复式海堤弧形防浪墙波浪载荷试验研究

摘要

防波堤对维护港内水域平稳和堤后生活区的安全至关重要，为了更好地减小越浪，常在堤顶设置防浪墙。作为一种特殊的结构形式，弧形防浪墙可以通过弧面的引导将波浪水体几乎全部折返，很好地起到降低越浪的作用，但同时会产生较大的波浪载荷，这对防浪墙的整体稳定性来说是不利的。对弧形防浪墙波浪载荷进行深入研究具有重要的现实意义。
　　本文以复式海堤弧形防浪墙为研究对象，通过波浪断面试验对作用在其上的波浪载荷进行了研究。具体工作主要有：
　　（1）分别基于单因素轮换法和正交法设计并完成了一系列试验。
　　（2）通过试验数据分析，总结了弧形防浪墙波浪载荷随水深、波高和波周期的变化规律，随复式海堤两级斜坡坡度、消浪平台高度和消浪平台宽度的变化规律。
　　（3）基于现有研究成果和本文试验数据，对复式海堤弧形防浪墙水平波浪力进行了计算公式的拟合。
　　（4）通过正交分析，完成了水深、波高和波周期对复式海堤弧形防浪墙波浪载荷的影响显著性检验；完成了斜坡坡度、消浪平台高度和宽度等堤身参数对复式海堤弧形防浪墙波浪载荷的影响显著性检验。
　　通过本文研究，得到了复式海堤弧形防浪墙迎浪面波压力的分布规律，波浪载荷随相关影响因素的变化规律，不规则工况下波浪载荷的统计规律以及水平波浪力的拟合公式。得到了复式海堤弧形防浪墙波浪载荷对各影响因素的敏感性结果。最后，针对压力积分法的不足，提出了一种适用于防浪墙的波浪力测试装置。

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第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外的研究现状

1.3 本文主要研究内容和创新点

第2章 模型试验设计与数据处理方法

2.1 试验设备

2.2 试验模型

2.3 试验组次安排

2.4 试验步骤及注意事项

2.5原始信号处理

2.6 弧形防浪墙点压强处理结果

2.7 合力分析

2.8本章小结

第3章 规则波作用下弧形防浪墙波浪载荷分析

3.1与传统形式防浪墙对比分析

3.2迎浪面压力分布 (均值)

3.3迎浪面压力分布规律(同一时刻值)

3.4波浪载荷随波要素变化规律分析

3.5波浪载荷随堤身参数变化规律分析

3.6规则波条件下波浪载荷计算方法

3.7本章小结

第4章 不规则波工况下弧形防浪墙波浪载荷分析

4.1波浪载荷频谱分析

4.2波浪载荷峰值概率分布

4.3波浪载荷随波要素变化关系分析

4.4不规则波条件下波浪载荷计算方法论证

4.5本章小结

第5章 基于正交试验的弧形防浪墙波浪载荷对波要素的敏感性分析

5.1 正交法相关介绍

5.2 试验设计

5.3 试验结果及分析

5.4 试验结论

5.5 本章小结

第6章 基于正交试验的弧形防浪墙波浪载荷对堤身参数的敏感性分析

6.1 试验设计

6.2 试验结果及初步分析

6.3 不同波要素工况下的弧形防浪墙波浪载荷敏感性分析

6.4 试验结论

6.5 本章小结

第7章 防浪墙波浪力测试方法优化设计

7.1 材料力学相关理论

7.2 总力测试装置

7.3 装置在试验中的应用

7.4 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