斜向波浪对斜坡堤胸墙作用力的试验研究

斜坡堤胸墙的稳定性主要受到波浪作用的影响,而且实际工程中斜坡堤多受斜向波浪作用。通过斜向与正向不规则波对斜坡堤胸墙作用的物理模型试验研究,分析斜坡堤单个胸墙所受的斜向波浪总力的折减系数随水位和波浪入射角度的变化规律,并与斜向波浪对单元直立堤的作用情况进行对比。结果表明:斜坡堤单个胸墙所受的斜向波浪总力的折减系数总体上随着水位的降低而变小,随着波浪入射角度的减小而变小;斜向波浪总浮托力的折减系数一般小于总水平力的折减系数;在不同水位和波浪入射角下,斜坡堤单个胸墙所受的斜向波浪总力的折减系数与单元直立堤有一定差别。     

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。     

斜向波作用下直堤波浪力的纵向分布

通过斜向规则波与直立堤相互作用的实验研究，系统分析了波浪斜向入射情况下，单位长度上的波浪力随入射角的变化规律；以及考虑沉箱单体长度的影响，作用在某一长度堤身上的总波力的衰减规律，并与Battjes理论结果作了比较；最后研究了单宽波浪力的纵向分布规律。     

斜向波作用于直立堤上的单位堤长波浪力

试验研究了斜向波作用于直立堤上的单位堤长波浪力，着重分析了波浪方向、波陡和波浪不规则性对单位堤长波力(包括浮托力)的影响。     

斜坡式防波堤护面对胸墙波浪力的影响

在设有胸墙的斜坡式防波堤设计计算中,作用于胸墙上的波浪力取值对计算结果影响非常大.关于斜坡式建筑物顶部胸墙上波浪力的计算,在交通部颁布的现行行业标准JTJ 213-1998<海港水文规范>及JTJ298-1998(防波堤设计与施工规范>中有所规定,但与一些工程的物模试验实测结果有较大差别.通过物模试验实测数据,总结分析了胸墙在有掩护条件下的波浪力折减情况,供设计参考.     

斜向波作用下斜坡堤平均越浪量的折减效应

总结对比了国内外现有斜向波作用下斜坡堤平均越浪量计算方法,以北非某港口新建斜坡堤为例,计算并与3D物理模型试验结果对比验证。结果表明：波向角在0°～20°,斜向波对平均越浪量的折减效应较不明显,设计可按正向波考虑;波向角大于20°,折减效应逐渐显著,宜考虑折减效应。对于波向角为30°、Accropode^TM作护面的斜坡堤,神经网络法和van Gent公式(组合2)计算结果贴近试验值;Galland、van der Meer和van Gent公式(组合1)结果相近且偏小;国标公式计算结果偏保守;Lykke公式偏冒险,不建议采用。     

斜坡型潜导堤波浪力特性的数值研究

为研究各水位期不同波高作用条件下,斜坡型潜堤所受波浪力的特性,基于某潜导堤工程设计与物理模型资料,采用FLUENT软件建立二维波浪数值水槽,用物理模型试验数据验证模型的可靠性,对不同淹没水深和波高下斜坡型潜导堤所受波浪力进行数值计算,分析波浪力与相对波高、相对淹没水深之间的关系,结合其他形式潜堤波浪力的经验计算公式拟合得出该斜坡型潜导堤堤顶面最大波浪力计算公式。结果表明:波浪力大小受相对波高、相对淹没水深的影响较为显著,其影响机理与波浪场流体运动特征相关;相对于波高的变化,波浪力对淹没水深的变化更为敏感,且波浪力在不同的淹没水深区间和不同的作用位置均呈现出不同的变化规律。     

有护面块体掩护的斜坡堤弧形胸墙波压力研究

弧形胸墙可以有效减小斜坡堤越浪、降低胸墙顶高程,因此越来越多地在工程中采用。但在规范中对斜坡式防波堤弧形胸墙波压力计算方法没有明确规定。结合工程实例,将弧形胸墙波压力物理模型实测结果与现行规范直立胸墙波压力计算结果进行对比分析,总结了该工程防波堤弧形胸墙在有掩护条件下所受的波压力情况,供工程设计参考。     

单位堤长斜向波浪力的短峰波计算方法及试验验证

从短峰波模式出发，采用数值方法给出斜向波作用于直立堤上的波浪力．着重分析了波浪方向、波陡和相对波高对单位堤长水平波力的影响，并与试验结果加以比较验证。     

深水斜坡堤堤脚块石稳定性分析

针对深水斜坡堤堤脚块石的稳定性问题,通过二维物理模型试验进行研究。结果表明,深水斜坡堤堤脚块石的稳定性随相对水深h_t/h及破坏数N_(od)的变化规律同有限水深相比存在一些差异。为此,依据试验结果对可能影响深水斜坡堤堤脚块石稳定性的因素进行深入分析,然后将Van der Meer公式做了局部修正,该修正后的公式与试验结果的一致性较好,可供深水斜坡堤设计时参考。     

