软土地基上斜坡式防波堤断面稳定性的物理模型试验研究

坐落于软土地基上的斜坡式防波堤结构会产生较大的地基沉降,通过物理模型试验研究在软土地基上地基沉降量较大的情况下,斜坡式防波堤堤身和护面块体的稳定性.试验结果表明,较大的地基沉降量对斜坡堤堤身和护面块体稳定的影响有限.     

斜坡式防波堤护面块体(ANTIFER)设计实例

依托在建的阿尔及利亚Bethioua矿石码头项目,介绍了地中海地区常用的斜坡式防波堤护面块体Antifer块的设计方法。针对项目在三维物理模型试验过程中直立堤与斜坡堤连接处Antifer护面块体局部失稳问题,通过观察模型试验现象并分析类似防波堤损坏特点,得出波浪在连接处波能集中波高变大、部分波浪破碎产生强烈的冲击作用、连接处块体摩擦作用降低是导致连接处护面块体失稳的主要原因。提出了合理布置防波堤方向、加大护面块体质量、降低坡度和布置潜堤等保证连接处护面块体稳定性的方法,为类似工程设计提供参考。     

斜坡式和直墙式防波堤技术的新进展

综述第27届国际海岸工程会计（ICCE2000）上有关防波堤技术的新进展,内容包括斜坡堤护面块体的稳定性、宽肩台堤的设计标准、扭工字块体的结构失稳标准、Core-Loc块体的应用、三维波浪对混合堤的作用,应用预期滑动距离法设计混合堤以及水平向混合堤等。     

宽肩台斜坡式防波堤施工

斜坡堤是海港防波堤工程中最常用的结构型式。它的发展大体可分为3个阶段：第一阶段是在19世纪中叶建造的抛石斜坡堤。它们主要用质量较轻的不分级配的块石抛筑而成，在风浪作用下，堤坡被打平，甚至堤顶被打平，然后增补堤身块石，直至形成在水位变动区上下附近坡度很平缓的相对稳定断面。第二阶段为斜坡堤型式。主要由堤心、垫层和护面块石(或人工块体)组成。为了减轻护面块石的质量，并可充分利用采石场中各种质量等级的块石，在20世纪80年代初发展了宽肩台式斜坡堤的新堤型。     

国内外港口斜坡堤受损修复典型案例分析

随着全球极端风浪天气日益增多，已建港口防波堤受损的情况逐年增加。为分析总结防波堤受损机理和修复领域的研究成果，收集近年来国内外34个防波堤损坏和修复案例，总结出斜坡堤损坏的4种主要因素并选取典型案例进行介绍，提出斜坡堤的修复和新建设计的合理化建议。对于外侧护面结构破损严重的斜坡堤，建议将已有结构作为堤心，新建护面结构进行修复；对于浪高和地形复杂的新建工程，建议综合考虑含建设费用和维护费用的全生命周期费用，充分考虑斜坡堤维护和修复的便利性，合理选取断面形式并采用块体强健性高、易修复的人工块体。     

斜坡式防波堤的可靠性分析

对港口工程中常用的可靠度计算方法进行阐述,给出了斜坡堤护面块体稳定性可靠性分析的功能函数,介绍了港口工程中常用的单变量极值分布。以秦皇岛水文观测数据为基础,统计换算斜坡堤护面块体的质量,采用极值分布理论对护面块体的计算质量进行分布拟合,对比得出对数正态分布可以对护面块体质量分布进行较好的适线。从算例计算结果对比中可以发现,Monte Carlo模拟的可靠度指标计算结果比验算点法的计算结果低。两种方法计算的可靠度指标均比规范要求的低。利用Monte Carlo模拟计算结构可靠度,选择合理的模拟次数即可。     

科伦坡港口城外防波堤堤顶高程的确定

在地质条件及防波堤断面形式基本确定的前提下,防波堤堤顶高程是决定防波堤造价的主要因素之一。分析特许协议文件中外防波堤相关要求并考虑景观要求,认为堤顶高程应在3.0~4.0 m;分析工程所在区的自然条件及设计要素,确定防波堤的结构形式;在允许越浪的条件下,计算堤顶高程的范围;通过防波堤护面块体稳定性二维物理模型及波浪泥沙整体物理模型试验来验证护面块体稳定性和人工沙滩冲淤变化,并测量堤后不同位置处的绕射或越浪引起的次生波高;根据工程量及施工工艺选定较优的高程方案,为工程设计提供参考。     

斜坡式防波堤技术的新进展

综述在第２４届国际海岸工程会议和港口水工技术国际会议上发表的有关斜坡式防波堤技术的最新，进展内容包括护面块体稳定性的计算方法、战台式防波堤、扭工字块体、钩连块体以及斜皮堤在斜波作用下稳定性等。     

双层扭王字块护面在深水防波堤结构中的应用

为加强恶劣海况下深水防波堤护面稳定性和结构安全性,根据最新规范规定和试验研究结果,对防波堤原设计方案的护面结构形式进行优化调整。采用双层扭王字块护面结构,利用人工块体代替超大质量规格的块石,并提出实施过程中保证深水防波堤工程护面块体质量的施工控制要点。结果表明,双层扭王字块护面既解决了大规格石料供应问题,又提高了深水防波堤护面结构的稳定性。     

