防波堤损坏研究进展及损坏原因浅析

介绍国内外在防波堤损坏这一领域研究的最新进展,并在此基础上对防波堤损坏的原因进行初步探讨。     

台山防波堤工程损坏调查分析

通过对台山防波堤工程工地现场踏勘和工程测量,并根据现场损坏情况和有关资料分析研究,认为造成这次防波堤部分损坏的主要原因是本次台风的潮位和波浪均大于规范设计标准,从而在防波堤胸墙处产生的波浪力大于设计标准值而使胸墙发生位移。     

台风"莎莉嘉"过境期间某泻湖内波浪特征分析

通过在某岛礁泻湖内布置ADCP波流测量仪器,采集到2016年21号台风"莎莉嘉"期间的波浪数据.结合布置在泻湖口处风速仪的风实测数据,本文对该时间段内的波浪特征进行分析.由波浪统计数据分析发现有义波高随时间的变化趋势与风速的变化趋势高度重合;谱峰周期的变化则要晚于风速的变化;谱峰方向在台风起主导作用期间与风向高度一致.通过分析多个无因次参数以及对风浪和涌浪进行分离发现测点与台风中心距离开始变大的这个时间点有着重要的意义.在该时间点,波长开始变长,波浪由无限水深波浪转变为有限水深波浪.一些波浪特征值,比如谱峰周期、a/L,也发生比较大的变化.此后在七级风半径不再覆盖测点时,该处波浪由风浪转变为涌浪.对波浪谱进行分析发现,在台风主导期间,其谱为单峰谱,其余时间则为双峰谱.     

国外某软土地质防波堤工程的地基稳定分析

结合国外某软土地质条件下的防波堤工程案例,采用基于Biot固结理论的有限元法模拟整个防波堤建造过程的 稳定与变形分析,并与常规计算方法的结果进行了比较。介绍了欧标和英标两种不同标准对稳定计算的应用,对堤身下地 基土超孔压的稳定控制准则进行推导,对设置排水板与波浪作用对地基稳定的影响进行分析,相应成果可为以后国内外防 波堤工程的地基稳定分析予以借鉴。     

局部波浪振荡对浮式防波堤消波效果影响分析

为获得浮式防波堤腔体内部波浪振荡对其消波效果的影响,基于CFD技术,建立含局部开口腔室结构浮式防波堤内外流场共同作用下的水动力响应数值模拟方法,通过试验数据对比分析,验证数值计算准确性。结果表明,浮式防波堤腔体内部波浪振荡可以有效提升消波效果,但腔内发生大幅波浪共振时,消波效果并不理想。在此基础上,考虑不同腔体模型对腔内波浪振荡和消波性能的影响,研究发现,在本文模型数据范围内,浮式防波堤局部开口腔室个数增多,使得腔内波浪振荡加剧,浮式防波堤消波效果提升。     

某四角锥护面斜坡堤损坏原因分析

防波堤损毁原因的分析对其修复或重建方案具有重要指导作用.地中海某防波堤在过去45 a施工和运营期间多次遭受大浪作用导致较严重的破损,虽历经多次修复,但仍然发生局部破坏.通过现场调查,结合理论公式计算和防波堤断面物模试验,对可能导致破坏的原因进行了分析.结果表明:1)地中海地区波浪强烈,波高大、周期长,大浪持续时间长,破...     

境外某电厂码头防波堤破损部分的修复

2007年建成的境外某电厂码头防波堤多次遭到破坏并已出现缺口,致使港内码头无法正常作业,并进一步危及基础设施的安全,2010年由中国承包商对该防波堤的破坏部分进行紧急修复和整治。结合本工程所处海域的波浪、潮流等复杂水动力条件和泥沙运动活跃的自然条件,重点分析导致防波堤破坏的原因,在现场调研和相关模型试验研究论证的基础上,提出合理可行的防波堤修复方案。截止2011年底防波堤缺口修复工作已基本完成,整治效果良好。     

