涌浪条件下斜坡式防波堤越浪量的对比分析

海外港口工程大部分位于以涌浪为主的海域,涌浪对防波堤的作用未得到全面认识。越浪量一直是斜坡堤设计中需要重点考虑的问题,其直接关系到结构的安全和使用。以某一具体港口防波堤工程为例,对其防波堤进行了波浪断面和局部整体试验,研究涌浪作用下斜坡堤(单坡、无挡浪墙)的平均越浪量,并与计算结果进行对比分析。研究结果表明:1)断面试验和局部整体试验结果表明斜坡堤越浪量随着波浪周期的增大而增大,而国内规范公式计算结果随着波浪周期的增大而减小。2) EurOtop公式越浪量计算结果不考虑波浪周期的影响; ANN(人工神经网络)方法越浪量计算结果也随着波浪周期的增大而增大。3)总体上,ANN方法越浪量计算结果与物理模型试验结果的吻合程度均明显好于国内规范公式和EurOtop公式计算结果。     

斜坡堤在涌浪作用下的越浪量试验研究

影响波浪作用下防波堤的越浪量大小的因素很多,对于周期影响的分析成果差异很大。首先分析了三个代表的计算公式的越浪量与周期的对应关系,再针对8种典型的单坡无胸墙斜坡堤,通过二维水槽物理模型试验进行不同周期波浪条件下越浪量的测定,进行试验值与计算值的对比。针对计算值与实测值的差别,对波浪爬高进行了计算,表明越浪量小数值离散大的组次是溅浪的情况。在长周期波浪作用下,水体在斜坡上雍高,表明浅水效应明显,因此引入与深水波陡有关的因子,对周期较长情况下的越浪量计算公式进行了修正,符合情况良好。     

高桩梁板式透空防波堤透浪特性的研究

通过规则波作用下高桩梁板式透空防波堤断面波浪模型试验,重点研究影响防波堤透浪系数的主要因素（包括相对水深、相对透空率、入射波高和波周期等）及其规律,通过与现有防波堤透浪系数理论公式的对比找出误差原因。针对防波堤上部越浪的情况,考虑波浪超高和相对堤宽等因素的影响,修正防波堤透浪系数公式并进行验证。本研究成果可作为相关理论研究和工程实践的参考。     

斜坡堤越浪量试验研究

研究斜坡堤的越浪量对于防波堤的设计有重要意义。通过波浪断面物理模型试验的方法,研究了波高、波陡和堤顶超高的变化对斜坡堤越浪量的影响规律,比较了4种不同护面形式的消浪效果。试验结果显示:斜坡堤越浪量随着有效波高的减小和波陡的增大而减少;斜坡堤越浪量随着堤顶超高的增大,成指数形式递减;护面形式对斜坡堤越浪量有一定影响,扭王字块和栅栏板的消浪效果差别不大,且均优于四角空心方块。将物模试验值与现有斜坡堤越浪量公式计算值进行对比,推荐了陈国平公式作为计算斜坡堤越浪量的公式。     

国内外斜坡式防波堤越浪量计算方法比较

国内外斜坡式防波堤越浪量计算方法不同,选择合适的计算方法来准确计算与评估斜坡式防波堤越浪量非常必要。依托某海外集装箱码头扩建项目防波堤工程,详细介绍了国内外常用的防波堤越浪量计算方法,并结合2D防波堤越浪量物理模型试验,就各个计算方法计算值与试验结果进行了比较分析。结果显示:欧标中EurOtop (2016)在计算斜坡堤越浪量时具有更好的适应性,平均值方法较试验值偏小、设计评估方法较试验值偏大;而美国CEM方法和日本OCDI方法与试验结果相差较大。研究结果可为斜坡式防波堤设计与施工期安全评估提供参考。     

新型浮式防波堤水动力特性试验与数值研究

针对一种新型浮式防波堤开展水池物理模型试验,在规则波和不规则波中考察波浪的浪向角、波高和周期对防波堤消波性能的影响。基于CFD软件建立了三维数值模型,取得了与模型试验比较一致的结果,验证了数值方法的可行性。数值和试验结果表明,在不同浪向角下新型防波堤的消波效果不相同,波高变化对消波效果的影响较小,而波浪周期对消波效果影响较大,周期越小,消波效果越好。对于周期不大于6s的波浪,该新型防波堤能达到超过50%的消波效果。该新型防波堤型式和数值计算方法可为后续浮式防波堤设计选型和分析提供参考。     

