软黏土地基上沉箱式防波堤在波浪作用下失稳模式分析

沉箱式防波堤作为一种典型的防波堤结构形式,以往大多建立在地质条件较好的水域。随着海岸建筑物向离岸、深水和地基软弱地区的发展,恶劣的海洋环境及软弱的地质条件对防波堤设计理论和方法提出了新的、更高的要求。结合实际工程,利用规范方法对沉箱式防波堤稳定性进行了验算并得出最危险工况。通过有限元法研究其失稳机理与破坏模式,分别对无护肩块石、有护肩块石的沉箱式防波堤两种工况进行计算分析,计算结果表明:随着波浪力的增加,软黏土地基尚未形成贯通塑性区发生破坏时,无护肩块石的沉箱式防波堤首先发生滑移失稳破坏;有护肩块石的沉箱式防波堤首先发生倾覆失稳破坏,并且与规范中以后踵为转动点不同,失稳模式为绕沉箱底面以下中轴线偏右某点发生转动失稳。     

深水防波堤软土地基离心模型试验

某深水防波堤工程水深18~30 m,软土层厚度超过30 m。为检验部分开挖换填抛石斜坡堤设计方案的地基稳定性和地基沉降,进行了防波堤软土地基离心模型试验。试验得到地基圆弧滑动抗力分项系数为1.19,与按规范验算的稳定性结果较一致;施工期地基沉降量约为总沉降量的50%,试验数值似偏小。试验验证了设计方案的可行性。     

某斜坡堤护面块体失稳分析

分析了导致某电厂防波堤护面块体失稳的几点原因，论述为保证防波堤的安全，除了合理的设计外，工程的施工质量应引起足够重视，并应对施工过程予以有效控制。     

耙吸船回填防波堤临时通道砂基础施工研究

防波堤陆路施工通常要建设临时通道,而采用耙吸式挖泥船回填砂垫层和加宽砂基础是陆路临时通道施工的关键步骤。本文以某境外大型填海造地项目防波堤施工中的临时通道砂基础回填为例,围绕其施工方法、质量控制及保障措施、安全环保等方面进行了研究。     

波浪荷载作用下箱筒型基础防波堤性状试验研究

箱筒型基础防波堤是一种新型的防波堤结构,适用于较深水域且海底为软土地基的筑堤情形.然而,这种新型防波堤出现时间较短,对其性状表现的认识尚在积累中,采取何种破坏模式进行设计计算是一个关键难题.为此,开展了土工离心模型试验,探讨了波浪荷载强度、波浪作用持续时间、结构下筒长度和压载等因素对防波堤结构位移模式的影响.试验在离心机高速运转条件下模拟了周期性循环波浪荷载,观测了箱筒型基础防波堤的水平变位、沉降和倾斜以及地基中孔隙水压力等反应.结果发现,修建于给定条件地基上的箱筒型基础防波堤能够很好地抵抗设计荷载强度波浪作用,所发生的沉降、水平变位和倾斜度均不会超出相应的控制值,其主要位移破坏模式为防波堤倾斜过度而失稳或水平变位超出容许值而发生侧向滑动破坏.     

谈谈“块体容许失稳率”

文章对防波堤和护岸等港口工程中经常用到的专业术语——"块体容许失稳率"提出了质疑,指出其在应用过程中,主要依靠物理模型试验来获得,但是由于定义不严密,在模型试验时,特别是3D整体稳定性模型试验时,无法得到正确、合理的失稳率标准值。因此,难以判断防波堤和护岸工程设计的优劣,也不能指导设计方案的优化,将直接影响工程的安全可靠、经济合理。针对这一弊端,提出了建议:(1)保留和继续使用"块体容许失稳率"的有关规定,但是要在"块体容许失稳率"定义前面加上防波堤或护岸长度的限定;(2)废止和停止使用"块体容许失稳率"的有关规定,从严掌握防波堤和护岸的失稳标准;(3)在防波堤和护岸3D稳定性模型试验中,明确规定必须分段进行观测,应逐段分别给出稳定性的试验结果。这些建议,可供有关技术标准修订时参考。     

