中国南海岛礁护岸防波堤在波浪冲击作用下稳定性试验研究

南海对我国经济发展、资源开发与运输、维护国土完整具有战略性意义,目前我国已在南海海域以吹填方式建设了一系列的岛礁。为维护这些吹填岛礁的整体稳定性,在吹填体外围边缘修建了大量护岸防波堤,以避免海洋波浪的强力冲刷。岛礁护岸防波堤在极端风浪作用下的安全稳定性,是保证岛礁吹填体整体稳定的前提。以我国南海岛礁吹填工程为背景,采用大型物理水槽模型试验方法,研究南海岛礁护岸防波堤在设防极端风浪作用下的稳定性。研究表明:在设防极端风浪作用下,南海护岸防波堤的波浪冲击力可以达到50 kPa;防波堤的水平位移和沉降较小,地基发生较大位移变形的可能性低;钙质砂吹填土地基内由于土体的塑性体应变与越浪量造成了一定的孔隙压力累积上升,但并没有出现液化现象,稳定性基本能够得到保障;在设防的极端风浪作用下,现有的护岸防波堤设计可能造成越浪量过大,在没有扭王块消浪的情况下,海水越浪量可达到每延米195 m^3/h,会造成岛礁植被死亡,地下淡化水体被海水污染,延缓淡化水体的形成过程;采取放置扭王块措施可以有效减少海水越浪量,但也可以达到每延米56.3 m^3/h。南海岛礁护岸防波堤的防浪高度和防越浪能力需要引起关注。

护岸防波堤工程扭王字块预制及安装施工工艺技术

扭王字块因其具有空隙率高、消波性能好、块体结构稳定、不易损坏等优点,有良好的消浪和护面功能,在国内外被广泛应用于防波堤、护岸、拦沙堤、导流堤等水工工程上,扭王字块预制施工工艺简单、成熟,本文依托广东华电丰盛汕头电厂"上大压小"新建项目配套码头岸防波堤工程项目施工,为护岸防波堤工程扭王字块预制及安装施工工艺技术提供了一定的参考作用。

防波堤及护岸越浪研究综述

近年来防波堤越浪方面的相关研究,分别在越浪影响因素、越浪量计算公式推导论证、越浪数值模拟与越浪量标准4个方面进行归纳总结。已有成果表明:1)越浪影响因素的研究多是集中于常规因素,包括波高周期,堤顶高程,坡肩宽度,护面块体,而对水流、风速、波浪谱以及水的性质等其他因素研究相对较少;2)越浪量计算公式研究中主要集中在影响越浪量因素和越浪量公式比选以及公式推导3个方面;3)在数值模拟方面,研究多以RANS方程、RNG k-ε的湍流模型、VOF方法为基础,运用FLUENT等成熟软件对越浪过程进行模拟或进行越浪量预测,神经网络等机器学习算法也越来越多地使用在越浪量的数值模拟中;4)随着以上研究的深入,越浪标准也开始逐步完善,适用性得到了一定加强。