波浪作用下开孔混凝土护面板浮托力研究

在混凝土护面板上开孔可增大护面层的渗透系数、减小浮托力、增强整体稳定性。通过不规则波系列试验,研究了波坦、坡度、伊里巴伦数、开孔率对混凝土护面板相对净浮托力大小的影响,分析了相对净浮托力的作用深度、分布情况。对于不开孔混凝土板,相对净浮托力随波高和波长的增大都有减小的趋势;对于开孔的混凝土板,相对净浮托力随开孔率的增大线性减小。在此研究基础上给出了最大相对净浮托力计算公式,并与前人公式进行了比较。     

双层消浪平台斜坡式护岸的波浪作用试验研究

文中在水槽中构建不同护肩块体的双层消浪平台斜坡式护岸二维物理模型,对其波浪作用效应进行了测试分析研究,探讨了消浪平台不同开孔率时的浮托力变化,以及不同护肩型式消浪效果的差异。本论文处理数据采用同步记录各测点的方式,提取合力最大时刻的各测点压强进行分析。给出了一级消浪平台四种开孔率变化对一级消浪平台浮托力和3#胸墙波浪力的影响曲线,分析得到消浪平台附近水位是影响波压力的重要因素。研究结果表明：增大消浪平台开孔率可以有效降低平台面板的浮托力,3#胸墙波浪力在开孔率从5%变为15%时有较明显降低,从15%开大到30%时,3#胸墙波浪力无明显变化。作为人工护肩块体,网箱比八字块体消浪作用更好,可以使3#胸墙波浪力减小40%~50%。     

含开孔裙板之圆柱形浮标波浪力研究

基于线性波理论,应用匹配双特征函数展开法建立了含开孔裙板之圆柱形浮标一阶波浪力和力矩的半解析计算模型。该计算模型还可推广应用于无裙板之圆柱形浮标或水面垂直漂浮圆柱体、淹没垂直圆柱体及淹没开孔/实心圆形垂荡板。为了验证计算程序的正确性,将作用在淹没开孔/实心圆形垂荡板上的垂向波浪力与文献的半解析结果进行了比较,结果吻合很好。薄板的开孔影响系数随开孔率增大而变大,讨论了开孔率对作用在淹没圆形开孔垂荡板及含开孔裙板之圆柱形浮标上一阶波浪力和力矩的影响。结果表明,作用在淹没垂荡板上的垂向波浪力和力矩随着开孔率的增大而减小;而作用在含裙板之圆柱形浮标上的垂向波浪力则随开孔率的增大而增大。裙板开孔率对含裙板之圆柱形浮标上力矩的影响要大于对波浪力的影响。     

高桩码头浮托力计算

波浪浮托力是高桩码头、墩台结构设计的重要荷载之一,通过对浮托力公式进行分析,找到浮托力与水位、板底高程之间的关系以及最大浮托力出现的位置,以便进行快捷计算。通过对现有不同的浮托力公式进行对比分析,对总浮托力是否考虑静水压强下的影响进行探讨。     

明基床上开孔沉箱不规则波水平力试验研究

通过不规则波作用下明基床上开孔沉箱的波浪力物模试验,并综合考虑消浪室相对宽度、相对基床高度、波陡、相对水深、开孔率等影响因素,采用多元回归的方法,拟合给出开孔沉箱所受波浪总垂直力极值时刻对应的总水平力的计算关系式。经对比分析,计算值与试验值吻合良好。     

对斜坡堤胸墙上波浪力折减系数取值的探讨

胸墙抗滑和抗倾稳定性是设有胸墙的斜坡堤结构计算的重要内容,而波浪力是胸墙产生稳定性破坏的唯一原因,因此准确计算进行波浪力计算是进行胸墙断面设计的重要依据。在进行威海港靖海湾港区张家埠新港作业区防波堤工程胸墙设计过程中,通过对作用于胸墙上的波浪力计算值与模型试验值进行了比较,总结分析了在胸墙前有块体掩护情况下水平波浪力和波浪浮托力折减系数取值情况,供类似设计参考。     

规则波作用下挡浪板式防浪墙波浪力研究

通过物理模型,对挡浪板式防浪墙的波浪力进行研究。研究表明:规则波作用下挡浪板式防浪墙的水平波浪力和浮托力随时间变化呈双峰现象,水平总波浪力与浮托力随波高、水深的增大而增大,随波坦的增大先减小后增大;挡浪板式防浪墙挡浪板倾角的不同不影响波压力的分布规律,相同工况下,波浪力随倾角的减小而增加。据此,得出不同倾角下水平波压力换算系数公式,并对工程设计提出相应建议。     