某人工岛护岸滑坡段成因分析与修复

滑坡后对施工情况、地表变化、土质情况进行了调查和稳定验算,结果表明:因淤泥未清净,淤泥深槽区和深槽过滤带产生圆弧滑动,施工合龙段产生复式滑动,连续三次滑动在地表对应形成小、中、大三条滑弧破裂带。提出了修复时保证稳定的措施,修复后数年一直保持的稳定。     

透空式防波堤挡浪板预制安装施工工艺

透空式防波堤较实体防波堤(重力立式或斜坡式)具有结构轻巧、工程量小,同时具有良好的水体交换性能,改善港池内水体环境,可以透流,有效的防止泥沙回淤,并且造价比实体防波堤低,同时可避免在施工过程中大开挖、回填对海洋环境的影响。本文通过对低水位挡浪板预制、安装工艺的探索和研究,较好的解决了低水位挡浪板的预制、安装。     

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。     

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。     

边坡稳定的有效应力及超孔隙水压判定法

针对由于超孔隙水压过大或者竖向有效应力偏小导致的边坡失稳问题,进行了边坡稳定判定方法的研究。分析堤身或者坡脚某点的竖向有效应力及超孔隙水压随时间变化的曲线,与传统的圆弧滑动法对比,得出在设计、施工过程中可以通过竖向有效应力及超孔隙水压判定边坡稳定的结论,且竖向有效应力及超孔隙水压判定法可以检测边坡稳定的发展情况。     

圆弧曲面复式箱舱防波堤结构的开孔率与填充率研究

采用不规则波浪试验,研究了一种新式异型防波堤——圆弧曲面复式箱舱防波堤的水力特性以及堤上不同部位波力随箱舱结构主要影响因素的变化规律,得出在试验工况条件下适宜的圆弧曲面开孔率、舱箱顶板开孔率以及箱内碎石填充率,为实际工程提供参考数据与建议。     

大圆弧防浪墙在防波堤工程中的应用

为了有效降低斜坡堤的顶高程,同时又不降低抗御波浪爬高的标准,常在堤顶设置防浪墙。大圆弧防浪墙首次 在国内的防波堤工程中应用,节约工程投资并增强墙身的景观效果。对实际工程进行断面物理模型试验,通过实测越浪量 与规范计算结果对比,进一步验证在防波堤工程中采用大圆弧防浪墙具有一定的经济型和合理性。     

一种浮式防波堤的水中翻身方案研究

本文对一种浮筒式防波堤安装过程中的翻身方案进行研究,通过使用Maxsurf软件建模导入Hydromax进行数值模拟计算,来验证优选方案的可行性,再通过制作缩尺模型进行模型实验,将实验结果与数值模拟计算结果进行比较,并针对研究过程中发现的问题提出解决方案,对实际工程应用提出指导性建议。浮式防波堤是用拖航的方式运输至工作海域,为了减小拖航阻力,拖航中防浪网部分会置于水面以上,因此拖船将防波堤拖至工作海域后,在定位锚泊之前,需对防波堤进行翻身。为了控制成本,在安装过程中不考虑使用浮吊等大型起重设备,通过向单个浮筒中注水,使防波堤结构失稳倾覆,再通过拖拽、抽水的操作完成翻身。使用该方案,一方面节约了安装成本,另一方面也提高了浮式防波堤安装过程中的安全性。     

波浪荷载对箱筒型基础防波堤作用的拟静力模拟研究

箱筒型基础防波堤是一种新型防波堤结构,适用于较深水域且海底为软土地基上的筑堤情况,因其出现时间较短,迫切需要加深对其承受波浪荷载的工作性状的认识.采用拟静力法等效模拟波浪荷载对箱筒型基础防波堤作用,研制了能够在离心机高速运转条件下施加水平力荷载作动器,进行了箱简型基础防波堤离心模型试验,观测了箱筒型基础防波堤的水平位移、沉降和倾斜以及地基中孔隙水压力等反应.结果表明,当水平荷载力大于某一临界值后,荷载位移曲线表现出类似"屈服"的现象,背浪侧和迎浪侧的地基中分别出现正的和负的超静孔压,而修建于软弱地基上的箱筒型基础防波堤主要位移破坏模式为防波堤倾斜过度而失稳.     