非均匀堤心石斜坡式防波堤透浪系数模拟研究

斜坡式防波堤是一种由块石和护面块体堆积而成的多孔介质结构,为了保证较长周期波作用下堤心石施工时的成型率,同时满足透射要求,现研究一种新型结构的斜坡堤在不规则波作用下的透浪规律。拟将斜坡堤静水位处部分区域的堤心石换成粒径较大的块石,利用数值试验的方法对新型斜坡堤的透射过程进行模拟。数值模型基于不可压缩粘性流体的N-S方程,并利用VOF法解决自由表面的追踪问题。文章对透射后的特征波及透射系数进行分析,并拟合出了透浪系数公式,为实际工程提供指导意见。     

斜坡基床上防浪结构设计探讨

直立式防波堤承受波峰推力一般是波谷吸力的1.3～1.6倍,斜坡式防波堤和护岸顶部的防浪墙,波峰作用力是结构的控制荷载,波谷时基本不受波吸力作用,结构承受的控制水平力具有方向性。提出防浪块体设置在斜坡基床上的方案,利用斜坡方向的自重力分力克服部分波峰水平力,实现防浪结构在波峰、波谷作用下的稳定性基本处于同一水平。通过结构受力特点和施工可行性分析,初步认为在防浪结构的稳定性由基床顶面抗滑控制的情况下,该方案结构受力合理,具有可实施性和应用价值。     

斜坡式海堤挡浪墙稳定性试验研究

通过模型试验验证了波浪作用下斜坡式海堤各设计方案的挡浪墙及其它各部位的稳定性,并观测了堤顶的越浪情况。为增强海堤挡浪墙的稳定性,对斜坡式海堤断面提出了两种调整方案:一种为改变挡浪墙形式、加大挡浪墙重量;另一种为优化斜坡式海堤海侧坡面的结构形式,抬高护面戗台及护面肩台的顶高程。结果表明,本试验中抬高海堤护面戗台及护面肩台的高度,使部分大浪在块石护面处破碎,减小了波浪对挡浪墙的作用力。增强挡浪墙的稳定性效果较好。     

斜坡式防波堤工程优化设计

在水深较大的海域,传统的斜坡式防波堤结构形式因其断面较大使得造价大幅上升。研究成果和工程实例表明：带减压倒L型胸墙的斜坡堤可以优化传统防波堤设计形式,在保证工程安全性和满足使用要求的同时,可以较好地降低工程造价。结合工程案例,对斜坡式防波堤结构优化设计进行研究和探讨,供类似工程参考。     

斜向不规则波对斜坡堤堤头作用的试验研究

在物理模型试验的基础上,描述斜向不规则波对斜坡式防波堤堤头的作用形态,分析冲击波流的形成原因,找出不同波向所产生冲击波流的影响范围及对护面块体的影响,为同类工程的设计提供借鉴.     

斜坡堤护面肩台宽度优化的试验研究

在港口及海岸工程中,斜坡堤是一种传统的、广为采用的结构形式。文章通过模型试验,分析了波浪作用下不同肩台宽度对斜坡堤断面的稳定性、越浪量和胸墙受力情况的影响,对斜坡堤护面肩台宽度进行了调整,达到了优化的目的。     

涌浪条件下斜坡式防波堤堤脚块石稳定性

海外港口工程大部分位于以涌浪为主的海域,防波堤在涌浪作用下的稳定性尚未得到全面认识。对于斜坡堤,除了护面对其稳定性至关重要外,堤脚对其稳定性也很重要。以某一具体港口防波堤工程为例,通过波浪断面和局部整体物理模型试验,对涌浪作用下斜坡堤堤脚块石的稳定性进行了研究。根据试验结果,对比正向和斜向波浪作用下斜坡堤堤脚块石的稳定性结果,重点分析了斜向波浪作用下斜坡堤堤头圆弧段堤脚块石发生破坏的原因及其随入射波浪周期和水位的变化关系,并对原方案堤脚进行了优化。     

基于FEMDEM的斜坡堤护面块体破坏的数值模拟

针对斜坡堤人工护面块体发生的接触碰撞问题,应用有限元离散元耦合法（FEMDEM）探讨了护面块体的碰撞 应力、裂缝形成以及断裂过程。算例结果表明：断裂破坏通常发生在边界转角及角点,FEMDEM能有效地模拟连续介质向 非连续介质的转化过程。     

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。     

基于施工造价分析的防波堤结构方案比选

斜坡堤和直立堤作为常见的防波堤结构形式,当两者用于设计方案比选时,工程造价是结构选型须考虑的重要因素。通过结合实际工程案例,分析自然条件、主材供应、施工难易、工期要求等方面对工程造价的影响。结果表明,当水深较浅、石料来源丰富的情况下,斜坡堤具有造价较低的优势;对于水深较大、有特殊景观使用要求的情况下,可考虑选用直立堤。