任秋兵，李文伟，李明超，杨 琳，张梦溪，沈 扬

（1.天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津 300354；2.中国长江三峡集团有限公司，北京 100038）

1 研究背景

高性能混凝土（high performance concrete，HPC）因具有高强度、高工作性和高耐久性等特点而被广泛用于高速公路、高层建筑和水利枢纽工程中［1］。近年来，随着我国基础设施建设的不断推进，对HPC 不同特性（如力学性能、经济性和环保性等）的综合需求愈来愈高，部分需求甚至超出了现行标准/规范［2-3］。例如，三峡主体工程混凝土要求在满足设计技术指标及施工需求的前提下，具有较高的耐久性、抗裂性、低热性、体积稳定性、良好工作性和经济合理性［1，4］。加之，HPC 材料配比复杂、结构组分多样，普通混凝土制备方法难以指导多目标需求下的HPC 配合比设计［5-6］。因此，研究能够满足多目标需求的HPC 配合比优化设计方法具有十分重要的理论与实践意义。

为实现高效、准确的HPC 配合比设计，国内外学者在数值计算优化方面进行了大量有益的探索。Sobolev［7］根据试验数据推导了抗压强度和坍落度的经验公式，并将其用于制备28 d 抗压强度介于50 ～ 130 MPa 的HPC。季韬等［8］提出了基于最少浆体理论的混凝土配合比优化方法。王帆［9］发展了一种基于比强度的HPC 配合比设计方法。哈娜［10］应用线性规划法优化确定符合施工性能要求的HPC 配合比参数。Ferdosian 等［11］证实了响应面法在HPC 配合比优化设计中的适用性。此外，以全计算法、致密体积法、最佳砂率模型为代表的半定量或定量方法也促进了混凝土配合比设计的解析化与自动化［12］。……