斜向浪作用下斜坡堤顶部挡浪墙受力分析

将某斜坡式引堤工程的挡浪墙断面物理模型试验结果与国标、Jensen&Bradbury方法、Pedersen方法以及Martin方法理论计算结果进行比较。结果表明,Martin方法计算冲击、脉动压强公式的合力数值以及分布形态都与断面物理模型结果较为吻合,推荐用于计算挡浪墙水平波压力、浮托力。挡浪墙水平波压力在掩护棱体上方达到最大值,在掩护棱体上方和掩护棱体内都减少,L形挡浪墙结构可以使水平波压力在挡浪墙底部迅速减小,从而减小整个挡浪墙底部受到的浮托力合力。浮托力沿着挡浪墙底部线性减小,在挡浪墙后沿根部并不为0。通过比较断面物理模型和整体三维物理模型试验结果,挡浪墙对未掩护区域的折减效果显著,对掩护区域的折减效果较差,而对浮托力基本没有折减;波向角越大,折减系数越小;折减后的波浪形态基本不变。

斜向浪沿直立结构传播时能量变化的试验研究

文章通过整体物理模型试验研究了斜向浪与直立结构作用问题,试验中波浪入射角度从0°~45°变化,共布置87根传感器组成采集阵列对堤前的波高进行系统地观测,通过自相关函数法计算波浪功率谱进而分析整个波浪场能量变化。研究表明,波浪以不同角度入射时,直立堤前不同位置的功率谱与入射波功率谱相比,谱峰周期基本不变,但随着波浪入射角的增加,谱峰值逐渐增大;在直立堤轴线方向上,当入射角度小于30°时,波能随波浪传播沿堤积累,并与传播距离呈线性趋势上升,最大可达到堤头处波能的12~14倍;在直立堤法线方向上,波能随离堤距离的增大逐渐衰减,并呈现一定的周期性。

斜向浪作用下潜堤透射系数的计算公式

在港口水工建筑物布置中,波浪大多数是斜向作用于建筑物的,考虑斜向浪的作用更符合实际。针对这一问题,分析杨正己计算公式、Daemrich计算公式、邹红霞计算公式对本试验结果的拟合效果,并分析规则波正向入射时各影响因素对潜堤透射系数的影响,拟合出相应的计算公式。在此基础上,根据斜向规则波作用于潜堤的试验结果,分析得出斜向规则波作用下潜堤透射系数的计算公式。分析斜向不规则波试验结果,提出斜向不规则波作用下潜堤透射系数的计算公式,经检验,公式合理,可为我国潜堤结构设计提供科学的参考依据。

斜向浪作用下护面块体稳定重量的探讨

对现行行业规范关于波浪作用下斜坡堤护面块体稳定重量计算的有关规定进行了简述和讨论。结合工程案例,对斜向浪作用下斜坡堤四角空心方块护面结构的稳定重量进行了试验研究,发现现有行业规范相关规定具有一定的局限性,类似工程的设计应予以重视,并说明模型物理试验验证设计方案的必要性。

柔性多浮筒防波堤斜向浪作用下的运动特性研究

本文针对柔性多浮筒防波堤进行了三维水域下的数值模拟研究,探讨了浮堤相对宽度、相对波高、波浪入射角度等因素对防波堤运动响应的影响。结果表明:相对波高越大,浮堤运动响应有增大趋势;波浪入射角度增大,浮堤横荡、垂荡、横摇运动量减小,纵摇运动量增大,而纵荡及艏摇运动量无明显变化规律。综合来看,浮堤B/L>0.65时各方向运动量均保持稳定,可作为柔性多浮筒防波堤的设计参考。

突堤码头港池斜向浪作用泊稳条件试验研究

结合某具体工程,针对斜向浪作用下突堤码头港池泊稳问题开展了波浪整体物理模型试验,系统分析研究了波向、波高、波周期等对港池泊稳条件的影响。研究表明,直立式码头岸壁对入射浪的反射是造成港池泊稳条件变差的主要原因;码头泊位波高分布与波浪周期有关,波向上游和下游码头泊位波高分布呈现不同规律;港口平面布置要避免斜向浪入射直立式岸壁情况发生,可采取透空消浪结构、优化系缆方案等措施来保证港池泊稳条件。

密排桩基防波堤波浪力试验分析

针对密排桩基防波堤波浪力计算的问题,基于某密排桩基防波堤工程,进行密排桩基防波堤波浪力的物理模型试验研究。结果表明:密排桩基防波堤波浪力计算可采用直墙式建筑物波浪力理论公式,OCDI公式结果与试验值较接近;波浪力沿堤身轴线呈现堤身大、堤头小的趋势;斜向浪对密排桩基防波堤波浪力有一定影响,可采用Goda公式折减系数进行近似评估。

