[发明专利]一种深厚覆盖层闸坝防渗体系工程参数确定方法

说明书

本发明提供了一种深厚覆盖层闸坝防渗体系工程参数确定方法，包括如下步骤：①计算极值；②拟合曲线；③构建分段函数；④构建目标函数；⑤联立求解函数；⑥代入求解。本发明基于工程实际问题构建数学模型，通过采用最小二乘法原理及多元函数极值法确定闸坝防渗体系的最优组合，避免了反复繁杂的手动试算过程；在保证工程安全的同时，经济性最优。

技术领域

本发明涉及一种深厚覆盖层闸坝防渗体系工程参数确定方法。

背景技术

在深厚覆盖层闸坝防渗设计中，防渗设计方案主要包括水平铺盖防渗、垂直防渗(防渗墙或防渗帷幕)、水平铺盖与防渗墙(防渗帷幕)联合防渗三种。常规的设计方法是根据工程地质条件及水文地质条件，初步判断采用三种防渗设计方案中的一种。如采用联合防渗方案，参考类似工程直接拟定水平铺盖的长度及防渗墙的深度，然后进行渗漏量及渗透坡降计算，满足设计要求即可。该方法未能做过细的试算，且试算的工作量极大，所以拟定的水平铺盖长度及防渗墙的深度往往并非最优组合。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种深厚覆盖层闸坝防渗体系工程参数确定方法，该深厚覆盖层闸坝防渗体系工程参数确定方法通过采用最小二乘法原理及多元函数极值法确定闸坝防渗体系的最优组合，能确保在保证工程安全的同时，经济性最优。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种深厚覆盖层闸坝防渗体系工程参数确定方法，包括如下步骤：

①计算极值：根据工程地质条件及水文地质条件，先以临界逸出渗透坡降为控制标准，分别计算刚好满足临界逸出渗透坡降要求的水平铺盖长度L_amax及垂直防渗深度H_amax，后以渗漏量为控制标准，计算刚好满足临界渗漏量要求垂直防渗深度H_bmax；

②拟合曲线：先以计算水平铺盖长度L_amax及垂直防渗深度H_amax过程中得到的数值，拟合第一函数f(x)，后以计算垂直防渗深度H_bmax过程中得到的数值，拟合第二函数g(x)；

③构建分段函数：基于第一函数和第二函数构建分段函数ψ(x)；

④构建目标函数：基于水平铺盖长度、垂直防渗体深度、垂直防渗体每延米造价与水平铺盖每延米造价比值，构建目标函数f(x，y)；

⑤联立求解函数：将分段函数ψ(x)表示为乘子函数采用拉格朗日乘数法，联立所述乘子函数、目标函数得到最优方程组；

⑥代入求解：将工程参数代入最优方程组求解。

所述步骤①中的计算采用autobank软件进行。

所述第一函数和第二函数采用最小二乘法拟合得到。

所述第一函数f(x)为f(x)＝a₁x³+a₂x²+a₃x+a₄。

所述第二函数g(x)为g(x)＝b₁x³+b₂x²+b₃x+b₄。

所述最优方程组为

所述目标函数为f(x，y)＝x+ky，其中，x为水平铺盖长度，y为垂直防渗体深度，k为垂直防渗体每延米造价与水平铺盖每延米造价比值。

所述分段函数为