直立式防波堤兼码头水工结构设计与试验研究

基于青岛崂山前海直立式防波堤兼码头工程的设计,通过规范计算值与断面物理模型试验数据的对比分析,合理确定断面尺度、堤顶高程和越浪量等重要设计参数。特别是通过多组试验的数据分析,对挡浪墙的外形尺度和护底宽度进行优化,采用通过增大护底块体重量的方式有效地减小护底长度,充分运用试验手段对于设计规范的护底相关规定做出了有益的探索和补充,为深水直立式防波堤的设计改进提供了借鉴。     

岛屿地形下的核电厂护岸防洪设计研究

对国内第一个岛屿地形下核电厂的护岸防洪设计进行了研究,提出直立式护岸结构方案以满足核电厂防洪和避让毗邻海岛的要求。在波浪数值模拟计算结果基础上,开展了波浪整体物理模型试验、波浪局部整体物理模型试验和波浪断面物理模型试验,对护岸的越浪量和结构稳定性进行了优化验证。研究结果表明,岛屿地形下,波浪破碎和波能集中导致护岸堤身坡脚处波高增大,须加高挡浪墙和优化挡浪墙结构型式;在相同的越浪量标准下,采用直立堤结构相对斜坡堤结构对应的护岸挡浪墙的高程须明显加高;利用部分海岛地形斜坡高地作为厂区护岸一部分时,原状海岛地形斜坡高地处的波浪爬高效应明显,须加高邻近护岸挡浪墙的高程。     

关于设有胸墙的斜坡式防浪堤的试验研究小结

在多个实际工程的模型试验及专题研究的基础上,本文对斜坡式防浪堤上一种墙顶设有挑浪嘴、墙底设有前齿的“L”形胸墙的若干问题进行了小结。文中,对越浪量估算和堤顶标高的合理确定、挑浪嘴和墙底前齿的机理及其效应、作用于墙上的波压力、胸墙断面的优化设计方法等作了全面的阐述。     

分层斜坡越浪式波能发电装置结构受力试验研究

分层斜坡越浪式波能发电装置作为一种重要的波能转换型式,在开发利用波浪能的同时,可与防波堤或护岸工程相结合,将海岸工程的被动消能变为主动吸能,提高综合效益。在实际工程应用中,分层斜坡越浪式发电装置引浪面在波浪荷载作用下的安全性成为首要问题,由于其引浪面与防波堤或护岸的护面对水体磨阻影响不同,因此水体对结构的作用力不同,已有的斜坡式防波堤所受波浪荷载的研究无法用于指导分层斜坡越浪式发电装置引浪面的结构强度设计。通过水工物理模型试验,对分层越浪装置引浪面在不同波况条件下的结构受力进行研究分析,获得越浪装置引浪面上点压力及波浪力的分布规律,为装置的结构设计提供理论指导及设计支持。     

广西北海红树林宜林滩涂大型底栖动物群落结构特征

为了解广西北海红树林宜林滩涂大型底栖动物群落特征,本文首次在北海市选择了2条光滩断面、2条有少量互花米草分布的断面和2条被互花米草覆盖的断面开展生态调查,调查了大型底栖动物的群落结构特征,并分析了其与环境因子之间的关系。结果表明,调查区域大型底栖动物共29种,不同生境的软体动物生物量、节肢动物栖息密度及蟹洞数量差异显著(P<0.05),大型底栖动物的种类组成与沉积物的偏态显著正相关(P<0.05)。光滩样地黄金村HJ群落结构稳定,其余样地大型底栖动物的群落结构均不稳定。互花米草的生长会对大型底栖动物群落结构产生影响。     

三沙湾互花米草(Spartina alterniflora)入侵对大型底栖动物群落结构的影响

为探讨互花米草(Spartinaalterniflora)入侵对三沙湾光滩、红树林湿地的生态影响,分别于2013年10月和2014年9月在三沙湾选择了2条互花米草断面、2条红树林断面和1条光滩进行底栖生物生态调查,分析了大型底栖动物群落分布的时空差异、底栖动物与环境因子之间的关系。经鉴定,该调查海域大型底栖动物共68种,隶属于7门40科,其中短拟沼螺(Assiminea brevicula)为互花米草区优势物种;宁波泥蟹(Ilyoplaxningpoensis)为光滩的优势物种;巴林虫(Barantollasp.)为红树林区优势物种。对各生境大型底栖动物物种数、生物量和栖息密度组成进行双因素无重复方差分析(two-way ANOVA),结果显示不同生境大型底栖动物物种数差异极显著(P<0.01),互花米草入侵红树林后,大型底栖动物物种数稍有下降,但是互花米草入侵光滩后,大型底栖动物物种数有所增加;不同生境大型底栖动物生物量差异极显著(P<0.01),栖息密度差异不显著(P>0.05)。利用大型底栖动物的ABC曲线分析群落结构的稳定性,显示光滩群落结构稳定,互花米草入侵...     

浙江省软土地基海塘的防浪特点研究

根据海塘塘前的波浪条件和台灾后海塘损坏程度,迎潮面的抗浪结构采用砼贴面护面板、埋石砼重力墙和异形块体等,塘顶为砼护面。当海塘越浪量在0.05m3 (m·s)以下时,背坡面采用干砌块石,大于此越浪量的海塘,背水面采用浆砌或灌砌保护。以上护面结构的稳定性经水槽模型验证及台灾的考验。     

深水斜坡堤胸墙波浪力计算方法研究

通过物理模型试验研究中国《海港水文规范》(JTJ213-98)中斜坡式防波堤顶部胸墙波浪力计算公式在深水情况下的适用性.试验测量4种不同水深波浪作用下斜坡堤顶部胸墙的波浪力和作用高度.通过对胸墙迎浪面的波浪压强分布、总水平作用力和波浪作用高度的试验结果与《海港水文规范》结果的对比分析,发现胸墙迎浪面的实测波压分布不同于规范采用的均匀分布;规范计算得到的总水平力和波浪作用高度均小于实测值.本文改进规范中斜坡堤胸墙波浪力计算方法,使其更适用于深水堤顶部胸墙受力计算.     

