弧形防浪墙波浪力的试验研究

摘要

斜坡堤是在防波堤、海堤、护岸等防浪建筑物中采用较广的一种形式，为了减小堤身断面的土石方量而又不降低抗御波浪爬高的标准，在堤顶常设置防浪胸墙。如何设置防浪墙，既可保证其稳定要求，又能满足其容许越浪量，就是一个亟待解决的问题。对于波浪力的测量前人做了很多研究，但多数集中于简化后的直立式防浪墙，当防浪墙迎浪面采用弧形结构且波浪临近或者已经发生破碎时，波浪对防浪墙尤其是弧形结构部分的冲击更为猛烈，作用机制更加复杂，需要用模型试验来解决此类问题。以前的试验多数通过在迎浪面上布置测点，测得压强积分后获得波浪总力，对于直接测量防浪墙波浪力，前人研究很少。 本文通过物理模型试验的方法，通过三分力天平对常用的直立式、不同墙底高程和墙高组合下的圆弧式防浪墙进行物理模型试验，直接测量作用其上的波浪力，分析不同形式下防浪墙的整体稳定性，讨论防浪墙形式引起的越浪量和受力的关系。 根据试验数据和对试验结果的分析，相同波要素和水位下，弧形防浪墙的波浪力大于或者接近于直立式防浪墙，防浪效果优于直立式防浪墙；相同墙顶高程条件下，加大弧形半径和降低防浪墙底高程有利于减小越浪，但防浪墙所受到的波浪力载荷也较大；相同的墙高条件下，随着墙底高程的增加，防浪墙所受的波浪力减小；墙底高程相同时，墙高的增大减小了越浪，但对于波浪力的影响不大。