台风对舟山某渔港工程码头波况影响的模拟

采用改进的藤田气压模型计算8114号台风风场,同时采用MIKE21 SW波浪数学模型模拟台风作用下的波浪场。通过数值模型计算,提供码头位置在台风过境时的波浪情况,为工程建设提供依据。计算结果表明：8114号台风期间,工程海域出现12级以上的西北向大风,登步岛码头水域的有效波高大约在2.5 m,西闪岛码头水域约为2.0 m;波浪周期约为4.5 s;登步岛码头和西闪岛码头水域波向均在W—NW向。从8114号台风过境时码头水域的波浪场模拟计算结果可以看出,外海波浪对工程水域影响不明显,工程水域仍受岛上局地风浪影响。     

台风对乐清湾进港航道淤积的影响分析

选取了乐清湾进港航道的一个典型浅段为研究对象,收集了2013～2020年的历次水深测量成果与台风信息,以及"玛莉亚"台风后的底泥密度剖面探测、水深跟踪监测资料,综合分析统计了非台风影响、七级台风风圈覆盖、十级台风风圈覆盖情况下该浅段的月均淤积情况.结果表明,该研究段正常年均淤积约0.3～0.5 m;台风7级及以下风圈基...     

“韦帕”台风过程中南黄海海域流场研究

台风经过海域时,会造成海面强风以及特殊分布的波浪场,可能引起潮流场的强烈变化。为深入探讨台风过程中流场的变化,研究风应力与辐射应力对潮流场的作用,选用WRF模型、第三代海浪模式SWAN、三维水动力模型FVCOM,针对"0713"号"韦帕"台风期间的台风风场、潮流场、波浪场进行数值模拟。结果表明WRF-SWAN-FVCOM模式能够较好地模拟"韦帕"台风期间南黄海海域流场。波浪和流场受旋转台风影响均出现旋转特性,但与台风旋转风场有一定延迟。与纯潮流场相比,风应力和波浪辐射应力对表层流场产生明显影响,风场影响最为显著,波浪辐射应力使南黄海海域沿岸流发生一定增大。     

珠海桂山岛十三湾防波堤修复加固方案

针对开敞海域防波堤结构遭遇风浪袭击而破坏的问题,分析破坏原因并选择适用的修复加固方案。引用较为详实的的风、浪、水流等资料,特别考虑了近些年出现的几个强、超强台风对工程海区风浪的影响,通过规范计算与模型试验相结合的方式,确定防波堤堤顶高程、护面块体质量等主要设计参数及断面结构形式。同时,从防波堤使用功能及港内泊稳条件的角度考虑,优化防波堤平面布置。结合模型试验研究成果,提出了针对性较强的修复加固及优化布置方案,对类似工程具有一定的借鉴意义。     

粤东某防波堤设计标准探讨

以粤东地区某专用港为例，对防波堤的布置形式及设计标准提出按2年一遇波要素确定防渡堤断面尺寸．在保持港内有较好的泊稳奈件的同时，可以有效控制工程投资。     

简析岛堤式布置在内河码头的应用

以浙能嘉兴独山煤炭中转码头工程的内河码头设计为例,针对面积受限的内河港池水域条件,提出了水域内布置3个作业岛堤的平面布置方案并对其特点进行分析。采用仿真模拟的方法对岛堤式布置方案的船舶通航组织进行了研究,研究结果表明该种岛堤式布置对解决内河港池水域面积的不足问题有一定借鉴意义。     

削角直立堤断面稳定性及波浪力分析试验研究

通过模型试验观测波浪作用下削角直立堤断面的稳定性、堤顶越浪情况及削角直立堤受力情况,并与依据《海港水文规范》和《防波堤设计与施工规范》计算的波浪力理论值进行了对比分析,结果表明,上部结构采用削角型胸墙的直立堤具有减轻波浪水平压力,增加竖向压力,提高堤身稳定的优点。并通过实测波浪力的合成总力计算,得出了削角直立堤断面整体稳定。     

