波浪周期对防波堤护面块体稳定性影响的试验分析

波浪对斜坡堤护面结构的冲刷破坏作用受诸多因素的影响,如波浪要素、水深条件、坡面角度、护面块体型式等。在进行某项有关斜坡堤护面块体的课题研究中发现,当防波堤断面结构确定后,护面人工块体的稳定性主要取决于波高及波周期的变化。在进行这方面内容设计计算中,通常波高的取值都能给予足够的重视,但波周期对护面块体稳定性的影响容易被忽视。本研究通过物理模型试验,针对波浪周期对斜坡堤护面块体稳定性的影响进行了总结分析,为防波堤设计提供参考。     

堆石防波堤不规则波浪反射系数试验研究

结合物理模型试验,分析斜坡坡度、波陡、相对水深、护面类型和破波参数等因素对堆石防波堤不规则波浪反射系数的影响规律。将常用的Van der Meer公式,Seelig公式,Postma公式和Davison公式计算值和实测值进行比较,并结合试验数据,基于有效波高和平均周期定义的Iribarren数,得出堆石防波堤不规则波浪反射系数经验公式。结果表明,该公式能较好地计算不规则波作用下块石和扭王块体护面堆石防波堤波浪反射系数。     

防波堤断面结构型式及护面块体稳定性模型试验研究——2008北京奥运会青岛帆船比赛基地水工模型试验

为确保2008北京奥运会青岛帆船比赛基地内工程的水工建筑物安全可靠，对给定的2种防波堤断面结构型式及护面块体稳定性进行物理模型试验。准确掌握在极端高水位、设计高水位、设计低水位和极端低水位时．SW向、25a和50a一遇波浪作用下，试验断面所承受的波浪作用力，及SE向50a一遇波浪作用下块体的稳定重量。并绘制各工况1％峰值波压力分布图，得出断面波压力的分布规律。对断面结构和护面块体稳定性进行分析。     

大水深斜坡堤护面块体稳定重量的确定

近年来,军队和地方港口建设中,在一些水深达20 m的水域,选择了造价相对较高、但安全性和耐久性较好的斜坡式结构防波堤。但在确定护面块体稳定重量时却发现,按照相关规范计算的重量值偏小,不能满足安全性的要求。结合某船厂防波堤的断面物模试验,对大水深的斜坡堤护面块体的稳定性进行了初步分析,发现在该试验中块体的临界重量为8.15 t。并提出在计算块体稳定重量时应考虑水深的影响,适当降低块体稳定系数的取值。     

波浪作用下方块石护面稳定性研究

护面是海堤和护岸的重要结构,直接抵御波浪作用,可采用人工块体、块石等,种类繁多。采用紧密排列方块石作为护面结构是一种景观性较好的型式,依据方块石厚度不同能抵御不同大小的波浪作用。干砌条石及干砌块石护面曾有一些规范给出过计算方法,但现行规范没有相关内容可供设计参考,已有计算方法的理论分析还存在不足。当波浪与斜坡堤相互作用时,方块石护面出现位移或脱落可能发生在波浪回落最低阶段、波浪破碎打击阶段及破后爬高水流作用阶段,通过研究得到了不同阶段波浪对方块石护面作用力的计算方法。在波浪回落最低阶段,考虑了护面及其下方垫层渗透性影响,通过理论分析建立了低渗透护面浮托压强计算模型,采用物模试验将计算结果与试验测量值进行了对比分析,结果表明总体趋势符合,量值接近;在波浪破碎冲击阶段,基于射流冲击作用原理,提出了波浪在斜坡面破碎冲击压强计算方法,通过试验分析了波浪破碎水深波高比与破波相似参数的关系,利用浅水波理论计算了波浪破碎冲击水流流速;在爬高水流作用阶段,提出了水流引起的方块石护面垂直浮托力及水平拖曳力的计算方法,通过试验结果拟合了浮托力系数和拖曳力系数,验证了水流作用下护面的受力特征。最后,针对方块...     

