基于 SolidWorks的海堤护面块体结构图修正

海堤迎浪侧坡面一般采用人工块体防护,人工块体的种类很多,形状非常复杂,从而给块体结构图的绘制造成很大的困难。基于Solidworks绘图原理,对《海堤工程设计规范》(GB/T 51015—2014)中提供的常用护面块体进行了三维模型的重新构建。借助Solidworks,依据规范中提供的护面块体的类型和尺寸,阐述了建立其结构的三维模型并导出工程图的详细过程。通过对比分析,修正了现行规范中常用护面块体的工程图在形状绘制及尺寸标注方面存在的问题。此方法对精确绘制其他护面块体的工程图具有一定的指导意义,同时对海岸工程中其他结构工程图的绘制具有一定的参考价值。     

海堤溃堤机理和溃堤越浪量阈值的试验分析

通过对不同几何结构和护面材质的海堤开展大量组次物理模型试验,得出越浪水体强烈的剪切力导致的后坡侵蚀和护面块体滑动被证明是海堤失稳的主要触发因素。建议工程标准和规范中考虑越浪流速和剪切力,将有利于溃堤风险的评估和预判。然而实验数据显示,海堤在越浪强度递增过程中的受压达到峰值的先后顺序为堤顶-挡浪墙-后坡。因此,瞬时水动力冲击导致的疲劳性破坏可能是另一种溃堤机理,虽没有在试验中出现,但需要时刻警惕。不同于广泛使用的允许越浪量,本项工作提出了针对我国沿海典型海堤类型的溃堤越浪量阈值建议值。这使得通过经验公式计算和预测溃堤风险变成可能。溃堤越浪量很大程度上受护面材质、后坡坡度和挡浪墙高度影响,但在试验中没有体现对堤顶宽度的敏感性。试验结果表明,对于相同的海堤结构和堤顶高程,相对于没有挡浪墙的海堤增设挡浪墙有可能是对海堤稳定性的一种降低。但这还需要进一步被其他研究者和工程师讨论验证。     

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。     

基于层次分析法的海堤防御能力评估模型

海堤是保护我国近海生命和生产安全的重要屏障,海堤的防御能力的评估具有重要的实际应用意义。本研究考虑海堤对海水入侵的防御内在属性,从堤身材质、护面块体、底基地质、防浪配置和堤顶高程这五个指标因子建立海堤防御评估指标体系,采用层次分析方法,得到各指标因子的指标权重值,构建了海堤防御能力评估模型。对江苏、山东沿海海堤进行了灾害实例分析评估。结果表明,对海堤的防御能力评估结果与其在海洋动力灾害过程期间的实际防御表现基本一致。     

深水斜坡式防波堤人工垫层块体稳定性及反射系数研究

船舶大型化的趋势导致港口设施向深水发展。而对于深水防波堤,在较大设计波浪作用下,护面块体和垫层块石的重量往往超出现行技术规范的要求,针对大型天然块石垫层选料和施工困难,大量的开山选石损害自然环境等问题,本文总结了国内外人工块体的研究成果,阐明了人工块体垫层代替大型块石垫层的可行性,遴选了3种类型人工块体作为垫层,进行护面块体稳定性试验,经对比分析得出扭王字护面下带槽方块垫层的新结构,并确定其重量比值关系对护面稳定性的影响;对比传统垫层块石,给出遴选人工块体垫层的K_D值、堤前反射系数经验公式及波浪爬高糙渗系数推荐值。通过物理模型试验证明了深水斜坡防波堤通过采用人工垫层块体代替大型天然垫层块石的方法是可行的,为港口工程技术规范的修订提供了参考。     

秦皇岛地区扭工字块体表面剥皮情况的调查和分析

本文介绍了秦皇岛港煤码头三期工程中引堤扭工字块体表面迅速剥皮情况,结合现场暴露试验及秦皇岛地区扭工字护面块体进行了调查,分析了1985年预制的扭工字块体迅速剥皮主要原因,并提出了今后施工的建议。     

