宽肩台斜坡堤堤头稳定性试验研究

文章通过三维模型试验研究斜向波浪作用下宽肩台斜坡堤堤头护面和护底的稳定性,针对堤头护面块石和护底块石等不同优化方案,对比了块石稳定重量和利用《防波堤与护岸设计规范》中宽肩台斜坡堤护面块石重量公式所得计算结果。试验结果表明：斜向浪作用下,以堤头端点为圆心,高水位情况下护底块石主要沿径向推移至肩台,而低水位情况下则沿环向往堤头两侧发生输移;宽肩台斜坡堤堤头护面块石的S形动态稳定剖面特征随着块石重量的增加而减弱,堤头护面块石所需稳定重量一般为堤身块石的1.6～3.1倍;相比断面试验,三维试验能够反映斜向浪作用下堤头的空间形态变化规律。     

斜向浪对直立与斜坡堤过渡段的影响研究

对于斜向浪作用于直立堤与斜坡堤过渡段的工况,我国现行规范没有详细规定。本文通过对某护岸项目进行物理模型试验,验证了Stem波对该工况下护面块体的破坏作用,通过分析试验结果提出了切实有效的优化方案,可供类似工程参考。     

复式斜坡堤螺母块体护面波压力计算方法

护面波压力是斜坡堤设计的重要参数.复式斜坡堤螺母块体护面在风浪作用下的波浪压力研究成果较少,通过开展波浪压力原型观测试验,在室内水槽试验进行反演后,选取上海地区典型斜坡堤断面,进行系列物模试验,研究消浪平台尺度、护面类型、斜坡坡度等因素对护面压力的影响,提出适合当地海堤结构特点的螺母块体护面压力计算方法.可为类似工程设...     

宽肩台防波堤稳定性三维物理模型试验研究

通过开展三维物理模型试验,对宽肩台防波堤堤身稳定性进行了研究.研究了强浪向和其他不同方向波浪作用下,不同水位往复循环后防波堤堤身动态平衡形态的形成规律.试验考虑了浪向的不同对防波堤护面块石、肩台块石和护底块石物质输移的影响,验证了相关规范中关于斜坡堤护面块石重量确定的合理性.试验结果表明,斜向浪作用下宽肩台防波堤的护底...     

波陡对于扭王字块稳定性影响的试验研究

对于护面块体稳定重量的计算,目前最为常用的Hudson公式在计算护面块体稳定重量时,只考虑了波高的影响,没有考虑波陡对于护面块体稳定重量的影响。文章以两种不同重量的扭王字块作为斜坡提的护面块体,考虑3种不同的斜坡堤坡度,采用不同波陡的波浪进行护面块体稳定性的物理模型试验研究。结果表明,波浪的波陡对于护面块体的稳定性具有影响,对于同一重量的扭王字块,护面块体失稳波高随波陡减小和斜坡堤坡度变陡而减小;K_d数随波陡的增大而增大。     

斜坡堤外侧棱体块石稳定重量分析

文章采用斜坡堤护面块体公式计算棱体块石重量,将计算值与断面试验稳定重量进行比较。结果表明,棱体块石稳定重量与上部护面型式、棱体坡度、设计低水位高差有关,且块石稳定重量取值范围与设计高、低水位时计算值存在一定比例关系。     

Van der Meer公式中渗透系数P的研究进展及应用

在抛石斜坡堤的设计中,国际规范普遍采用Van der Meer公式对斜坡堤护面块石的稳定质量进行计算。该公式对渗透系数P的取值,根据堤心、倒滤层、护面层的不同配置给出了4种标准情形下的推荐值,分别为P=0.1、P=0.4、P=0.5和P=0.6。在工程实践中,斜坡堤并不完全符合任何一种标准情形,往往表现为两种标准情形的中间形态,尤其是对堤心砂设置倒滤层并铺设土工布的情况。介绍了Van der Meer对渗透系数的研究和近年来的研究进展,并将研究成果应用到工程实例中,可为海外类似工程的设计提供一定的借鉴。     