中外斜坡堤胸墙波浪力计算对比

斜坡堤胸墙对于减轻越浪危害至关重要,国内外各胸墙波浪力计算方法的结果差异较大。基于国内外几种斜坡堤胸墙波浪力计算方法,结合工程案例和试验数据进行对比研究。结果表明:1)特定条件下,我国规范计算的水平波浪力压强分布高度远小于Jensen法和Pedersen法结果,后两法计算结果与实测高度一致。2)Jensen法和Pedersen法计算的水平波浪力及浮托力均比国内港工方法大,也大于实测值。3)港工规范计算的总水平波浪力比实测值小,其计算出的浮托力与实测值较为接近。4)Jensen法考虑了掩护棱体肩台高度的作用,Pedersen法考虑了掩护棱体肩台高度与宽度的影响。此二法考虑得相对全面,但其按深水波长计算0.1%超越概率的波浪力,计算结果偏于保守。5)建议重要工程以模型试验结果为准。     

斜向不规则波对斜坡堤堤头作用的试验研究

在物理模型试验的基础上,描述斜向不规则波对斜坡式防波堤堤头的作用形态,分析冲击波流的形成原因,找出不同波向所产生冲击波流的影响范围及对护面块体的影响,为同类工程的设计提供借鉴.     

波浪非线性对斜坡堤透浪特性影响研究

利用三维动压模型NHWAVE模拟了不越浪斜坡堤的透浪试验,并使用物理模型数据进行了验证。通过厄塞尔指数和波陡研究波浪非线性对斜坡堤透浪特性的影响,并采用相对长度(相对堤宽B/L)而不是绝对长度(B)来表示静水面处的堤身宽度。在此基础上计算得到新的透浪系数K L,同时讨论了堤后透浪系数与波浪非线性等因素之间的关系。结果表明,波浪非线性对透浪系数有着非常显著的影响。最后根据试验结果拟合出斜坡堤透浪系数的经验公式,为防波堤工程建设提供一定的参考依据。     

斜坡堤人工护面块体特性分析

为全面系统比较分析现有各类人工护面块体的优劣,介绍代表性人工护面块体的发展,并分析了其稳定原理。归纳比较主流护面块体的稳定系数KD和稳定数Ns,用于评价块体稳定性;引入单位面积混凝土用量和块体数量,用于评价其经济性。在此基础上选取6种常见的人工护面块体,定量比较其稳定性和经济性。借鉴国外规范及最新研究成果对JTS 154—2018《防波堤与护岸设计规范》（简称国标）中扭王字块的计算和使用要求提出建议。最终得出结论：常用人工护面块体稳定性及经济性的定量比较结果可供设计人员在比选护面块体方案时借鉴。对国标中扭王字块的使用提出几点完善建议,可使我国设计企业更好地接轨国外客户。     

斜坡式防波堤工程优化设计

在水深较大的海域,传统的斜坡式防波堤结构形式因其断面较大使得造价大幅上升。研究成果和工程实例表明：带减压倒L型胸墙的斜坡堤可以优化传统防波堤设计形式,在保证工程安全性和满足使用要求的同时,可以较好地降低工程造价。结合工程案例,对斜坡式防波堤结构优化设计进行研究和探讨,供类似工程参考。     

斜坡基床上防浪结构设计探讨

直立式防波堤承受波峰推力一般是波谷吸力的1.3～1.6倍,斜坡式防波堤和护岸顶部的防浪墙,波峰作用力是结构的控制荷载,波谷时基本不受波吸力作用,结构承受的控制水平力具有方向性。提出防浪块体设置在斜坡基床上的方案,利用斜坡方向的自重力分力克服部分波峰水平力,实现防浪结构在波峰、波谷作用下的稳定性基本处于同一水平。通过结构受力特点和施工可行性分析,初步认为在防浪结构的稳定性由基床顶面抗滑控制的情况下,该方案结构受力合理,具有可实施性和应用价值。     

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。     

护面块体掩护下胸墙波浪力分析

在JTJ 213—1998《海港水文规范》及JTS 154-1—2011《防波堤设计与施工规范》中对斜坡式防波堤胸墙波浪力计算有所规定,但与物理模型试验实测结果相比有一定差异。结合工程实例,对现行规范计算结果与物理模型实测结果进行对比分析,总结了本工程防波堤胸墙的实际受力模式,供类似工程设计时参考。