不规则波作用下的混凝土铰链排稳定厚度的试验研究

基于某海堤防护工程,将柔性混凝土铰链排技术结合到原刚性的护坡中,利用室内波浪水槽开展了一系列试验,确定适合滨海海域波浪作用下的铰链排的最小稳定厚度。试验结果表明:在不规则波作用下排体所需最小稳定厚度要明显大于规则波作用所需厚度,波高和波周期均是显著影响混凝土铰链排的稳定厚度的关键要素。根据试验结果,比较前人研究公式,拟合出新的不规则波作用下的混凝土铰链排最小稳定厚度的经验公式。     

混凝土铰链排护坡式海堤排体稳定性试验研究

通过波浪断面物理模型试验,对混凝土铰链排护坡式海堤排体在不同水深、波高、波周期、波浪类型及压载块体间距等条件下的稳定性展开研究,揭示了排体不同部位的失稳特点。试验结果表明:当水深一定时,波高或波周期越大,排体稳定性越差;不规则波作用对排体稳定性的影响显著大于规则波作用;排体失稳主要发生在首尾边缘部分,而内部稳定性较好,当排体采用首尾边缘压载块体厚度大、内部压载块体厚度小的结构形式时,仍具有良好的稳定效果;压载块体间距对排体稳定性、抗冲、变形和保护岸滩能力及垫层碎石质量的选取均具有一定影响,在实际工程中应综合考虑各因素合理确定。     

宽平台生态景观海堤结构稳定性试验验证

针对宽平台生态景观海堤结构稳定计算突破规范适用范围的问题,开展了物理模型试验验证。首先根据使用需求确定海堤设计的主要功能;其次通过理论计算挡浪墙、护面块体稳定及波压力值,初步确定海堤设计断面;最后根据波浪模型试验验证设计断面,对比分析理论计算与试验数据。试验结果表明：宽平台生态景观海堤堤顶挡浪墙与堤脚距离宜大于1.5倍波长,堤顶越浪量较小,背海面可种植绿化,挡墙稳定验算基本可忽略波浪力作用。距离堤脚1倍波长位置,护面块体应选择稳定可靠的形式,消浪作用显著。研究成果为宽平台生态海堤设计提供试验验证及合理建议。     

不规则波作用下波浪爬高计算方法

通过物理模型试验,研究了不规则波作用下光滑不透水单坡和复坡上的波浪爬高,分析了主要影响因素波陡、坡度、波浪入射角、平台宽度和高程对波浪爬高的影响规律,得到了海堤结构波浪爬高的计算公式及其不同累积率换算关系,并提出了多级平台海堤断面波浪爬高计算方法,可适用于复杂海堤断面的爬高计算,与40多个实际工程的模型试验结果对比,具有较好的计算精度,可供工程设计参考。     

不规则波作用下波浪爬高计算方法

通过物理模型试验,研究了不规则波作用下光滑不透水单坡和复坡上的波浪爬高,分析了主要影响因素波陡、坡度、波浪入射角、平台宽度和高程对波浪爬高的影响规律,得到了海堤结构波浪爬高的计算公式及其不同累积率换算关系,并提出了多级平台海堤断面波浪爬高计算方法,可适用于复杂海堤断面的爬高计算,与40多个实际工程的模型试验结果对比,具有较好的计算精度,可供工程设计参考.     

波浪作用下混凝土联锁排稳定厚度

通过水槽试验测定混凝土联锁排的波浪动水压力,并选择椭圆余弦波理论进行计算模拟。根据混凝土联锁排的受力分析,建立动力平衡方程,推导出波浪作用下的稳定厚度计算公式,探讨了波高、水深及波周期对混凝土联锁排厚度的影响。经过与其它公式及试验结果比较,证明所推导公式的合理可信。     

