波浪與開孔直墻式防波堤的相互作用.pdf

1、隨著港口和海岸防護技術的發(fā)展,傳統(tǒng)的直立式防波堤已不能滿足工程實際的需要,近年來各國競相研究各種新型的防波堤結構,以減小波浪反射和結構受力,并降低工程造價.開孔沉箱式防波堤是眾多新型結構中的典型型式,由于開孔沉箱結構能有效地消減波浪的能量,減小堤前波浪的反射,而受到越來越多地重視.但波浪與開孔沉箱相互作用的機理十分復雜,相關理論還不成熟,可應用于工程實際的關于反射率和波浪力的計算方法還很少,對開孔沉箱結構進行系統(tǒng)地分析研究已成為當務之急

2、.該文通過二維物理模型試驗,對波浪與開孔沉箱的相互作用進行了深入地研究.該文的試驗是在大連理工大學海岸和近海工程國家重點實驗室的渾水水槽中進行的,在工程常用范圍內選取試驗波要素,包括規(guī)則波和不規(guī)則波,不規(guī)則波靶譜采用改進的JONSWAP譜,試驗模型設計考慮了不同的消浪室寬度、開孔率及頂板高度的影響,為了便于比較,分別進行了實體直墻、開孔無頂板及開孔有頂板沉箱結構的試驗.通過單因次相關分析,找出了無頂板開孔沉箱的反射率與消浪室相對寬度、相

3、對水深、波陡和開孔率等影響因素的相關關系,其中消浪室相對寬度是主要的影響因素,并分析了增加頂板后開孔沉箱反射率的變化,增加頂板后,開孔沉箱的反射率將有所增加.開孔沉箱總水平力與總垂直力極值間存在一定的相位差,總垂直力相對超前,總水平力相對滯后,通過單因次相關分析,確定了影響無頂板、有頂板開孔沉箱總水平力與總垂直力極值間的相位差相對值的主要因素.由于存在相位差,開孔沉箱所受總水平力與總垂直力一般不同時達到峰值或谷值,從穩(wěn)定方面考慮,總水平

4、力與總垂直力峰值相位差的存在將有利于沉箱的穩(wěn)定,而谷值相位差的存在將不利于沉箱的穩(wěn)定.通過開孔沉箱總力矩極值與總水平力極值對應的總力矩值的比值,可間接地求出作用于開孔沉箱后踵及前趾的總力矩,當開孔率較大且消浪室相對寬度較大時,總力矩極值與總水平力極值對應的總力矩值之比較大.該文采用最小二乘法擬合得到了開孔沉箱的反射系數(shù)、總水平力與總垂直力極值相位差、總力矩比值的計算關系式,經驗證計算值與試驗值符合較好,在試驗參數(shù)變化范圍內,可供工程設計