斜向随机波浪作用于半圆形防波堤单位堤长上的波浪力.pdf

斜向随机波浪作用于半圆形防波堤 单位堤长上的波浪力’ 王丽勤 张宁川 俞聿修 刘明 (大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室，大连116024) 摘要 通过斜向不规则波对半圆形防波堤(不开孔出水堤)作用的试验研究，考虑波陡 H，／L，相对波高H，／d，波浪入射角8等主要影响因素，给出了单位堤长所受水平波浪力P。、 竖向波浪力P，和波浪浮托力P。随上述影响因素的变化，且着重分析了负向水平波浪力P扣 大于正向水平波浪力P抖出现的条件。 关键词半圆型防波堤，斜向波，波浪力 1 前言 半圆型防波堤是一种新型防护建筑物，最先出现于日本，由我国交通部一航院等单位在国 内加以发展并率先实施。它与传统的防波堤相比有很多优点。1995年3月，国内首次将半圆 堤成功运用在天津港北大防波堤工程中，此后此种堤形又在多项工程中得到应用，发展十分迅 速。半圆堤被工程界如此迅速地推广，使得相关的基础研究显得突出的滞后。迄今为止国内 外对于半圆堤的研究仅限于二维正向波浪，这些成果尚难以满足工程实际之需。自然界的波 浪常斜向击堤，且波浪常是多向不规则的。为使半圆堤能在我国得到进一步推广，工程应用更 加合理安全经济，有必要对其进行深入的研究。 本文通过斜向波浪对半圆形防波堤的试验，系统研究了半圆形防波堤单位堤长的受力及 其与主要影响因素的关系，并着重讨论了水平波浪力中波谷力大于波峰力出现的条件。 2 模型试验 2．1试验条件与试验方法 试验在大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室的综合水池(长55m，宽34m，深1． 波浪。为了分别研究波陡H；／L和相对波高H，／矗对波力的影响，试验采用了固定相对波高 · 国家自然科学基金项目；教育部博士点基金项目(2000014118)的部分成果 45。，具体组合见表l。 表l实验组次 2．2模型设计与整体布置 实验中要求波浪不破碎。参照工程实例，确定半圆堤断面模型如图1(断面尺寸与高程标 做不规则波浪试验需要长时间造波，为了避免从造波板反射回来的二次反射波干扰堤前 的入射波，将防波堤轴线布置成与造波板成30。角，且堤的中心向水池右侧偏移，见图2。模型 长10。2m，中间测力段为2．1m，由有机玻璃制成，两侧堤身由木箱组成，同时两端加半圆形堤 头。 2．3模型试验方法 在放置模型前，于防波堤轴线中心处测定原始波浪要素，使其基本符合表1要求(以实测 值为准)。 为了测定半圆堤上波浪力的断面分布和沿堤长的纵向分布，共布置5个测力断面。一个 完整的测力断面上有14个测点(见图1)。从图3和图4可以看出压力盒的整体布置情况。4 —4和5—5截面上只在迎浪侧弧段布置3个。根据截面1—1～5—5的实测压强资料可确定 单位堤长上的波浪力及波浪力沿堤长的纵向分布。 器憩 鐾 式 褒 舌 §||| 造游 川…洲¨¨¨¨川¨¨川II ¨¨…洲川¨¨…………川…¨