胜利油田海堤工程护面块体选型

结合海堤工程的不同断面形式,以水工物理模型试验作为主要研究手段,验证海堤在不同工况条件下在临界破碎波高作用下的护面块体稳定性。通过比较分析两种护面块体形式的稳定性试验的相关数据,最终确定适用于胜利油田海堤工程的合理经济的护面块体形式。     

斜坡式海堤工后沉降和越浪量研究*

针对斜坡式海堤工后沉降和越浪量问题,以温州浅滩一期围涂斜坡式海堤为研究对象,分析了海堤工后断面堤顶沉降量和断面形式。通过典型断面模型试验获得了不规则波作用下海堤工后平均越浪量,分析了越浪量的影响因素。结果表明：1）南围堤和东围堤各断面堤顶沉降量是不均匀的,沉降和泥沙淤积导致断面形式发生了明显的改变;2）采用波浪斜向入射系数对海堤工后平均越浪量进行修正,南围堤和东围堤典型断面影响因素变化导致越浪量发生规律变化,海堤工后越浪量满足规范要求。     

水力插板与抛石斜坡复合堤稳定机理

在海岸防护堤坝工程中,采用水力插板桩技术修筑直立墙,并在墙前水下形成抛石护坡,此种水力插板与抛石斜坡组成的的复合堤,已在工程实践中表现出良好的安全稳定性。对直立堤、抛石堤以及复合堤3种堤型开展不同波况下直立墙上和抛石护坡中波压力的试验研究,对复合堤的稳定性优于直立堤和抛石堤的机理进行分析。试验结果表明,抛石护坡明显降低了直立墙上的波压力,减轻了波浪冲击;直立墙阻止越浪带动抛石堤顶部块体向堤后运动,避免抛石护坡的过度破坏。两者结合使复合堤具有比直立堤和抛石堤更好的稳定性。     

高防护等级海堤断面结构及护面材料选择试验研究

随着经济和社会的快速发展,海堤设计的防护等级和安全性要求也越来越高。以福建省泉州市的泉港区北部城区某高防护等级海堤设计为依托,以海堤典型断面为研究对象,通过断面物理模型试验,研究设计断面各部位的结构稳定性并进行评价,通过越浪量试验对堤顶高程的合理性进行分析,并对不同型式的护面结构进行试验比较,可为今后在其他类似海堤工程设计中提供一定的参考价值。     

考虑护岸的可透水海堤的计算与分析

根据规则波作用下的波浪力的频域解理论,以可透水海堤为模型,得到不同吃水、离岸距和孔隙参数下可透水海堤结构和护岸的受力情况。运用谱分析法理论,分析不同吃水和离岸距下的波浪力谱特征,确定了可透水海堤在不规则波作用下水平方向的累积频率波浪力。分析可知,考虑护岸的可透水海堤的受力和消波效果对孔隙系数和波浪频率敏感性强,设计中应避开波浪力峰值。     

斜坡堤后坡砌石护面稳定厚度的模型试验研究*

防波堤工程中堤顶越浪量的增加易导致堤后破坏,造成重大生命财产损失。针对这一问题,对防波堤后坡干砌块石护面进行系列物理模型试验,根据越浪对堤后不同砌块厚度的冲刷破坏情况,讨论堤后砌块护面稳定厚度与越浪量之间的关系。在此基础上,对平均越浪量进行分析,并对比国内外现有越浪量计算公式,结合我国常用防波堤结构形式,提出不规则波作用下的平均越浪量计算公式。最终给出不规则波作用下后坡干砌块石稳定厚度的计算公式。结果表明,公式与试验结果吻合度较好,可为我国防波堤后坡护面结构设计提供重要参考依据。     

斜坡堤上平均越浪量计算方法的比较

针对海岸工程中的越浪量问题,国、内外学者进行过大量研究,提出了多种计算平均越浪量的方法,但由于考虑的影响因素不同,计算结果常有较大差异.目前,在我国的海堤、护岸等海岸工程设计中,多按"允许越浪量"为控制条件初步确定堤顶高程,再由物理模型试验加以验证.本研究基于三维波浪模型试验,综合针对斜坡堤上平均越浪量的主要研究成果,...     

