定值，优化效果更显著。

关键词：水闸；桩基；软土地基；结构设计；优化设计；有限元

水闸作为一种具有挡水和泄水功能的低水头水工建筑物，在水利工程中应用广泛，多建于河道、渠系、水库、湖泊及滨海地区。江苏省黄淮平原、江淮湖洼平原、苏北滨海平原及长江三角洲平原地区的土质具有高含水率、高孔隙比、高压缩性及低强度等特点[1]，为软土地基，往往不能满足水闸结构对地基的要求，需要进行地基处理。……