【摘要】：海堤在風(fēng)暴潮和極端波浪的聯(lián)合作用下極易發(fā)生堤頂大量越浪,而越浪量的增加可能導(dǎo)致防波堤后坡的破壞,造成海堤整體失穩(wěn)。針對這一問題,對海堤后坡混凝土板護(hù)面進(jìn)行系列二維物理模型試驗(yàn),根據(jù)越浪對堤后不同坡度不同護(hù)面厚度的沖刷破壞情況,討論堤后混凝土板護(hù)面穩(wěn)定厚度與越浪量和后坡坡度之間的關(guān)系,結(jié)果表明:同一坡度下護(hù)面穩(wěn)定厚度與越浪量成線性相關(guān);不同坡度時(shí),坡度越緩,相對厚度越小。最終給出不規(guī)則波作用下不同坡度的后坡混凝土板護(hù)面厚度的計(jì)算公式。
【圖文】：

反射。水槽兩端均設(shè)有消浪緩坡，用于減小波浪反射。由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制產(chǎn)生所要求的波浪要素，同時(shí)對波高儀測得的水面波動(dòng)信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理。該造波設(shè)備可根據(jù)試驗(yàn)要求產(chǎn)生不同譜型的不規(guī)則波。本次試驗(yàn)越浪量采用接水箱接取測量，接水板寬度為0.2m，一次波浪采集數(shù)據(jù)控制在140～200個(gè)波。2.2試驗(yàn)方法本次模型試驗(yàn)斷面采用簡單的單坡斜坡堤，前坡坡度和后坡坡度均為1∶1.5。防浪墻采用直立式，堤前護(hù)坡采用350g扭王字塊，后坡護(hù)面形式采用混凝土板，尺寸為13cm×13cm，堤前水深d為40cm。防波堤模型斷面見圖1。圖1試驗(yàn)斷面(單位:cm)針對不同后坡坡度，將不同護(hù)面板厚度、不同波周期組合進(jìn)行系列模型試驗(yàn)，對每一種組合，先以較小的波高作用于試驗(yàn)斷面，當(dāng)波浪爬高大于墻頂高程時(shí)產(chǎn)生越浪，越浪砸擊堤后混凝土板護(hù)面，若護(hù)面板穩(wěn)定，則繼續(xù)增大波高，直至混凝土板護(hù)面發(fā)生失穩(wěn)破壞，并測出其對應(yīng)的平均越浪量。觀察后坡護(hù)面的破壞進(jìn)程，試驗(yàn)組合包括:1)波周期分別為1.5、2、3s;2)混凝土板厚度分別選用1、1.5、2、3cm，尺寸為13cm×13cm;3)坡度分別取1∶1、1∶1.5、1∶2、1∶3，分別對應(yīng)m=1、1.5、2、3;4)波浪為不規(guī)則波，，采用JONSWAP譜進(jìn)行模擬。每組試驗(yàn)至少重復(fù)3次，以避免偶然因素的影響，保證試驗(yàn)結(jié)果的有效性。·67·

