Determination of Partial Factors of Breast Wall on Top of Sloping Breakwater

By applying the theory of structural reliability, reliability analyses for the stability of a breast wall on the top of a sloping breakwater are carried out. Based on the analyses, the method for determining partial action / load factors and partial resistance factors of breast walls is expounded, and the design expressions with partial factors are given. The values of partial action / load factors and partial resistance factors are recommended preliminarily according to the computation for breast walls with typical cross-sections.

有斜坡棱体掩护的防波堤直立墙波浪力试验研究

抛石防波堤内部存在透浪和透流的现象,有斜坡棱体掩护的防波堤直立墙受到外海波浪力作用,但波浪力大小尚无成熟的计算方法。通过防波堤断面物理模型试验,研究斜坡棱体掩护对直立墙波浪力的影响规律,分析试验结果得出结论:直立墙在斜坡棱体掩护下受到的波浪力作用明显减小。斜坡结构顶宽加大,直立墙波浪力减小,折减系数减小,但宽度超过一定值后,波浪力减小的幅度变缓,建议设计阶段结合模型试验论证最经济方案。合田公式波浪力折减系数偏大,在前期方案研究阶段,不具备开展模型试验条件时,建议有掩护直立墙折减系数取0.5。

中长周期波作用下的斜坡堤胸墙波浪力试验研究

在印度洋、大西洋沿岸,海岸工程设计波浪周期多在14 s以上,具有显著的中长周期波特征。通过以往工程项目的试验结果发现中长周期波下,规范计算的斜坡堤胸墙波浪力明显小于试验结果。因此,通过系列物理模型试验研究了中长周期波下的斜坡堤胸墙波浪力。分析斜坡坡度、肩台宽度和波浪条件对胸墙波浪力的影响。通过将试验结果与我国现有规范中的经验公式计算所得结果进行对比,发现规范更适用于胸墙底淹没的情况,而对于肩台出水情况,规范计算结果小于试验结果。由此提出了一种新的波浪力计算方法,计算准确度得到明显提高。

斜坡堤典型胸墙波浪力的影响因素

为探求斜坡堤典型胸墙迎浪面所受波浪力大小的影响因素,设计前仰式、深弧式、后仰式和直立式4种结构型式胸墙进行相关的物理模型试验。通过在典型胸墙迎浪面间隔布置压力测点,获取所受波浪压力,并将其进行积分求和,得到胸墙所受波浪力,进而讨论相对波高、相对波长、斜坡坡度和胸墙结构型式对波浪力的影响。结果表明,相对波高与相对波长对胸墙所受波浪力影响显著;波浪力随着相对波高的增大而增大,随着相对波长的增大呈现先增大、后减小、再增大的变化趋势;波浪力随着斜坡坡度的增大而减小。斜坡堤弧形胸墙所受波浪力明显大于直立式胸墙所受波浪力;在斜坡堤弧形胸墙中,前仰式胸墙受力较其余两种型式胸墙受力小。研究结果将加深波浪对斜坡堤胸墙作用力的理解,为后续工程设计提供理论指导。

深水斜坡堤胸墙波浪力研究进展

总结了近年来在斜坡堤胸墙前波浪破碎形态、波浪作用分布、胸墙受力设计等方面研究的进展,分析了斜坡堤上胸墙波浪力的计算方法。已有研究工作表明,深水情况下斜坡堤胸墙波浪作用分布与传统的均布形式有差异,《海港水文规范》中关于斜坡堤胸墙波浪力的计算方法在深水中的适用性应进一步研究。

不同型式斜坡堤弧形胸墙波浪压力的试验研究

本研究设计前仰式、深弧式和后仰式3种弧形胸墙以及直立式胸墙进行物理模型试验,通过安装在胸墙迎浪面上的压力传感器测量所受波浪压力,讨论不同型式斜坡堤弧形胸墙迎浪面所受波浪压力的分布规律及其影响因素。试验结果表明:弧形胸墙迎浪面所受波浪压力随着测点高程的增大呈现振荡减小的变化趋势,最大值出现在弧顶处。随着入射波周期的增大呈现先增大后减小再增大的变化趋势。相同波浪要素条件下,斜坡堤弧形胸墙波浪压力大于直立式胸墙波浪压力;而在斜坡堤弧形胸墙中,后仰式胸墙波浪压力较前仰式和深弧式的大。

扭王字块体护面斜坡堤胸墙受力试验研究

现行规范中未就扭王字块体护面斜波堤胸墙水平波浪力的计算方法做出具体规定,造成工程设计时使用不便。为解决上述问题,通过物模试验分析在波陡等六种因素的影响下,扭王字块体护面斜波堤胸墙水平波浪力的变化趋势。同时运用非线性拟合方法,遵循π定理,给出斜坡堤在扭王字块体条件下胸墙水平波浪力的计算公式。并对计算公式进行有效验证,该公式具有较好的精确性与适用性。研究成果丰富了规范内容,并为斜坡堤工程设计中胸墙水平波浪力折减系数的合理取值提供了参考依据。此研究成果对于斜坡堤科学研究领域和工程设计领域,都具有很大的参考价值。

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。

不同坡度下扭王字块斜坡堤胸墙受力的试验研究

综合考虑堤型结构参数和水动力因素,开展扭王字块斜坡堤不同坡度下胸墙受力的物理模型试验,探讨坡度、相对堤顶超高、相对胸墙高度、相对坡肩宽度、波陡、相对水深和相对块体尺寸等对扭王字块护面斜坡堤胸墙所受波浪力影响的变化规律,并通过多元回归非线性拟合法,总结出扭王字块体斜波堤胸墙水平波浪力的计算关系式。验证表明,该计算公式有良好的精确性。研究成果对防波堤工程设计具有重要参考价值。

