对称波形底箱型水面防波堤性能试验研究

为了提高箱型水面防波堤的消波性能,将箱型水面防波堤的主体底部外形进行了改造,即将主体底部由平底改造为对称波形底,提出了一种对称波形底水面防波堤。对平底和对称波形底箱型防波堤分别进行了物理模型试验研究。试验时,将平底和对称波形底的方箱型消波主体通过支架固定在小型波浪水槽中,保持水槽水深不变,改变箱体吃水、波陡、波长,进行了系列试验。给出两种模型的透射系数、反射系数和能量损耗系数随相对宽度BL的变化规律。通过比较发现:对称波形底的消波性能比平底的优良,增加的消波效果高达60%左右;两种模型的反射系数相差无几,说明改变箱型底部结构对于防波堤反射性能的影响不大;对称波形底对于波能的损耗作用要强于平底。     

“厂”形板式防波堤消波性能数值模拟

根据水平板形防波堤和倾斜板形防波堤的特点,提出一种“厂”形组合板式防波堤,通过数值模拟方法对防波堤的消波性能进行研究。首先,利用FLUENT软件建立二维规则波数值波浪水槽,并验证水槽应用的有效性。通过模拟得到堤后波高-时间过程线,分析防波堤的透射系数,探讨透射系数随波高、周期、开孔率、相对板宽、波陡、倾斜板与水平板角度、超高等参数的变化关系。结果表明,在模拟范围内防波堤透射系数较小,消波性能优良,特别是对长周期波也有较好的消波效果。研究成果可以为新型防波堤设计提供参考。     

挡浪板入水深度对桩基透空式防波堤的关键作用

带挡板透空式防波堤是一种新结构形式,它既能实现水体交换又能对港内进行掩护,实现这些功能取决于挡浪板入水深度是否设计合理。通过理论计算,并结合工程波浪数模及物模的试验研究成果进行对比分析,得出挡浪板不同入水深度对港内掩护、波高分布情况及越浪量的影响。结果表明,码头外侧挡浪板入水深度增加,码头后方泊位处波高有所减小且码头结构所受水平力增大、越浪量增大、作业时间减少,对港内掩护效果加强。     

基于性能需求的中长周期涌浪条件下岛式防波堤平面布置

港口是以性能需求为最终目标导向的特殊工程主体,保障港口安全与性能需求的防波堤在港口平面布置中占有重要地位。基于巴基斯坦某电厂港口项目,在中长周期涌浪条件下,通过电厂燃煤补给及消耗模型确定港区性能需求,利用数值模拟分析,建立波高、周期与船舶运动量的关系,并将其作为岛式防波堤防护效果的重要标准之一,从而合理确定岛式防波堤平面布置方案。结果表明,方案2为最终设计方案,可满足年作业时间的要求。     

抛石堤相对块体尺寸对透浪效果的影响

针对工程中应用较广的透水抛石堤结构,通过一系列断面模型试验方法,研究了抛石堤块体尺寸D与静水面堤宽Bswl之比与无因次波陡H/(gT～2)之间的关系。在前人研究成果基础上提出了改进的透浪系数计算公式。试验及分析结果表明,该公式能较好地计算规则波作用下抛石堤堤后透浪系数,可为相关工程设计提供参考。     

深水防波堤堤心石级配调整试验

由于石料源头及堤心石堆场有限,造成堤心石堆高后细颗粒含量增加,堤心石质量难以满足合同及技术规范要求,因此,采取加强石料源头控制等措施以达到堤心石级配要求。为从根本上减少堤心料的筛分量,保证防波堤的施工进度,通过设置中间层、调整堤心石质量级配方法,进行相应断面模型试验验证,为防波堤工程的顺利实施提供技术支撑。     

港口工程深水大潮差下砂芯防波堤断面比选

针对港口工程传统抛石斜坡堤结构深水大潮差条件下堤心石用量大的问题,进行了深水砂芯斜坡式防波堤研究。结合某实际工程项目中砂芯防波堤断面的比选,主要从断面结构选择、施工可行性、工程造价和潮差作用下的边坡稳定性等方面对各个方案进行对比分析。结果表明,砂芯防波堤断面采用块石围埝方案满足港口工程深水大潮差条件下的设计要求,该结构形式防波堤断面为港口工程深水防波堤或石料缺乏地区的类似工程提供借鉴和参考。     

防波堤同步施工条件航道备淤深度预测

针对东营港某港区在防波堤建设和航道疏浚施工同步进行的共同作用下的备淤深度问题,建立工程海域的潮流泥沙数学模型,对该模型进行了波浪、潮流、泥沙及地形冲淤验证。在数学模型的基础上,将施工过程分解为若干节点分别建模计算,并结合施工结束至竣工验收的不同时间分期叠加统计。得到同步施工期间航道的回淤规律并预测备淤深度。该研究为航道工程的顺利实施提供技术支持,也为解决此类问题提供参考。     

黄骅港潜堤工程水下模袋混凝土施工技术

针对黄骅港某潜堤工程水下模袋混凝土护面施工过程中遇到的工期紧、外海作业施工难度大和作业无技术标准的问题,采用现场技术攻关方法,对水下模袋混凝土护面施工工艺、施工难点及施工过程质量控制进行研究,得出"模袋混凝土按设计要求充满,成型后与压顶块体侧面及扭王字块体充分接触(且无破损),能够起到稳固压顶块体的作用"的结论。     

显式和隐式方法求解防波堤可靠度的差异分析

半圆形防波堤具有稳定性高、结构简单、便于施工等优点。以往对其进行可靠度计算时,根据波高与周期,计算防波堤受到的荷载作用,将荷载作为随机变量,估计其概率分布模型,建立显式的极限状态方程,再进行求解。计算得到的波浪荷载序列对于最优分布线型的离散程度较差。采用基于隐式功能函数的防波堤可靠度分析方法,将波高和周期作为随机变量,无需计算波浪荷载这一中间序列,规避了误差的产生,简化了计算流程。分别采用隐式与显式两种方法对半圆形防波堤进行了可靠性分析。结果表明,两种方法得出的可靠度指标存在差异,这种差异是由于波浪荷载拟合时所产生的误差造成的。