宽肩台式抛石防波堤稳定性的试验研究

宽肩台式无人工护面块体的抛石防波堤是一种新型结构的斜坡堤,它是靠在波浪长期作用下最终形成的动力平衡断面来防浪的。大连北良粮食中转港系银行贷款建设的项目,该港的防波堤采用了宽肩台式结构,这在我国尚属首例。本文为该港宽肩台式防波堤设计方案稳定性的试验研究成果。     

多向不规则波作用下斜坡式建筑物护面块体的稳定性

试验研究了扭工字块体、钩连块体、四脚空心方块和块石等四种护面块体在五种波向角(0°,15°,30°,45°和60°)的斜向波和多向不规则波作用下的稳定性,给出了四种护面块体稳定重量的实用计算方法.     

斜坡堤护面块体安放过程及稳定性数值模拟

利用基于光滑粒子流体动力学(SPH)数值方法的开源软件DualSPHysics进行数值试验,模拟斜坡式防波堤上扭王字护面块体的安放过程,研究护面块体的稳定性。首先以DualSPHysics为平台开发了护面块体的安放功能模块,并对护面块体的安放效果进行评价,实现了按指定安放密度进行块体安放。块体安放完成后,在数值波浪水槽中研究护面块体在规则波作用下的运动及受力响应,并分析护面块体失稳的典型形式和失稳标准,通过系统化的参数分析,探讨波浪要素及块体安放等因素对块体稳定性的影响。结果表明,扭王字块体稳定性系数的取值范围为21.64~26.20,是规范推荐值的1.5倍左右。块体鼻轴方向的相对位置主要影响单个块体的上举脱出失稳,鼻轴方向在坡面上赤平投影图越分散,护面块体层整体上越稳定。坡面坡度变缓时,护面块体层整体下滑趋势减弱,但更易发生上举脱出失稳;单个块体缺失会加大周围块体的上举失稳概率。     

抛石防波堤人工护面块体强度模拟研究

本文主要研究了混凝土人工护面块体在模型试验中的强度模拟问题，根据不同比尺要求的强度指标，确定新型材料组成成份及其配比，并针对已有防波堤护面块体的破坏情况，进行了水槽模型验证试验。     

斜坡堤天然块石护脚的稳定性计算

试验研究表明 ,不规则波对斜坡堤护脚棱体稳定性的威胁大于波高对应于Hs 的规则波 ,斜坡堤护面形式对护脚块石的稳定也有影响。Gerding公式虽然准确地描述了棱体在波浪作用下的稳定性规律 ,但由于护面糙率、透水率等因素的影响在工程上应用仍需进一步修正。文章指出在中低水位 ,Gerding公式计算的护脚棱体稳定重量有可能偏小 ,并给出了不同类型护面下护脚棱体稳定计算的修正系数     

污水深海排放工程整体与断面模型试验

在断面模型试验与整体模型试验的基础上 ,确定了扭工字护面块体的稳定重量。通过断面模型与整体模型试验结果的比较 ,以及试验结果与理论计算结果的比较 ,分析了特殊地理条件对波浪传播的影响以及斜向波浪和沿堤水流对护面块的影响 ,阐述了工程试验在工程建设中的重要性。     

宽肩台防波堤稳定性数值模拟方法研究

宽肩台堆石堤是海岸工程中的一种海堤形式,其以结构简单、施工快捷、布局灵活和造价经济的特点在工程中得到了广泛应用。宽肩台防波堤以堆积块石为主体,在海区波浪作用下达到稳定的堆积结构。进行宽肩台式防波堤稳定性的研究 是设计宽肩台防波堤的重要基础。介绍了波浪水槽的光滑粒子动力学 （SPH） 理论和建立方法,验证了造波结果。提出了一种块石单元法 （GEM） 模式,以块石单元为独立刚体来模拟宽肩台防波堤上的块石在波浪作用下的受力状态和运动过程。建立了一种垂向二维光滑粒子动力学方法 SPH 与 GEM 耦合的波浪和块石模型,采用 SPH 与 GEM 相结合,对防波堤堆石孔隙外部的波浪运动和内部的孔隙环流进行模拟计算,并根据 Forchheimer 公式确定孔隙内部的压力。用 SPH 方法模拟堆石堤外部流场的波浪破碎压力,用孔隙环流模拟堆石堤内部的孔隙压力。使用耦合模式模拟了宽肩台防波堤孔隙流场,验证了孔隙压力分布。模拟了波浪作用于块石和块石对波浪动力响应过程,给出了静态平衡到动态平衡的流固场变化,模拟结果与物理模型试验结果基本一致。耦合模型的建立为宽肩台堆石堤的稳定性研究提供了理论依据,同时也为同类型工程研究提供了新思路。     