不同上部结构开孔沉箱的消浪效果与波浪力研究*

通过参考烟台某港区码头开孔沉箱形式,利用1∶35的波浪断面物理模型研究双柱块体上部结构和侧开孔上部结构开孔沉箱的消浪效果和波浪冲击荷载。结果表明：在相同波浪条件下,开孔沉箱开孔率增加的消浪效果好于双柱消浪块体;波浪与双柱块体上部结构开孔沉箱的波压力最大处区域在开孔下方,而侧开孔上部结构开孔沉箱的波压力最大区域在开孔处附近;双柱块体上部结构开孔沉箱所受波浪力主要受静水位影响,而侧开孔上部结构开孔沉箱所受波浪力主要受波面对开孔的淹没程度影响。     

开孔率对开孔板消浪效果影响的数值模拟研究

采用VOF方法,结合k-ε紊流模型建立数值波浪水槽。造波边界采用内源造波法,造波边界后方和波浪水槽出口边界均采用海绵层消波,自由面采用F函数追踪,从而数值模拟了波浪对开孔板的作用。将开孔板前波浪反射系数的数值计算结果与文献[14]的物理模型实验结果进行比较,验证所建立的数值模型及计算方法的正确性。通过改变开孔率,模拟波浪与开孔板作用的开孔板前波浪的反射系数,进而分析了开孔率与波浪反射率的关系。同时,分析了波浪作用下开孔板的迎浪面与背浪面的点压力差变化,并主要探讨开孔率与点压力差的相互影响关系。分析结果表明:随着开孔率α的增大,反射率减小,透射率增大,点压差呈非线性变化。     

双浮箱与不同形式板组合的浮堤消浪性能试验

对双浮箱与不同形式板组合的浮堤进行二维水槽波浪物理模型试验,探讨水平板入水深度、水平板开孔率、多孔竖直板等因素对浮式防波堤消浪性能的影响,重点分析双浮箱与多孔竖直板组合的浮堤的消浪性能和消浪机理。结果表明,对于双浮箱与水平板组合的浮堤,整体上水平板开孔时的消浪效果优于水平板不开孔时,尤其在波浪周期较长时。随着水平板入水深度的增大,浮堤的波浪透射系数明显减小、消浪效果明显改善,但整体上较双浮箱间无板时,其消浪性能仍无明显提高。与双浮箱间无板时相比,双浮箱间设置多孔竖直板时新型浮堤的波浪透射系数均减小,浮堤的消浪效果均得到明显改善。与双浮箱间无板时相比,双浮箱间设置多孔竖直板时新型浮堤的波浪反射系数均减小、波能损耗系数均增大。双浮箱间设置多孔竖直板时浮堤消浪效果改善的主要原因是双浮箱间的多孔竖直板增强了浮堤的波能损耗。     

海龙湾波浪场整体数学模型研究

为了深入研究海龙湾港区的波浪情况,建立了海龙湾波浪场整体数学模型,对港区内外波浪场进行分析研究。利用扩展抛物型缓坡方程完成由外海到港区口门的波浪推演,模拟波浪由外海向近岸港区的传播过程。再利用椭圆型缓坡方程,模拟港区内的波浪分布情况。研究结果表明:推荐设计方案的港区防波堤对主波向的波浪做到很好的掩护,相较比选方案来说港内波浪条件更好,等值线图表明设计推荐方案是合理可行的。总体说来,该模型对海龙湾波浪场的数值模拟是有效的,为工程实际提供了科学合理的参考。     

通州湾港区高滩围堤设计关键技术

通州湾港区位于南通市腰沙、冷家沙区域,地处辐射沙洲南缘,低潮时滩面出露,潮差大.通州湾港区规划方案体量巨大,需通过大面积围填高滩形成港区陆域,围堤建设是陆域形成的前提条件.通过研究波浪、潮流、地质等基础资料,结合模型试验和工程实践,从堤顶高程、堤心材料、抗滑防渗防冲刷分析、施工要点等多方面进行研究、总结大潮差粉砂底质环境下高滩围堤设计的关键技术,为后续工程提供参考、积累经验.     