软粘土强度变化对防波堤稳定性影响分析

在地基软弱的离岸区域建造新港区,建筑物的失稳和破坏很大程度上与地基土体的承载能力有关。实际工程中,在软粘土地基上建造港工结构物大多会通过打设塑料排水板等对软土地基进行加固,如何科学的考虑软粘土地基抗剪强度的提升,最大限度的利用软粘土地基的承载能力,获得更为经济有效的工程设计施工方案,将是我国防波堤建设需要面对的重要研究课题之一。文章根据室内静三轴试验数据,研究不同荷载作用下软粘土强度变化规律,采用ABAQUS提供的接口对数值模型的土体材料属性进行二次开发,并结合实际工程,分析考虑软粘土强度变化后对沉箱式防波堤极限承载力的影响,计算结果表明:在竖向荷载作用下,由于软粘土抗剪强度的提升,防波堤安全系数提高了1.1,防波堤更加稳定安全;在水平波浪荷载作用下,结构的失稳主要受护肩和基床承载特性的影响,强度指标的提升对防波堤失稳影响较小。     

埋入式直立防波堤堤前波浪作用影响分析

直立式防波堤前存在大面积块石回填,造成堤前水深变浅,波浪形态发生改变.为分析埋入式与非埋入式直立式防波堤所受波浪力的差异,利用波浪断面物理模型试验,测定了两种形式直立防波堤外立面所受波浪水平力及浮托力的数值,同时根据相关规范给出的波浪力理论算法分别进行了波浪力数值计算.通过规范公式法与试验测定数值对比,分析其中规律,提...     

圆弧型贯底式防波堤防浪效果的解析研究

给出了圆弧型贯底式防波堤防浪效果计算的解析方法.假定防波堤刚性、薄壁、不透浪,水深恒定.假想存在一个圆柱面,把流场划分为内外区域,在每个区域上将速度势用特征函数展开,然后在它们的公共边界上进行匹配,匹配的原则是公共边界上速度连续,压力连续,从而可得到关于未知系数的一组线性代数方程组,解出未知系数,即可求得流域中任意一点的速度势和波高.数值结果给出了不同入射波波长及防波堤所对不同圆心角时防波堤周围波幅的等高线图.结果表明:圆弧型贯底式防波堤具有很好的防浪效果,通常情况下,掩护区域内的波高仪为入射波波高的20%～50%,对于短波,甚至可降到10%.     

斜向长周期涌浪作用下斜坡式防波堤结构稳定性优化

海外港口工程大部分位于以长周期涌浪影响为主的海域,长周期涌浪对防波堤的作用尚未得到全面认识和研究,尤其是斜向入射的情况。以某一具体港口防波堤工程为例,通过波浪局部整体物理模型试验,对斜向长周期涌浪作用下斜坡堤结构的稳定性进行了研究,并根据试验结果对原方案进行优化,提出了稳定的斜坡堤结构。研究结果表明,斜向波浪作用时,相同水深、波向以及波高情况下,入射波浪周期越长则护面块石失稳率越大;相同水深、波高以及波浪周期情况下,波浪15°角斜向入射时沿堤形成的沿堤流对护面的冲蚀破坏作用比波浪基本顺向入射时的情况更为强烈,护面块石失稳率相比较大。     

土坡最危险圆弧滑动面的优化算法

建议了一种确定土坡稳定性验算中最危险圆弧滑动面的优化算法,并编写了相应的计算软件,可自动搜寻最危险圆弧滑动面,给出滑动圆弧的圆心坐标、半径和抗力系数等.实例计算表明该方法是十分方便和有效的.