某帆船基地斜坡式防波堤挡浪墙稳定性设计及验证

挡浪墙稳定性计算在带挡浪墙的斜坡式防波堤结构设计中非常重要,关键在于挡浪墙上波浪力取值。斜坡堤上挡浪墙波浪力按《港口与航道水文规范》计算,与物模试验实测结果有较大差异,尤其是在平均波周期10s以上的海域。基于第19届亚运会帆船基地防波堤设计,通过规范计算值与断面物理模型试验数据的对比分析,合理确定挡浪墙型式和尺度等重要设计参数。充分运用试验手段对挡浪墙波浪力做出了有益的探索,为斜坡式防波堤的设计改进提供了借鉴。     

防波堤及护岸越浪研究综述

近年来防波堤越浪方面的相关研究,分别在越浪影响因素、越浪量计算公式推导论证、越浪数值模拟与越浪量标准4个方面进行归纳总结.已有成果表明:1)越浪影响因素的研究多是集中于常规因素,包括波高周期,堤顶高程,坡肩宽度,护面块体,而对水流、风速、波浪谱以及水的性质等其他因素研究相对较少;2)越浪量计算公式研究中主要集中在影响越...     

密排桩基防波堤波浪力试验分析

针对密排桩基防波堤波浪力计算的问题,基于某密排桩基防波堤工程,进行密排桩基防波堤波浪力的物理模型试验研究。结果表明：密排桩基防波堤波浪力计算可采用直墙式建筑物波浪力理论公式,OCDI公式结果与试验值较接近;波浪力沿堤身轴线呈现堤身大、堤头小的趋势;斜向浪对密排桩基防波堤波浪力有一定影响,可采用Goda 公式折减系数进行近似评估。     

某斜坡式防波堤越浪量试验结果分析

斜坡式防波堤的越浪量对港内波稳条件及防波堤内坡护面的稳定性均有重要的影响,越浪量的确定是外海开敞式防波堤设计的重要内容。在进行威海港靖海湾港区张家埠新港作业区防波堤工程设计过程中,对防波堤进行了越浪量物理模型试验,并对模型试验结果与规范计算结果进行了比较,提出了相关建议,供类似设计参考。     

基于OpenFOAM的海岸结构越浪数值模拟

海浪遇到海岸建筑物时可能会发生越浪。越浪会对海岸建筑物产生冲刷,并对后方的人员及设施造成威胁。防波堤作为一种常见的海岸建筑物,其越浪量一直受到关注。本文基于开源计算流体力学软件OpenFOAM,建立数值波浪水槽,模拟斜坡式防波堤上的越浪过程。在防波堤结构顶部设置通量面,采集越浪量。验证所建立数值波浪水槽耗散性良好,未出现明显的波高衰减,所得越浪量与物理模型实验结果进行对比,结果表明数值模拟所得越浪量合理,可以进一步开展海岸结构越浪研究。     

越浪对斜坡式护岸后方危险品管廊的影响

随着极端灾害天气的增多,建港条件恶化,已建斜坡式护岸不能对后续建设的危险品管廊形成安全掩护。论证掩护危险品管廊斜坡式护岸的防潮、防浪和越浪量标准,采用规范公式计算掩护危险品管廊的斜坡式护岸堤顶高程,通过波浪断面物理模型试验研究越浪量、越浪水面线、越浪落水点位置和波浪力,分析越浪对斜坡式护岸后方危险品管廊的影响,提出堤顶高程无法满足越浪量控制标准的管廊建设方案。     

单挡板桩基透空堤的透浪系数物理模型试验*

依托实际工程,对桩基挡板式透空堤的消浪特性开展物理模型试验研究,优化堤型结构,并将前人的研究成果进行应用。结果表明,对于受越浪影响较大的防波堤,堤后透射系数与堤顶越浪和堤底透浪有关,有必要在计算时考虑堤顶越浪这个因素;对桩基挡板式透空堤进行设计优化时,可以通过增加挡浪板的入水深度或增加堤顶高程或两者同时调整等方式增强其消浪特性;推荐使用Wiegel公式进行单挡板桩基透空堤透浪系数的估算;各家公式有各自的适用条件且针对的结构形式较简单,运用到实际工程中存在误差,需要分析不同工程所处的环境特点及结构设计特点,合理选择公式进行计算。     