中外港口规范对比研究Ⅲ:防浪结构护面块体稳定性计算标准

文章对中国、日本、英国、美国等国内外港口相关规范中涉及的防浪结构进行了简要对比,并以典型的防浪结构-斜坡堤为例,重点对比分析了中外规范中对护面块体稳定性计算标准的差异。对比结果发现:中国规范在计算护面块体稳定性时对于稳定系数的选取要大于国外规范,采用国外标准计算的块体稳定重量普遍要比国内大;此外对比分析了国内外规范中对块体稳定性的计算公式后发现,国外规范中对于护面块体稳定性计算时考虑的因素较为全面,其适用条件更为明确,这将为涉外工程相关设计提供借鉴与参考。     

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。     

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.     

人工块体护面防波堤与宽肩台防波堤对比

斜坡式抛石防波堤的护面结构,是防波堤结构设计中至关重要的部分。通过对福建某防波堤护面块体的研究,将人工块体护面的斜坡堤与宽肩台斜坡堤进行分析对比,并通过物理模型试验验证,得出两种不同结构形式在掩护效果、护面稳定性、石料用量、工程造价等方面的不同特点和差异性,对类似防波堤工程护面结构选型具有参考价值。     

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。     

外海长周期波浪作用下的斜坡堤结构设计

长周期涌浪和风浪的混合浪具有周期长、波能大的特点，该种环境下的斜坡堤结构设计不能简单地参照现行规范执行。依托某已建工程，采用计算及理论分析对其设计过程和物理模型试验验证过程进行对比分析，得出适用于外海长周期混合浪作用下的斜坡堤结构设计要点。结果表明，外坡护面块体的选用和防浪墙顶高程确定等设计需要额外考虑经验系数；墙后堤顶和堤后斜坡需要格外加强，堤顶尽量选用合适的防浪墙结构形式；现行规范的护底块石计算公式在浅水条件下并不适用。     

不规则波作用下斜坡堤越浪的数值模拟

基于OpenFOAM建立三维数值波浪水槽生成不规则波,利用体积平均的RANS方程和包含非线性项的渗流方程描述斜坡堤内部的水体流动,通过网格划分工具对斜坡堤外层扭王护面块体进行全尺度精细划分模拟,研究了正向入射不规则波与扭王块体护面斜坡堤的相互作用。模型模拟实验室尺度及原型尺度斜坡堤得到的平均越浪量分别与试验结果及按照重力相似准则换算原型结果吻合较好,所建立的数值模型可以描述实际工况下扭王块体护面斜坡堤的越浪过程。     

对规范JTJ 298—1998 的几点建议

在斜坡堤的设计中,堤心石规格选取关系到工程的实际施工可能性以及工程造价;人工护面块结构类型的选择关系到断面整体稳定性以及块体的使用耐久性;护面块稳定质量计算公式用于人工块体和自然块石时应有不同的要求。规范JTJ 298—1998《防波堤设计与施工规范》中的条文对上述几项内容只进行了简单描述。针对上述内容,对规范JTJ 298—1998的条文提出几点建议。     

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。     

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。     

基于FLUENT扭王字块体护面斜坡堤越浪量的数值研究

采用FLUENT软件对斜坡堤越浪进行数值模拟,可以通过改变多孔介质区中的惯性阻力系数来模拟护面块体消浪作用的大小,但不同护面块体对应的惯性阻力系数不同,如何具体确定惯性阻力系数的值是数值模拟计算斜坡堤越浪量的难点所在.基于FLUENT软件平台并结合斜坡堤越浪的物模试验,综合考虑多种影响因素,运用多元回归方法,给出了扭王...     

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。     

深水软基斜坡堤沉降变形对护面层稳定的影响

为了研究深水软土地基上抛石斜坡堤沉降变形对护面层结构稳定性的影响,采用软土蠕变模型对深水抛石斜坡堤的软土地基的沉降变形进行模拟计算。计算结果表明深水软土地基上抛石堤的竖向沉降和水平变位发展持续时间较长;堤身变形稳定后,堤身中部的竖向沉降量大于堤脚处的水平位移量,堤身外轮廓线长度变短,软土地基和堤身的沉降变形对护面层结构的稳定基本没有不利影响。