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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

不规则波作用下斜坡堤越浪量试验研究

考虑允许部分越浪对海堤设计十分重要。通过具体工程波浪断面物理模型试验,研究了不同波要素和断面尺度对斜坡堤越浪量的影响,比较了随机、规则两种扭王字块体摆放型式的消浪效果。结果表明:堤顶超高对越浪量的影响最大,随着相对堤顶超高的增大,越浪量呈指数形式递减。肩台及平台宽度和波陡对越浪量也有影响,相对肩台及平台宽度越大,越浪量越小;波陡越大,越浪量越小。护面层空隙率相同的不同扭王字块体摆放型式下,斜坡堤越浪量基本相同。典型越浪量公式计算值与文章试验值相比都偏小,陈国平公式计算结果较为准确。     

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。     

斜坡式防波堤越浪量试验及计算公式比较

越浪对港内建筑物、船只和人员的安全构成威胁,也是导致海堤破坏的重要原因之一。因此,对越浪量的研究十分必要。基于某斜坡式防波堤的物理模型试验,得出相应的试验越浪量。同时针对堤前水位等影响因素,选取国内外经典的防波堤经验公式,结合试验数据对各公式进行误差分析。结果显示：根据室内模型试验的限制范围,陈国平公式误差较小;VAN DER MEER的平均值方法计算结果整体上偏低于试验值;OWEN公式受波浪周期的影响较大,当波浪周期较大时,计算误差较大。     

周期和波高对斜坡式防波堤透浪特性影响试验研究

通过物理模型试验,针对实际工程中典型的可渗透斜坡堤结构,在不考虑越浪情况下,对斜坡堤在较长周期波浪作用下的透浪特性进行分析研究,主要讨论了斜坡堤透浪系数与入射波周期、入射波高、相对宽度等因素的关系。根据试验结果分别拟合出在堤心石一定质量级配规则波和不规则波作用下斜坡堤透浪系数经验公式,为防波堤工程建设提供一定的参考依据。     

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。