Irregular wave－induced seepage action on cylinders resting on rubble mound foundation

In this paper, the irregular wave-induced seepage action on cylinders resting on rubble mound foundatoin (RMF) is studied by means of finite element method (FEM). The hydraulic resistance inside RMF is assumed to satisfy the nonlinear Forchheimer's equation and the seepage in the scabed is also considered. Model tests show good agreementwith the numerical results. The influence of several main parameters is discussed on the basis of vast calculations. In addition, the ratio of seepage forces, induced by regular and irregular waves respectively, is analyzed and thus a computaional method is put forward for practical engineering application to simplify the calculation of irregular wave-induced seepage forces.

孤立波引起的对固立墩柱底部的波浪渗流作用

在一定浅水条件下,浅水波浪将以孤立波形态对近岸结构施加作用。文章基于孤立波对圆柱的绕射理论和渗流问题的Biot固结理论,分析了由孤立波所引起的立柱以下弹性海床内波浪渗流压力分布问题,推导了对圆柱绕射孤立波的波浪渗流压力场的数学解式,并据此对压力引起的墩柱底部所受渗流作用进行了实算。结果表明,海况条件和结构的几何条件等因素的变化对孤立波引起的渗流浮托力和倾覆力矩均有一定影响。在一定条件下,圆柱底部所受波浪渗流力与绕射波浪的直接作用可以具有相同量级。

斜入射水波对直立防波堤的波浪渗流作用

基于Biot渗流固结理论和水波绕射理论,应用特征函数展开法,推导了对应直立防波堤的绕射波势和波浪引起的海床内渗流压力分布的解析式,由此计算了作用于直立防波堤底部上由波浪渗流压力所导致的浮托力和倾覆力矩,并与水平波浪力和力矩进行了相应比较。计算结果表明,在一定条件下,波浪渗流作用与水平波浪作用可以具有相同的量级。波浪入射角,防波堤前侧透空及海况条件防波堤几何尺寸等因素的相对变化对波浪渗流作用均存在一定的影响,其中对渗流倾覆力矩的影响更为明显。

透空双墩柱底部波浪渗流作用的解析计算

直立墩柱(群)是海工建筑中的典型结构,在近岸工程中应用十分广泛.文中基于线性水波绕射理论和Biot波浪渗流固结理论,应用特征函数展开法,推导了固立于可渗透海床上的大直径透空墩柱群所致绕射波浪场引起的海底下海床内渗流压力分布的解析解,据此计算了作用于双圆柱底部的波浪渗流浮托力和倾覆力矩,并与绕射波浪对透空双柱的直接作用进行了比较.计算结果表明:双圆柱侧表面的透空性对波浪直接作用产生的水平波浪力和力矩有明显的减弱效应,对波浪渗流压力所引起的作用于双圆柱底部的渗流倾覆力矩也有一定的减弱效应;海水波浪条件和双圆柱几何条件等的相对变化对波浪渗流作用均存在一定的影响,其中对渗流倾覆力矩的影响更为明显;在一定条件下,波浪引起的渗流作用与绕射波浪的直接作用具有相同的量级.此外,与密实双柱相比,圆柱结构表面透空将使两柱波浪渗流载荷随相关参数的变化形态更趋相似.

孤立波对直立防波堤波浪渗流作用的解析计算

浅水波浪在一定条件下可能以孤立波形态与近岸海工设施产生相互作用。该文基于水波反射理论和波浪渗流的Biot固结理论,应用特征函数法,推导了孤立波作用下直立防波堤的反射波速度势和波浪引起的海床内渗流压力分布的解析表达式,并据此计算了作用于直立防波堤底部的由孤立波渗流压力所致浮托力和倾覆力矩。计算结果表明海况与海床条件以及防波堤几何条件等因素的变化对孤立波引起的渗流浮托力和倾覆力矩均有一定影响。在一定条件下,对防波堤的孤立波渗流作用与孤立波直接作用量级相近。与微幅波理论相比,孤立波理论有效反映了浅水波非线性特征的影响。