時(shí)，墻頂處發(fā)生越浪。同一波周期下，當(dāng)波高較小時(shí)，墻頂越浪少，越浪水體不足以造成護(hù)面塊體失穩(wěn)。隨著波高增大，墻頂越浪增加，當(dāng)波高達(dá)到臨界波高時(shí)，越浪水體砸擊堤頂及后坡，個(gè)別混凝土護(hù)板出現(xiàn)微小抬高，在板的周圍形成細(xì)小縫隙，越浪水體不斷淘刷混凝土板下方墊層中的小顆粒，同時(shí)具有一定流速的水流從板四周鉆入板下，動(dòng)能瞬間轉(zhuǎn)化為對板底的壓能，混凝土板被進(jìn)一步抬高。另外部分越浪水體正面沖刷出現(xiàn)微小抬高的混凝土板，產(chǎn)生傾覆力矩，護(hù)板經(jīng)過數(shù)次抬高后，會(huì)被突然掀起，最終沿縱向或橫向傾翻失穩(wěn)，見圖2。圖2混凝土板傾翻失穩(wěn)浮升破壞與傾覆破壞類似，當(dāng)混凝土護(hù)板的上端部開始微微抬動(dòng)時(shí)，板受四周的約束力減弱，部分越浪水體從板四周縫隙鉆入板底，并在板的底部形成較大的頂托力，致使板整體處于臨界浮升狀態(tài)。在越浪持續(xù)作用下，水體不斷進(jìn)入混凝土板底部，同時(shí)由于滲透力的作用，護(hù)板被頂托移位，垂直水槽方向觀察，會(huì)發(fā)現(xiàn)混凝土板護(hù)面出現(xiàn)隆起(圖3)，當(dāng)這種移位超過一個(gè)板厚時(shí)，整個(gè)板最終會(huì)脫離堤面而失穩(wěn)。圖3護(hù)面板隆起另外，當(dāng)周期較小時(shí)，波陡越大，后坡發(fā)生破壞的位置主要在堤頂與后坡連接處，當(dāng)周期較大時(shí)，波陡越小，破壞的位置主要在后坡坡面處。3.2后坡混凝土板穩(wěn)定厚度確定為便于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，利用波高將混凝土板厚度進(jìn)行無因次化，得到護(hù)面板的相對厚度。在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，在同一坡度下，波周期一定時(shí)，隨著波高的增大，拋石護(hù)面發(fā)生破壞時(shí)的厚度隨之增大，因此首先分析相對厚度隨波陡的變化，將二者關(guān)系繪于圖4。圖4相對厚度與波陡關(guān)系(m=1.5)從圖4可見，在同一坡度同一周期下，相對厚度均隨波陡的增加而增加。這是因?yàn)樵嚼肆侩S波陡增大而增大，越浪量越大，必然對堤后護(hù)坡?

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 沈水土;趙法元;;海堤高程和斷面結(jié)構(gòu)的探索[J];水利建設(shè)與管理;2000年03期

2 楊衛(wèi)東;西沙海堤工程建設(shè)與管理的探討[J];廣西水利水電;2000年03期

3 傅宗漢,洪再恭;廈門市海堤的防災(zāi)興利功能和達(dá)標(biāo)建設(shè)的工程措施[J];水利科技;2000年01期

4 丁訓(xùn)凱,陳昊;論21世紀(jì)初江蘇鹽場海堤治理戰(zhàn)略[J];蘇鹽科技;2001年01期

5 楊繼東;海堤工程施工的幾點(diǎn)體會(huì)[J];東北水利水電;2002年09期

6 黃錦林,江洧;海堤工程設(shè)計(jì)中風(fēng)速問題的探討[J];廣東水利水電;2004年01期

7 ;廣東省海堤工程設(shè)計(jì)導(dǎo)則(試行)[J];水利技術(shù)監(jiān)督;2005年03期

8 黃錦林,江洧;海堤工程設(shè)計(jì)中風(fēng)速的選用[J];水利技術(shù)監(jiān)督;2005年03期

9 王靜,李維濤,陳麗棠;海堤工程防洪(潮)標(biāo)準(zhǔn)與區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展[J];水利技術(shù)監(jiān)督;2005年03期

10 周中華,王桂榮,胡斌;嶗山海堤工程建設(shè)的實(shí)施與效益[J];山東水利;2005年07期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 張閩生;;海堤護(hù)坡設(shè)計(jì)的型式及應(yīng)用[A];中國水利學(xué)會(huì)圍涂開發(fā)專委會(huì)2004學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

2 黃院生;;福建省海堤加固技術(shù)探討[A];福建省第九屆水利水電青年學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2005年

3 劉勇;孫光;韓山峰;李建軍;;灘涂及海堤工程安全耐久性研究[A];中國水利學(xué)會(huì)灘涂濕地保護(hù)與利用專委會(huì)2005學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

4 張閩生;;海堤護(hù)坡設(shè)計(jì)的型式及應(yīng)用[A];中國水利學(xué)會(huì)2006學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（灘涂利用與生態(tài)保護(hù)）[C];2006年