斜向波浪作用下直立式防波堤前沿波浪特性试验研究

在波浪与结构物相互作用过程中,若入射波波向与结构物小于某个角度时,会产生沿着建筑物传播的Stem波。它的波能在传播过程中迅速集中,对堤结构的稳定性以及港内波浪条件产生重要的影响。通过三维波浪物理模型试验,对比分析了规则波和不规则波下Stem波的波高分布随波浪入射角的变化规律以及不同结构形式防波堤前Stem波的波高分布。研究结果表明:规则波和不规则波作用下直立堤前Stem波波高垂直于堤轴线方向均呈部分驻波的分布形式,规则波作用下直立堤前Stem波波高垂直于堤轴线方向的变化幅度明显大于不规则波。对于不开孔直立堤,相同入射波浪周期下,波陡较大时Stem波比波高较小;而在不同波浪周期下,波浪入射角较小时,波陡对Stem波比波高影响不大;在波浪入射角度较大时,波陡较大则Stem波比波高较小。波浪入射角和直立堤开孔与否对直立堤前Stem波比波高的影响较大,且规律明显。

小角度斜向浪对接岸斜坡堤稳定影响的试验研究

小角度斜向浪在沿直立堤传播过程中形成壅水,当壅水到达接岸斜坡堤时对护面块体的稳定造成较大威胁。本文在波浪物理模型试验的基础上,分析了小角度斜向浪对直立堤根部接岸斜坡堤的作用状态,确定了冲击波流的冲击点位置,对同类工程设计具有一定的指导作用。

波浪作用下护岸三维稳定试验研究

针对大连某护岸工程平面布置方案,通过波浪三维稳定物理模型试验,分别对工程前设计波浪要素和斜坡护岸稳定性进行了研究。研究结果表明,特定地形条件下近岸处波高会大于深水处波高,值得设计特别注意;采用同样重量的护面块体,在击岸破碎波的作用下,浅水段的护岸稳定性不及深水段,底部块体的失稳会导致上部块体的下滑、坍塌,从而使断面失去防浪功能;在某些情况下,斜向浪对扭王字块护面块体的作用比正向浪偏于危险。因此,工程设计需要特别注意斜向浪和击岸破碎波的影响。

直立堤前stem波的分布规律及对工程的影响

当波浪沿直立堤以小于某临界角度入射时,将形成沿堤增长的stem波,目前国内外对stem波的研究较少且停留在理论阶段。以某直立堤台风破坏复演的物模试验为例,结合国内外研究成果,对stem波的产生条件、特征以及对工程的影响进行探讨。结果表明:1)stem波的波高和波宽均在沿堤传播中逐渐增大,沿堤比波高的增长呈现前快后慢的特点;2)不同入射波高和波向对于stem波的特征影响较大,详细的规律仍待进一步研究;3)stem波可对工程中直立堤造成蛇行破坏或对端部斜坡衔接段造成破坏,工程规划和结构选型应避免类似布置,宜采用三维物理模型试验验证stem波作用下结构的安全性。目前行业规范未涉及stem波相关内容,本研究成果可为工程设计提供参考。

汕头港广澳港区防波堤顶高程计算及模型验证

防波堤顶高程是决定防波堤造价的主要因素之一。为有效控制投资,通过采用斜向浪折减、波浪爬高方法计算堤顶高程,并进行模型验证分析。得出在2 a一遇的波浪作用下,防波堤顶高程的降低对港内泊稳条件的影响很小。因此,在确定防波堤顶高程时应结合其功能特点、使用、防护要求,选择合适防波堤高程控制标准及计算方法,进而确定防波堤的顶高程。

三维稳定试验对港工设计安全的影响

现行防波堤设计与施工规范明确指出,防波堤结构应进行波浪模型试验验证.在工程实践中,由于地形地势、波浪条件、结构形式千差万别,规范没有明确具体采用何种模型试验对结构安全进行验证,需要根据工程具体情况具体分析.规范中考虑堤头和波浪破碎两大因素,块体重量为公式计算结果的 1.6 倍左右;通过三维稳定试验确定的非标准段块体稳定重量,达到最初设计的 2-2.3 倍.说明当波浪和地形条件比较复杂时,通过三维稳定试验验证护岸的稳定性是非常必要的,能够提前识别设计风险,保证工程安全.