透空格栅板式防波堤水动力特性研究

摘要

随着船舶大型化和港口深水化的发展，传统意义上的防波堤因其造价较高、技术复杂、施工困难等已不能适应深水港发展的要求。亟需研究和开发消浪效果好、工程造价低、方便施工、水体交换性能优良、安全稳定的新型防波堤结构。为满足这种新的需求，本文提出了一种透空格栅板式防波堤，上部结构为预制板拼装成有间隙的格栅板，下部为透空式桩基。
　　本文通过物理模型试验，分析波浪作用下透空格栅板式防波堤的内外波面变化特性和受力特性;探讨了防波堤的几何尺寸对防波堤透射系数、反射系数、压强和波浪总力的变化规律。主要结论如下：
　　防波堤结构消浪效果较好，相对堤宽小于0.3时，透射系数小于0.5;防波堤出水状态下的消浪效果要好于淹没状态下的效果，且透射系数随出水高度增加而减小。上下层板间距对防波堤消波效果有较大影响，防波堤透射系数随上下层板间距与水深比S/h增加而减小，且当S/h＞0.4时，透射系数将小于0.55。防波堤上下层各格栅板间隙比对透射系数和反射系数有影响，最佳间隙比为0.1;上层各格栅板的间隙比对透射系数和反射系数的影响要大于下层各格栅板的间隙比。
　　防波堤上下面压力变化大，格栅间隙板存在间隙使格栅板面的波压力变化不规则，在防波堤前端出现压力突然减小、后端压力突然变大。压力随着波高、波长的增加而变化。格栅板间隙率对上格栅板压力影响大，上格栅板板间隙率小时，上格栅板下面压力小;间隙率对其他面的影响小。
　　波高、波长、淹没情况、格栅板间距对波浪总力有影响。波长增长时防波堤受力增大到一定时稳定不变;波高增大防波堤总力变大;格栅板间距增大防波堤受力变大。

目录

声明

摘要

符号注释表

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究

1．2．2 国内研究

1．3 实验技术路线及实验方法

1．3．1 实验技术路线

1．3．2 试验方法

第二章 物理模型试验设计

2．1 模型相似准则

2．2 模型设计

2．2．1 模型设计及说明

2．2．2 模型比尺的确定

2．2．3 试验目的及内容

2．3 试验仪器设备

2．4 试验组次与试验方法

2．4．1 试验组次

2．4．2 试验方法

2．5 模型试验验证

第三章 防波堤消浪特性

3．1 波浪透射、反射系数

3．1．1 透反射系数的定义

3．1．2 反射系数原理分析

3．2 相对堤宽对透射、反射系数的影响

3．3 波陡对透射、反射系数的影响

3．4 相对出水高度对透射、反射系数的影响

3．5 相对淹没深度对透射、反射系数的影响

3．6 上下层格栅板相对间距对透射、反射系数的影响

3．7 格栅板间隙率对透射、反射的影响

3．8 本章小结

第四章 防波堤上下层格栅水平板波浪点压力

4．1 波浪点压力历时特性

4．1．1 淹没堤防波堤格栅水平板波浪点压力历时变化特征

4．1．2 水平堤防波堤格栅水平板波浪点压力历时变化特征

4．1．3 出水堤防波堤格栅水平板波浪点压力历时变化特征

4．2 波长对防波堤压力的影响

4．3 波高对防波堤压力的影响

4．4 上下格栅水平板间距对防波堤压力的影响

4．5 间隙率对防波堤压力的影响

4．6 出水高度对防波堤压力的影响

4．7 本章小结

第五章 防波堤受力分析

5．1 波浪力历时分析

5．2 波长对防波堤受力的影响

5．3 波高对防波堤受力的影响

5．4 相对格栅板间距对防波堤受力影响

5．5 出水高度对防波堤受力影响

5．6 本章小节

结论与展望

主要结论

展望

参考文献

致谢

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