块石护面防波堤块石的稳定

许多研究者认为波陡和波周期是块石护面防波堤稳定的决定因数。但有些设计方法却不明确的考虑波周期。涉及惯性作用依赖稳定数修正了的波陡于此处示出。下列护面块石开始失稳时的重量公式早为 Raichlen 推出。兹对举力和惯性力项目进行了详尽的分析,结果创立了类似 Iribarren 和 Narales 的简化稳定性公式,它包含着波陡 H/L 有关的     

黄河三角洲莱州湾西岸防潮工程海堤断面块体稳定性实验研究

以黄河三角洲莱州湾西岸防潮工程海堤断面为工程实例，结合当地的水位及波浪参数，利用物理模型试验的方法，得出了护面块体稳定的极限条件及不同堤坝型式下海堤的冲淤状况，从而验证了海堤护面块体稳定性。     

斜堤护面块体在斜向波作用下的稳定性

通过三维模型试验 ,研究了在斜向波作用下 ,扭工字块体、钩连块体、四脚空心方块和抛填块石等 4种块体在斜向波浪作用下的稳定性 ,给出了实用计算方法。     

圆弧面防波堤波浪力初步研究

圆弧面防波堤是在半圆形防波堤基础上开发的一种新型防波堤。首先通过与半圆形防波堤相同条件下的波浪试验,检验圆弧面防波堤的稳定性,并利用数值波浪水槽对圆弧面防波堤的水力特性进行初步研究,探求造成圆弧面防波堤与半圆形防波堤波浪力差别的主要原因。通过圆弧面防波堤与半圆形防波堤波浪力的对比试验,提出了圆弧面防波堤波浪力的简化计算方法,以半圆堤正向水平波浪力乘以一修正系数,在堤顶淹没情况下修正系数可取1.3,在堤顶出水情况下修正系数可取1.1。     

斜向波作用下防波堤衔接段块体的稳定性和沉箱结构上波浪力试验研究

在斜向波浪作用下,防波堤结构衔接段会产生波能集中、壅水和漩涡等复杂的水动力情况,对该区域块体稳定性和沉箱结构产生极不利的影响,本文开展了三维整体波浪物理试验研究,以揭示不同角度斜向波与块体稳定性和沉箱结构受力敏感性的关系.同时将得到的试验结果与规范公式计算结果进行比较分析,得出两者之间的差异性.试验结果可为工程设计中结...     

波浪作用下斜坡上护面块体内部应力分布数值模拟

基于3D FEMDEM方法建立三维原型尺度数值模型,模拟波浪荷载作用下斜坡上护面块体内部的应力分布。波浪作用下结构物的水动力荷载采用微幅波理论模拟,护面块体之间的运动、碰撞接触以及块体内部的应力变化采用3D FEMDEM方法模拟。块体之间的接触力采用基于势函数的罚函数法计算,有限元的变形采用中心差分的显式方法求解。应用该数值模型与ANSYS软件程序对自重作用下混凝土扭王字块的内部应力分布特性进行了比较分析,验证了数值模型应力计算的可行性和计算精度。通过数值模拟计算给出了波浪作用下斜坡上护面块体之间的相对运动和块体内部的应力分布及应力历时曲线,探讨了块体内部应力变化特性。     

扭工字块体稳定性的个例分析

在1981年14号台风期间,北海船厂防波堤堤头受到了中等的损坏.本文以此为实例对扭工字块体的稳定性作了初步分析。在设计块体重量时,应考虑波浪周期问题。本文指出,根据现场观测,扭工字块体按一定模式施工的重要性。文章阐述了在计算扭工字块体的重量时,如何更好地选择稳定系数 K_D,监且强调了堤头块体应比堤身块体重0.3～0.5倍。     

威海市海滨南路护岸工程断面模型试验

利用断面物理模型试验 ,对 3种结构形式 (斜坡段、大台阶段、圆筒段 )的护岸的稳定性和越浪量进行了研究。在此基础上 ,对比分析了与断面结构具体特征紧密联系的消浪效果和结构稳定性的差异 ,指出斜坡段断面更为经济合理 ,护底块石对整个结构的稳定起着至关重要的作用 ,其稳定重量不能笼统地按《防波堤设计与施工规范》(JTJ2 98-98)的最大波浪底流速方法确定 ,还要充分考虑护底层厚度等因素