斜坡式防波堤胸墙波浪力的试验研究

发布时间：2020-09-30 20:44

　　防波堤是港口工程中一种重要的水工建筑物,斜坡式防波堤在实际工程中的应用最为广泛。当外海波浪冲击到斜坡堤护面上时,如果斜坡堤堤顶没有足够的高度,就会产生越浪,越浪不但破坏港池水域的稳定,还会对建筑物安全构成威胁。通常在防波堤顶部设置胸墙,不仅可以保护港内人员和财产不受损害,而且可以减少堤身断面的土石方量,降低工程成本。为了减小外海波浪对斜坡堤顶部胸墙的冲击,大多工程采用了人工掩护块体,但现行规范未能给出掩护块体对波浪的折减系数,在工程应用中缺乏理论依据,因此通过试验加以探究。本论文斜坡堤顶部胸墙以L形和反L形2种方式布置,并在胸墙表面安装了压力探头,分别探究入射波浪冲击到堤顶胸墙后波浪的分布情况及受力特征。试验结果显示入射波浪作用在胸墙迎浪面,胸墙底部至顶部所受压强呈现先增大后减小的趋势,胸墙底部和顶部所受压强相对较小,最大压强出现在静水位附近。胸墙底面受到压强呈梯形分布,胸墙底面由前趾至尾端波浪压强逐渐减小,胸墙前趾受到压强最大。为了探究不同掩护块体对波浪的折减效果,本试验采用了扭王字块体和大块石作为掩护块体,测出两种掩护条件与无掩护情况下胸墙受到的波压力,分别计算出对应的折减系数。试验结果表明相对于胸墙无掩护的情况,L形胸墙在扭王字块掩护下,水平波浪力折减系数为0.78,在大块石掩护下,水平波浪力折减系数为0.81;反L形胸墙前在扭王字块掩护条件下,水平波浪力折减系数为0.73,折减效果在25%以上,两种掩护条件对浮托力的折减系数略小于0.8,折减效果相差不大。胸墙在扭王字块掩护下对波浪的折减效果整体优于大块石。胸墙迎浪面和底面随着入射波浪波高、水深、周期的增大,其受到的波浪力也随之增大。胸墙迎浪面受到的水平波浪力受波浪波高变化比较敏感,随着波高的增大而显著增加。胸墙底部受到的浮托力随水深的变化较敏感,水深的增加会显著加大波浪对胸墙底面的浮托力。
【学位单位】：大连海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U656.2
【部分图文】：

水槽,波浪,海洋大学,水利科学

.3 试验设备及仪器该项试验是在大连海洋大学海岸工程重点实验室中进行，水槽的有效尺寸长为 40m，宽 0.7m，。水槽的一端配有电机司服不规则造波机，可模拟生成周期在 0.5～5s 之间的规则波、不规则波等波浪。水槽尾部安装了直立式消能网架，以免波浪的反射。试验采用天津水利科学研究院研制生产-30 形波浪采集处理系统。胸墙模型用水泥砂浆制成，用于测量波压力分布的部分用有机玻璃制作。试验水槽见图 2-1。

浪高仪

布置图,胸墙,布置图,模型

图 2-3 L 形胸墙模型布置图图 2-4 反 L 形胸墙模型布置图Fig 2-3 L-shaped parapet mold layout Fig 2-4 Reverse L-shaped parapet mold layo160140745070图 2-5 胸墙模型尺寸（单位：mm）Fig 2-5 Size of parapet mold (unit: mm)坡堤与其顶部的胸墙并不是一个整体，胸墙在波浪的冲击作用下，可能会发生滑动、倾覆等破坏为了保证试验的合理性，在进行物理模型试验前，对胸墙模型的抗滑、抗倾稳定性进行了验算算，在试验的各种波浪作用下，胸墙模型均不会发生滑动或倾覆破坏。2 波浪要素

【参考文献】