无掩护的弧形挡浪墙波浪力研究

弧形挡浪墙与传统的直立式挡浪墙相比,具有能显著减少堤顶越浪量、降低堤顶高程、节省工程投资并兼具较好的景观效果等优点。但是现行JTS 145-2—2013《海港水文规范》并未给出弧形挡浪墙波浪力的计算方法。结合工程实例,通过不规则波作用下波浪水槽物理模型试验,对无掩护的弧形挡浪墙波浪力开展研究。将试验结果与规范直立式挡浪墙波浪力计算结果进行对比分析,总结了本工程防波堤弧形挡浪墙在无护面块体掩护条件下所受的波压力情况,可为类似工程的挡浪墙设计提供参考。

斜坡堤胸墙结构反浪效果的试验研究

为客观评价胸墙结构型式的合理性,针对前仰式、深弧式、后仰式和直立式四种胸墙结构开展了相关物理模型试验。采用压力传感器测量胸墙波浪压力,通过积分求和获取波浪总力。采用数码相机记录不同结构型式胸墙的反浪效果,同时利用称重法获得不同波浪要素条件下胸墙越浪量。试验结果表明:弧形胸墙的反浪效果明显优于直立式,但其受力较直立式大。3种弧形胸墙中,前仰式具有较好的反浪效果且受力较小。由此,建议工程设计采用前仰式胸墙结构。

斜坡堤挡浪墙波浪力计算方法比较

斜坡堤堤顶挡浪墙波浪力的计算,目前没有一种普遍适用的理论计算方法,文中结合实际工程的物理模型试验对目前常用的波浪力计算相关公式进行分析比较。分析结果表明,Pedersen法计算所得的波浪力与试验结果比较贴合,是目前比较稳妥的一种计算波浪力的方法,现行水文规范上波浪力计算方法得出的结果普遍偏小(相对物模试验结果),以上结果可为类似工程提供一定的参考。

带胸墙斜坡堤越浪量的数值试验研究

采用黏性流体的连续性方程、雷诺时均N-S方程作为基本控制方程,RNG k-ε模型模拟湍流效应,VOF方法捕捉流体自由表面,结合主动吸收式造波理论,借助FLUENT软件建立二维不规则波数值水槽。在验证数值水槽造波性能的基础上,数值模拟带胸墙斜坡堤的越浪,并将数值计算的平均越浪量与已有物模试验值进行对比,两者趋势一致,吻合良好;表明该数值水槽模拟不规则波作用带胸墙斜坡堤越浪的准确性。针对带胸墙斜坡堤,藉此分析了堤顶超高、斜坡坡比、坡肩宽度及坡肩高度对其平均越浪量影响的规律性,研究成果对斜坡堤工程设计具有重要的参考意义。

带胸墙斜坡堤单波越浪量的数值研究

基于FLUENT软件,采用有限体积法离散粘性流体的连续性方程、雷诺时均N-S方程及RNG k-ε湍流模型,VOF法捕捉流体自由表面,结合主动吸收式造波理论,建立了二维不规则波数值水槽。在验证数值水槽性能的基础上,利用其模拟斜坡堤越浪。通过数值计算结果与已有物模试验值的对比验证,表明了该数值模式计算的无胸墙斜坡堤平均越浪量、单波越浪量及带胸墙斜坡堤平均越浪量有较高的精度。藉此依据数值模拟结果,分析给出了带胸墙斜坡堤超值累积频率1%的单波越浪量的计算关系式。根据关系式,可通过带胸墙斜坡堤平均越浪量计算其1%单波越浪量。研究成果可为带胸墙斜坡堤单波越浪量的基础研究及相关工程设计提供一定的参考。

连云港徐圩港区码头及驳岸结构选型

通过对连云港徐圩港区驳岸结构选型的研究,讨论影响驳岸结构型式的主要因素。对比爆破挤淤堤、全清淤抛石堤、塑料排水板+砂被抛石斜坡堤和桶式基础结构堤等4种驳岸结构的特点、适用条件、对应码头的结构形式和主要经济技术指标,认为桶式基础结构组合高桩梁板结构方案最适宜徐圩港区的建造发展,而且该方案在资源节约和保证投资效益等方面也有优势。为实现工程综合投资成本最低、效益最大化的目标,基于可行的驳岸结构,比较了与斜坡堤和直立堤分别对应的3种码头结构形式,结果表明,满堂码头桶式基础方案投资效益最优。研究结果可供淤泥质海岸挖入式港区的驳岸结构选型借鉴参考,为浅水深用海域的水工结构设计提供新视角。

斜坡式防波堤矩形胸墙断面尺度的图表确定法

介绍了渔港斜坡式防波堤规范胸墙波压力计算公式，并通过计算机绘制简化图表，查图确定满足不同滑移稳定安全系数Ｋ时的矩形胸墙断面尺度或重量，避免初步设计中繁杂重复试算，在工程上具有一定的实用价值。

某核电厂防波堤结构对前池波高影响试验研究

某核电厂取水北防波堤段设计拟采用直立式和斜坡式2种结构方案,为了深入分析2种结构形式对泵房前池波高的影响程度,通过波浪整体物理模型试验,研究不同结构形式的防波堤在各向波浪作用下,泵房前池波高的变化情况。通过优化试验,在取水明渠前端设置挡浪设施,以降低泵房前池波高;同时,采用经验模态分解(EMD)方法对前池波动进行分离,结果表明泵房前池以长周期波动为主。