5 潘麗紅;朱建榮;劉新成;俞相成;;上海市海堤設(shè)計(jì)波浪計(jì)算有關(guān)問題的探討[A];中國水利學(xué)會(huì)2007學(xué)術(shù)年會(huì)人類活動(dòng)與河口分會(huì)場論文集[C];2007年

6 周正萍;左其華;王馳;;海堤基礎(chǔ)數(shù)據(jù)地理信息系統(tǒng)建設(shè)初探[A];第十五屆中國海洋（岸）工程學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集(中)[C];2011年

7 劉清君;王登婷;陸健;;可靠度理論在海堤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析中的應(yīng)用研究進(jìn)展[A];第十五屆中國海洋（岸）工程學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集(中)[C];2011年

8 黃朝軒;袁文喜;;對海堤風(fēng)浪計(jì)算的一點(diǎn)看法[A];建設(shè)浙江海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展示范區(qū)舟山群島新區(qū)研討會(huì)論文匯編[C];2011年

9 王玉海;;臺風(fēng)浪與海堤防護(hù)安全[A];中國水利學(xué)會(huì)2007學(xué)術(shù)年會(huì)人類活動(dòng)與河口分會(huì)場論文集[C];2007年

10 吳保旗;金利軍;潘桂娥;;《海堤工程爆炸置換法處理軟基技術(shù)規(guī)范》編制背景和主要內(nèi)容簡介[A];中國水利學(xué)會(huì)2010學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊）[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 □江蘇省副省長黃莉新○本報(bào)記者　桂冕實(shí)習(xí)記者朱惠;加快海堤達(dá)標(biāo)工程建設(shè)[N];江蘇經(jīng)濟(jì)報(bào);2006年

2 黃錦林;海堤設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為先[N];中國水利報(bào);2008年

3 本報(bào)記者 程霞;十公里海堤的“涅i謾盵N];北海日報(bào);2008年

4 張以華;端田海堤項(xiàng)目開工建設(shè)[N];北海日報(bào);2009年

5 記者 羅迅革;加快環(huán)湖海堤工程建設(shè)[N];汕尾日報(bào);2009年

6 李維濤;推動(dòng)海堤建管并重 筑牢沿海安全防線[N];中國水利報(bào);2010年

7 ;海堤建設(shè)任重道遠(yuǎn)[N];中國水利報(bào);2010年

8 嚴(yán)洪;我國海堤工程行業(yè)期待做大做強(qiáng)[N];中國海洋報(bào);2010年

9 記者馮娜、通訊員劉春義;東區(qū)海堤工程獲中央專項(xiàng)資金扶持[N];秦皇島日報(bào);2010年

10 南方日報(bào)記者 彭國華 蘇稻香 崔財(cái)鑫 實(shí)習(xí)生 熊漢琳 楊名;海堤變沙堤 難覓一塊大石頭[N];南方日報(bào);2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 潘麗紅;臺風(fēng)條件下上海地區(qū)典型海堤防御能力評價(jià)研究[D];華東師范大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 孫苗苗;允許部分越浪海堤越浪量及越浪流的研究[D];中國海洋大學(xué);2010年

2 韓利;吹填造陸工程海堤抗滑穩(wěn)定性研究與分析[D];天津大學(xué);2014年

3 李聰磊;潮位影響下的海堤滲流場—應(yīng)力場耦合分析[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

4 陸迎壽;基于監(jiān)測資料的海堤非穩(wěn)定滲流反演研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

5 關(guān)大瑋;規(guī)則波與不規(guī)則波的海堤越浪數(shù)值模擬[D];華南理工大學(xué);2016年

6 李秀麗;海堤滲壓安全監(jiān)控潮汐確定性模型與混合模型研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2016年

7 李兵;海堤漫壩風(fēng)險(xiǎn)分析研究[D];廣西大學(xué);2002年

8 吳官勝;單排樁加固海堤設(shè)計(jì)的安全穩(wěn)定性評估方法研究[D];河海大學(xué);2005年

9 宋軍;軟基上海堤的應(yīng)力應(yīng)變及穩(wěn)定性研究[D];武漢大學(xué);2004年

10 宋華;海堤工程探地雷達(dá)檢測技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];浙江大學(xué);2010年

本文編號：2578603