海堤后坡混凝土板护面稳定厚度的模型试验研究

海堤在风暴潮和极端波浪的联合作用下极易发生堤顶大量越浪,而越浪量的增加可能导致防波堤后坡的破坏,造成海堤整体失稳。针对这一问题,对海堤后坡混凝土板护面进行系列二维物理模型试验,根据越浪对堤后不同坡度不同护面厚度的冲刷破坏情况,讨论堤后混凝土板护面稳定厚度与越浪量和后坡坡度之间的关系,结果表明:同一坡度下护面稳定厚度与越浪量成线性相关;不同坡度时,坡度越缓,相对厚度越小。最终给出不规则波作用下不同坡度的后坡混凝土板护面厚度的计算公式。     

单向格栅软体排顺水沉排受力特性研究

单向格栅软体排是一种以单向格栅为受力构件,自下而上由反滤土工布、单向格栅和混凝土压载块3部分组成的新型软体排结构。以长江中下游护底工程为应用场景,利用有限元法模拟单向格栅软体排在顺水沉排施工条件下的受力特性,发现随着相对移船位移、水深、水流流速和压载质量的增大,单向格栅软体排体的最大应力逐渐增大;随着水流方向与沉排方向夹角的增大,单向格栅软体排所承受的最大应力逐渐减小。在各种顺水沉排条件下,铺排船翻板下端处的单向格栅软体排受力最明显,且软体排承受的最大应力位于翻板下端的软体排宽度方向上距离两侧边缘约1 m的位置,软体排中间部位受力较小。结果表明：单向格栅软体排所承受的最大应力远低于其抗拉强度,该新型软体排结构在长江中下游护底工程中具有较好的适应性,相对于传统的加筋软体排,单向格栅软体排可减少20%以上的排布成本。     

黄骅港潜堤工程水下模袋混凝土施工技术

针对黄骅港某潜堤工程水下模袋混凝土护面施工过程中遇到的工期紧、外海作业施工难度大和作业无技术标准的问题,采用现场技术攻关方法,对水下模袋混凝土护面施工工艺、施工难点及施工过程质量控制进行研究,得出"模袋混凝土按设计要求充满,成型后与压顶块体侧面及扭王字块体充分接触(且无破损),能够起到稳固压顶块体的作用"的结论。     

波浪作用下护岸三维稳定试验研究

针对大连某护岸工程平面布置方案,通过波浪三维稳定物理模型试验,分别对工程前设计波浪要素和斜坡护岸稳定性进行了研究。研究结果表明,特定地形条件下近岸处波高会大于深水处波高,值得设计特别注意;采用同样重量的护面块体,在击岸破碎波的作用下,浅水段的护岸稳定性不及深水段,底部块体的失稳会导致上部块体的下滑、坍塌,从而使断面失去防浪功能;在某些情况下,斜向浪对扭王字块护面块体的作用比正向浪偏于危险。因此,工程设计需要特别注意斜向浪和击岸破碎波的影响。     

复杂地形条件下波浪爬坡数值模拟研究

波浪爬高是确定海堤、护岸等海岸工程顶高程的主要因素,不仅直接影响工程造价,更关系到工程的安全。目前,针对单一型缓坡以及坡度较陡的防波堤的研究较多,但兼顾各种复杂地形条件下的波浪爬坡还没有一种公认较好的计算模型。文中首次采用MIKE21一维BW模型,分别通过规则波和不规则波对波浪破碎以及波浪爬坡进行了数物模验证。结果表明,应用MIKE21一维BW模型不仅能模拟在缓坡上的波浪破碎及爬坡过程,也能模拟诸如防波堤等陡坡的波浪爬高现象。将该模型应用于海南昌江核电护岸工程,为其安全性设计提供了科学依据,同时也为复杂地形条件下的波浪爬坡问题提供了一种切实可行、易于推广的研究方法。