台阶式海堤堤前波浪特性试验研究

摘要

在我国沿海地区，一般都修建海堤来减弱海岸地区不受暴潮、大型海浪的侵袭。随着人类社会的进步，为了减少大型风浪对沿海居民生存环境的影响，在传统的海堤形式的基础上，近年来各国先后尝试着研究各种新型的海堤结构，以增强海堤的消浪效果，并降低工程造价。目前，在沿海地区已经开始利用台阶式海堤，但对台阶式海堤堤前波浪特性及其消浪消浪效果还缺乏相应的研究。 本文通过物理模型试验，研究台阶式海堤的结构参数对海堤堤前波浪特性的影响规律。试验是在广西大学水利实验室二维波浪水槽中进行的，物理试验按重力相似准则设计模型，模型几何比尺采用1∶10，试验从海堤的坡度和台阶高度两个方面设计了五组试验方案，并且依据我国沿海地区大型波浪的实测资料设计了六组大型波浪入射工况，在试验中测试了堤前波浪壅高、波浪反射系数、流场变化、波浪爬高和波浪作用下台阶面上的脉动压力等参数。从台阶式海堤堤前波浪壅高程度、堤前流场变化、波浪爬高和海堤堤面台阶的振动程度等四个方面对堤前波浪特性进行综合分析评价。 根据物理模型试验的结果，分析了海堤坡度和台阶高度对堤前波高、堤前流速、波浪在海堤堤面上的爬高和海堤堤面台阶上的脉动压力的影响，得到如下结论:当海堤台阶高度一定时，海堤的坡度变缓，堤前波浪壅高增大，堤前流速减小，波浪爬高减弱和海堤堤面台阶振动减小，即是台阶式海堤坡度越缓，海堤越安全稳定;而当海堤坡度一定时，随着海堤台阶高度的增大，海堤反射的波浪增多，反射波波能加大，堤前波浪的反射系数增大，波浪爬高减少。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 概述

1．2 台阶式海堤的研究现状

1．3 课题来源

1．4 论文的研究内容

第二章 堤前波浪特性的评价理论及试验设计

2．1 前言

2．1．1 波浪反射系数

2．1．2 流场分析

2．1．3 波浪爬高测定

2．1．4 波浪脉动压力测定

2．2 试验设备和仪器

2．3 试验方案

2．4 试验参数

2．5 试验仪器的率定

2．5．1 对小威龙三维流速仪的率定

2．5．2 对脉动压力测压仪的率定

第三章 海堤坡度对堤前波浪特性的影响研究

3．1 台阶上测点的布置

3．2 对入射波的率定

3．2．1 对规则入射波的率定

3．2．2 对不规则入射波的率定

3．3 海堤坡度对堤前波浪壅高影响的试验研究

3．3．1 规则入射波作用下堤前波高变化的试验研究

3．3．2 不规则入射波作用下堤前波高变化的试验研究

3．4 海堤坡度对堤前流场变化影响的试验研究

3．4．1 规则入射波时堤前流场变化的试验研究

3．4．2 不规则入射波时堤前流场变化的试验研究

3．5 海堤坡度对波浪爬高影响的试验研究

3．6 海堤坡度对海堤台阶面上脉动压力影响的试验研究

3．6．1 规则入射波时海堤台阶上脉动压力变化的试验研究

3．6．2 不规则入射波时海堤台阶上脉动压力变化的试验研究

3．7 海堤坡度对堤前波浪特性影响的综合评价

3．8 本章小结

第四章 海堤台阶高度对堤前波浪特性的影响研究

4．1 台阶上测点的布置

4．2 对入射波的率定

4．2．1 对规则入射波的率定

4．2．2 对不规则入射波的率定

4．3 海堤台阶高度对堤前波浪壅高的影响试验研究

4．3．1 规则入射波作用下堤前波高变化的试验研究

4．3．2 不规则入射波作用下堤前波高变化的试验研究

4．4 海堤台阶高度对流场变化的影响试验研究

4．4．1 规则入射波时堤前流场变化的试验研究

4．4．2 不规则入射波时堤前流场变化的试验研究

4．5 海堤的台阶高度对波浪爬高影响的试验研究

4．6 海堤台阶高度对海堤台阶面上脉动压力的影响试验研究

4．6．1 规则入射波时海堤台阶上脉动压力变化的试验研究

4．6．2 不规则入射波时海堤台阶上脉动压力变化的试验研究

4．7 海堤台阶高度对堤前波浪特性影响的综合评价

4．8 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

附录

攻读硕士期问所发表的学术论文

致谢