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。     

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。     

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。     

防波堤设计与施工规范中护面块体三视图的修正

基于Solidworks软件对《防波堤设计与施工规范》(JTS 154-1-2011)中的各类护面块体进行了三维模型的重新构建。以B型扭工字块体为例,结合规范中提供的各类护面块体尺寸阐述了利用Solidworks建立其三维模型并导出三视图的详细过程。通过比较发现了规范中各护面块体三视图中存在的问题并进行了修正。     

扭王字块体护面斜坡堤越浪量试验研究

针对现行规范中缺少扭王字块体护面斜坡堤越浪量的计算方法,考虑波陡、相对水深、相对堤顶超高、相对坡肩宽度、相对胸墙高度和相对块体尺寸等影响因素,通过波浪水槽物模试验,运用多元回归方法,给出了扭王字块体斜坡堤越浪量中护面结构影响系数和平均越浪量的计算公式。与试验值和其它计算公式进行了验证对比,结果基本吻合,具有一致性的规律。研究成果丰富了规范内容,对斜坡堤工程设计具有重要参考意义。     

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     

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...     

风暴潮对广东省沿海港航设施影响及防护对策研究

通过实地调研,结合历史记录资料,初步研究了风暴潮对广东省沿海港航设施的影响状况和特点,提出了相应的防护措施。研究发现,广东省沿海港口设施受风暴潮影响的主要特点为防波堤受损最为严重,施工期受风暴潮影响损坏普遍存在,码头护岸受损较普遍,大型码头结构受损较少,中、小型码头结构特别是渔港结构受损较多。损坏成因主要包括波浪基础资料不足、设计波浪偏低、护面块体偏小等。从技术、工程和管理三个方面提出了防护措施。技术措施主要为加强波浪观测和科学研究;改进设计波浪推算方法。工程措施包括适当提高设计波浪标准;适当提高护面块体标准;优化平面布置,缩短无防护施工期;设立安全岛和避险安全区;加强对已建港航设施的现状调查、复核和分析,采取针对性的加固措施等。管理措施包括设立沿海港口风暴潮预警预报系统;编制风暴潮应急预案;加强港航设施的维护等。     

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。     

Simulation on the Strength of Model Armor Block on Rubble-Mound Breakwaters

This paper mainly deals with the simulation on the strength of the concrete armor block in model test. According to the requirement for the strength of blocks in models with various scales, the components of materials for model blocks and their proportions are determined. The failure of armor blocks on rubble-mound breakwaters is reproduced by model tests.     

Structural Types of Sea Embankment and Their Stability Analysis

In this paper based on investigation on the structural types of sea embankments in thesoutheast coastal area of China,as well as the related tidal stages,waves and strength of marine soils,thefinite element method(FEM)calculations for seepage flow stability,including the overall stability againstsliding and local stability of sloping surface under the action of tidal stage and waves are carried out.Acomparison of the computational results of FEM for single circular slip,composite circular slip andgeogrid reinforcement against sliding shows that for calculation of stability against sliding of marine softsoil foundation it is even more reasonable to use the composite circular slip.The stability of sloping typesea embankment against sliding is slightly better than that of the vertical face type;for the combination ofthree defences(wave,scour and seepage defences)the sea embankment structural type of a compositecross section with a platform should be a good one,but it still should be suitable to local condit     

Design of rubble-mound breakwaters using M5 ′ machine learning method

Predicting the stability of armor blocks of breakwaters and revetments is a very important issue in coastal and ocean engineering. Recently, soft computing tools such as artificial neural networks and fuzzy logic have been used to predict the stability number of armor blocks. However, these tools are not as transparent as empirical formulas. This study presents another soft computing approach, i.e. model trees for predicting the stability number of armor blocks. The main advantage of model trees is that, unlike the other data learning tools, they are easier to use and more importantly they represent understandable mathematical rules. A total of 579 experimental test data from Van der Meer 1988 are used for developing the model. The conventional governing parameters were selected as the input variables and the obtained results were compared with those of measurements, empirical and soft computing models. Using statistical measures, it was shown that the developed models are more accurate than previous empirical and soft computing models. Furthermore, some simple rules are given for armor blocks’ design.