随机波浪作用下矩形沉箱防波堤的动力分析模型

首次将随机波浪荷载应用于矩形沉箱防波堤的动力分析,并将其动力运动过程分为：摇摆、摇摆一滑移运动两种运动模态,同时引入了侧向阻滑板一转角弹簧一阻尼器和阻滑板一竖向弹簧一阻尼器两种模型体系,建立了相应的动力计算模型,推导出了各运动模态的动力方程,并分别采用Fortran语言编译的程序和有限元软件ANSYS对两种模型进行实施。通过实例的计算分析表明,两种模型和方法均可有效地对随机波浪作用下沉箱防波堤动力响应进行数值模拟,而后者更符合实际受力情况,精度更高。     

数值波浪水槽在半圆堤波浪力计算中的应用

以N-S方程为控制方程,以k-ε模型为紊动封闭模型,采用VOF方法重构自由表面,建立了垂向二维数值波浪水槽。模拟了规则波与半圆堤的作用过程,结果表明,单点数模波压力过程与物模实测结果符合良好。研究中发现,数模计算中若堤后计算区域设置过短,堤上越浪可以引起堤后水量累积和水位上升现象,从而造成堤身背浪面压强总体增大,由此算得的防波堤总水平波浪力最大值偏小16%~20%。提出了将堤后计算区域延长到4~5倍波长的办法,计算结果表明,堤身背浪面压强上升及堤身总水平力下降现象基本消失。     

一种新型浮式防波堤的试验研究

浮式防波堤具有不影响相应海域物质交换、造价随水深变化不大等优点,但其消波效果较差且对锚泊系统要求高等因素,减缓了它向实际工程转化的步伐。本研究综合考虑阻挡反射、紊动耗能、波峰耗散多种消波机理,进而提出一种由多菱形模块拼装而成的多孔浮式防波堤结构,并对该结构进行物理模型试验。试验结果表明。该结构型式的浮堤消波效果好且受波浪力小。     

波浪中锚泊浮堤系统特性的理论研究

本文研究了在规则波作用下锚泊浮堤的运动响应、消波性能、横漂力引起的堤体横漂量以及此时链的受力情况。在理论计算过程中应用了Frank源汇分布法和Grim切片理论,并采用九尾的远场积分法计算二阶漂移力,采用Kim法计算无穷远处的反射波波幅,用传统的悬链线理论对锚泊系统作静力计算,还将矩形剖面防波堤的计算结果与日本井上义行的计算结果以及我国南京水利科学研究院有关矩形剖面防波堤的系列模型试验結果做了比较,计算结果和试验结果接近,吻合。本研究的目的在于用理论方法预测浮式防波堤的特性并优化防波堤的形状。     

底浮箱式防波堤消浪性能、锚链张力及运动轨迹的试验研究

通过物理模型试验,底浮箱式防波堤在定水深和锚碇固位,受规则波、水流作用下,对浮堤的运动状态进行试验研究。对在波浪单独作用和波、流共同作用时,浮堤的消浪性能和锚链张力进行比较性试验,并对浮堤在波浪单独作用下的运动轨迹进行描述。试验结果表明,波浪单独作用的浮堤消浪效果好于波、流共同存在时;锚链张力的变化趋势基本相同;由于浮堤的堤宽与波长相比仅是1/6~1/3,浮堤两弦之间的相位差仅为(1/3～1/1.6)π,因此,浮堤的摇摆角度并不大。     

某深水防波堤施工中的预留沉降控制

利用沉降观测盘、GPS测深仪、全站仪等设备,运用不动杆法、测水深法、夯沉率观测、设点观测法等对深水防波堤在抛石基床施工、沉箱安放、箱内回填、胸墙混凝土浇筑、面层混凝土浇筑等各施工阶段产生的沉降进行观测,并合理预留施工沉降量,使防波堤施工最终达到设计规范要求。