刚果(布)黑角矿业港总平面布置

针对复杂水动力环境条件下港口平面布置,基于刚果(布)黑角矿业港项目,根据对波浪、海流以及泥沙等主要影响因素的深入分析,提出两个平面方案,并通过方案比选及模型试验研究,采用对周边水动力环境影响小、易于起步、投资回报高的单侧防波堤疏浚土回填造地的双港池平面布置方案。结果表明,对于受复杂水动力影响的刚果(布)及临近海域港区的平面布置,应重点考虑波浪的掩护、沿岸输沙以及波浪和海流对船舶的共同影响。     

海上风机结构周围冲刷数学模型研究

基于开源程序OpenFOAM和动网格技术,利用切应力平衡法建立水流作用下的海上风电基础局部冲刷数学模型。通过模拟结果与实验数据的对比发现,所建立的冲刷数学模型能够合理反映圆柱型单桩基础周围的水流结构,冲刷深度与实验结果吻合较好。     

上海罗泾港区二期水中转港池口门宽度模拟试验研究

港池口门宽度取决于进出口船舶大小、船舶操纵性能以及风浪流等对船舶航行的影响程度。文中针对罗泾港区港池布置方案、设计代表船型、风浪流条件,运用船舶操纵模拟器进行模拟试验研究。通过大量的模拟试验,分析了风浪流对船舶操纵的影响,确定了港池口门的合理宽度为300 m。经码头建成以来船舶进出和靠泊检验,证明目前港池口门宽度是合适的。     

港内波能集中及治理措施试验研究

以烟台西港区工作船码头为例,介绍了港内波能集中现象。该港口在防波堤建设后,工作船泊位前的泊稳条件并未像预期那样得到改善。通过物理模型试验和理论分析,找出了波能集中形成的原因。并通过物理模型试验研究了不同的整治措施,包括减少进入港内的波能和在港内增加消波措施等不同方法,可为类似工程提供借鉴。     

波流共同作用下大直径圆柱三维绕流数值模拟

通过应用有限体积法对在波流共同作用下大直径圆柱绕流现象进行三维数值模拟,对圆柱体局部复杂流动进行了三维湍流计算分析,给出了三维流场、圆柱体表面及其所在局部底床床面应力分布,并在此基础上对圆柱体所在底床的局部冲刷进行了初步分析。     

宝钢马迹山港卸船码头嵌岩桩单排架钢套管稳定性试验研究

宝钢马迹山港卸船码头位于外海深水、地质条件为裸露岩基的工程区域,码头设计桩基为嵌岩灌注桩,并采用袋装砂和袋装碎石形成一定厚度的人工基床,以期达到施工期钢套管的稳定。为了解施工期单排架钢套管嵌岩稳定性,进行波浪和水流共同作用下的物理模型试验,得出以下结论：单排架钢套管稳定性影响因素主要为钢套管嵌岩深度和人工基床 厚度,相同水位、波高、嵌岩深度45 cm、基床厚度7.0 m条件下,单排架桩数宜取4根。     

不规则波作用下的港域波浪条件试验研究

针对数学模型很少能较好地模拟天然海浪的多向性、不规则性的特点,基于港口波浪整体物理模型试验,对不规则波作用下港域内测点的波高扰动系数的分布规律进行研究。结果表明:在绕射作用为主的掩护区域,多向波的绕射性能大于单向波,波浪扰动系数较大;波浪绕射、反射作用均十分强烈的掩护区域,多向不规则波与单向不规则波的扰动系数看不出明显的大小关系。以反射作用为主的掩护良好区域,单向不规则波的扰动系数较多向不规则波的要大,且受反射作用越大的区域,单向波的扰动系数大的越多。在以绕射作用为主的掩护区域,波浪分布对周期的敏感性较差;在以反射作用为主的掩护良好区域,波高分布对周期的敏感性较强。在绕射、反射都较强的情况下有可能单向波作用下的港内波高大于单向波,用单向不规则波来模拟反而是偏安全的。在进行港内波况整体模型试验时需要根据实际的工程条件做出综合考虑来决定波型,必要时要对单向、多向不规则波都要进行试验以确定最佳方案。     

澜沧江丁坝坝头冲深的试验研究*

以澜沧江曼厅段的河道特性为典型,建立了山区河道丁坝坝头冲刷坑深度的概化模型试验。在进行长历时丁坝清水平衡冲刷试验的基础上,分析了坝头冲深的影响因素;通过量纲分析和多元回归的方法,建立了以流速v为主要参数的冲深计算公式,并与各家公式进行比较,表明该公式较为合理。采用天然河道丁坝冲深资料对公式进行了验证,计算值与实测值基本符合。研究为确定山区河道丁坝基础埋深提供了参考,也为将来治理同类型河道积累了经验。