加纳特马港防波堤稳定性局部物理模型试验研究

非洲西海岸几内亚湾涌浪周期长、风暴期间大浪持续时间长,加纳特马港新集装箱码头防波堤还受到斜向浪作用,为研究防波堤转弯段的护面稳定性,建立了港池局部整体物理模型。试验结果表明,防波堤各部位满足稳定要求,但转弯段和堤根段局部堤顶护面块石的失稳数较大。分析了波浪入射角对防波堤各部位稳定的影响,堤顶和堤后块石主要受越浪的作用,波浪和堤轴线夹角较大时,波浪入射角些许变化对堤顶及堤后块石稳定影响不明显;波浪和堤轴线夹角较小时,波浪入射角增大导致越浪量变大使堤顶及背浪面块石失稳数增大。     

某斜坡堤工程消浪措施效果的试验分析

通过断面波浪物理模型试验,实测了某游艇港斜坡式防波堤的越浪量及堤内侧波高数据,分析防波堤顶高程的调整以及消浪肩台、护面块体坡顶宽度的变化对防波堤防浪效果的影响。试验研究结果为工程设计提供了科学的依据,同时对类似建港工程也具有比较实用的借鉴意义。     

消浪肩台对斜坡式防波堤堤顶高程的影响

针对消浪肩台对斜坡堤顶高程影响的问题,以某新建码头防波堤工程为基础,对比分析了平均越浪量和堤顶高程的多种经验公式计算结果,并和断面物理模型试验结果进行比较。经验公式计算结果显示,相同顶高程条件下,设有消浪肩台的斜坡堤可显著降低堤顶越浪量;经验公式和断面物理模型试验结果显示,设有消浪肩台的斜坡堤可显著降低顶高程。     

波浪的非线性对斜坡堤反射和透射性能影响的试验研究*

防波堤的反射和透射性能是评价防波堤的重要指标。通过物理模型试验研究不规则波作用下波浪的非线性对斜坡式防波堤的反射和透射的影响。应用基于小波变换的时域入反射波浪分离方法分析防波堤前的入射波和反射波,进而得到防波堤的反射系数和透射系数,并将试验分析结果与现有斜坡式防波堤透射系数结果进行对比,讨论不规则波浪的非线性和水位对反射和透射的影响。结果表明,防波堤的反射系数随着波浪非线性和水位的增加而减小,随着波浪非线性的增强,波浪的透射系数减小,而水位越大透射系数越大;现有的防波堤透射系数公式计算的结果均偏小,特别是高水位情况下更为显著;所采用的防波堤具有较好的阻挡入射低频波浪的功能。     

排桩式防波堤透浪效果试验研究

以西非西海岸某在建港口项目为背景,通过排桩式防波堤透浪效果的物理模型试验,主要研究了波浪在不同波高和不同周期下穿越排桩后透浪系数的变化规律。研究表明,排桩间距对透浪系数有较为明显的影响,波浪在穿过排桩式防波堤时,会随着波高和波周期的变化,呈现不同程度的变化;还将试验结果与理论计算进行了对比分析。研究成果对排桩掩护后的施工条件以及防止岸滩侵蚀都具有重要的参考价值。     

兼顾行车功能的斜坡式防波堤设计

斜坡式防波堤结构简单，对地基的适应性较强，施工工艺成熟，是一种常见的波浪防护结构形式，在沿海工程中广泛采用。常规的斜坡式防波堤设计通常结合结构安全、工程造价等需要，根据规范要求选择合适的防浪标准，确定相应的波浪爬高和越浪量，最终选择合适的断面结构形式。除上述因素外，兼顾行车功能的斜坡式防波堤尤其受风浪影响较大的工程，行车安全及景观要求也是设计时必须考虑的重要因素。结合实际工程的使用情况及不同物理模型试验方案的试验结果，提出在现有防护结构外侧增设宽平台的设计方案，可有效减少堤顶越浪量，经实践检验，满足使用要求。     

斜向波作用下斜坡堤平均越浪量的试验研究*

通过对平均越浪量的计算来设计斜坡式海堤是我国常用方法。归纳总结国内外平均越浪量的研究进展和相关计算公式,并通过整体物理模型试验,重点分析和讨论波浪入射方向与斜坡堤堤顶越浪量的关系,并提出修正的越浪量计算公式。