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。     

斜坡堤典型胸墙波浪力影响因素的试验与分析

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、后仰式和直立式四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(H/d)、相对波长(L/d)、斜坡坡度和胸墙结构型式对波浪力的影响。试验结果表明：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。     

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     

Rock toe stability of rubble mound breakwaters

The toe structure of a breakwater provides support to the armour layer and protects the structure from damage due to scour at the toe. Often a toe structure consists of rock material. Several design formulae exist to predict the amount of damage to the toe structure under wave loading. These design formulae for the required rock size include effects of the wave height and the water depth above the toe structure. Here, rock toe stability has been studied by means of physical model tests to provide information on the required rock size in the toe structure. The tests and analysis are focussed not only on the influence of the wave height and the water depth above the toe structure, but also on the influence of the width of the toe structure, the thickness of the toe and the wave steepness. The wave steepness, width of the toe and the thickness of the toe appear to affect the damage to the toe; these parameters need to be taken into account in order to derive accurate predictions of the damage to the toe structure. Based on the test results a prediction formula has been derived including these effects. The formula can be used to determine the required rock size in the toe of rubble mound breakwaters within the ranges of the performed tests.     

强非线性规则波在防波堤上爬高公式研究

为了研究波浪非线性对爬高的影响,解决防波堤等工程设计的实际问题,通过对数学模型试验、物理模型试验、规范公式得到的防波堤波浪爬高对比分析,分析了非线性主要影响参数厄塞尔数、相对水深和波陡对波浪爬高的影响规律,指出规范公式计算时存在的缺陷,并对其计算公式、适用范围进行修正、拟合,得到了强非线性规则波浪爬高的计算方法,可适用于斜坡堤断面的波浪爬高计算,与物理模型试验和数学模型试验结果对比表明,新的波浪爬高计算公式具有较好的计算精度,研究结果可为防波堤等实际工程设计提供重要参考。     

Downrush flow from waves on sloping seawalls

This paper investigates the characteristics of downrush flow from breaking waves on sloping seawalls, which cause toe scour. Flow visualization techniques were employed in these experiments. The velocity and pressure of the downrush flow at the toe were analyzed. It was found that the intensity of the flow is reduced as the structure slope decreases. The empirical formula for normalized flow intensity at the structure toe is presented as a function of the relative wave run-up height.     

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...     

Toe Structure Stability of Sloping Breakwater

1 .IntroductionTheslopingbreakwateriswidelyusedintheprotectionofcoastalstructures ,withrubblemoundtoebermbuiltatthefootofthewave attackingslope .Thefunctionofarubblemoundtoestructureis ,inadditiontodecreasingthequantityofmainarmorstoneused ,toprovidestaticsupporttothemainarmorlayer,avoidingtherollingdownofmainarmorstonesandprotectingtheapronstonesfromero sion .TheweightoftoebermstonesisdecidedaccordingtotheCodeofBreakwaterDesignandBuildingformulatedbytheMinistryofCommunicationsofChina .When…     

Observation of wave transformation on a sloping type B shore platform under wind-wave and swell conditions

An instrumented field study of the across-shore evolution of wave characteristics was conducted under wind-wave and swell-wave conditions on a sloping type B shore platform along the mesotidal, fetch-limited coast of Auckland, New Zealand, based on spectral analysis of hydrodynamic data recorded in pressure-sensor time series during a 24-h deployment on 24–25 November 2008. The results highlight the ability of the shore platform in dissipating wave energy reaching the cliff toe under wind-wave and swell-wave conditions, and the spectral redistribution of wave energy. As waves propagated onto the platform surface and towards the cliff toe, infragravity-wave energy became progressively more dominant, while gravity waves were dissipated. Wave height and period in the central sector of the platform and at the cliff toe were not markedly affected by differences in incident-wave conditions observed during the survey. The findings confirm the importance of platform morphology in modulating wave-energy delivery to the cliff toe. In contrast to previous studies, infragravity-wave height at the cliff toe did not appear to be correlated to incident-wave conditions.     

波浪作用下斜坡上单桩周围海床孔隙水压力响应特性试验研究

单桩基础周围斜坡海床中的波致孔隙水压力响应与纯斜坡海床存在较大差异。为了解不同波高、波周期条件下,单桩基础周围波浪传播变形及其对斜坡海床孔压振荡响应的影响,在波浪水槽末端铺设了长6 m、坡度1∶16的斜坡砂床进行试验。通过改变桩身位置和波浪参数,测量斜坡段各处波面形态,采集单桩周围孔隙水压力,分析了桩身位置及波浪参数对斜坡海床孔压响应的影响。结果表明：相同入射波条件下,随距坡脚水平距离增加,波高、近底流速和桩周孔隙水压力幅值都随之增大;桩周孔隙水压力幅值分布规律为：桩前孔压幅值明显大于桩侧与桩后孔压幅值。当Keulegan-Carpenter数大于6时,随着波高和波周期增大,马蹄涡产生的负压区使得桩侧海床孔隙水压力与纯斜坡海床孔隙水压力差值迅速增加。     

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。     

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。