[doc] 烟台港龙口港区防波堤波浪断面试验研究

[doc] 烟台港龙口港区防波堤波浪断面试验研究 烟台港龙口港区防波堤波浪断面试验研究 第30卷第4期 2009年8月 水道港口 JournalofWaterwayandHarbor Vo1.30No.4 Aug.2009 烟台港龙口港区防波堤波浪断面试验研究 连卫东,曹玉芬2 (1.烟台市港航管理局,烟台264000;2.交通部天津水运工程科学研究所 工程泥沙交通行业重点实验室,天津300456) 摘要:模型按重力相似准则设计,根据试验场地,现有块体重量及试验要求,4个断面选用不同长度比 尺.采用新型吸收式造波机造波并选用合适的波谱按《波浪模拟规程》要求进行率波,进行了3个斜坡 式断面和1个直立式沉箱断面的稳定性,越浪量及堤后次生波试验,针对沉箱断面进行了测力试验.试 验结果表明在各种试验工况组合下,0+190m断面(+6.0m)和0+1451.3m(+7.0m)断面各部分均保 持稳定,随堤顶高程的增加,越浪量及堤后次生波明显减小;0+750m断面和0+800m断面顶高程为+ 7.0m断面在极端高水位重现期50a不规则波连续作用3h后栅栏板失稳,增至+8.0m后,栅栏板为临 界稳定,其他部分保持稳定. 关键词:防波堤;断面;试验;龙口港区 中图分类号:U656.2文献标识码:A文章编号:1005—8443(2OO9)04—0286—04 防波堤的安全与稳定一直是港口工程设计人员和施工人员普遍关注的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 .目前,人们大多采用波浪 断面试验的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 来解决这个问题.孙精石…1早在1984年就曾撰文对鲅鱼圈港防波堤断面块体与护底块石 稳定性及失稳率,波浪反射系数,爬高和越浪,胸墙稳定性及波压力,浮托力的测量等进行了详细的介绍; 2004年杨洪旗_2]结合2008年奥帆工程对防波堤模型试验进行系统研究,涉及的内容较文献[1]多了波浪透 射系数研究;黄海龙E3j针对核电站海域的特点对波浪作用下防护断面的稳定性进行研究.早期的试验研究 多基于规则波作用,近十几年来,随着水运工程试验设备的不断更新与测试仪器的不断升级,防波堤断面试 验多采用不规则波进行.本文介绍的是采用新型吸收式造波机产生不规则波情况下的烟台港龙口港区防波 堤工程波浪断面试验研究. 1工程概况 烟台港龙口港区防波堤工程位于山东半岛西北岸,渤海莱州湾东侧之龙口湾内屺坶岛附近.该防波堤 设计长为1500m,防波堤结构形式按水深条件不同分为抛石斜坡堤和直立堤2种结构,抛石斜坡堤长800 m,直立堤长700m.防波堤平面布置见图1. 为满足防波堤工程设计需要,了解防波堤设计断面的稳定性以及防波堤堤后次生波量值,分布和越浪 量,需通过波浪断面模型试验加以验证,为工程设计和优化提供科学依据. 2试验条件 (1)试验水位(从当地理论最低潮面起算). 极端高水位:+3.18133 设计高水位:+1.68I13 设计低水位:一0.14[/1 收稿日期:2009—03—04;修回日期:2009—05—25 作者简介:连卫东(1967一),男,山东省烟台人,高级工程师,主要从事港口规划建设及近海工程方面研究. Biography:LNWei-dong(1967一),male,seniorengineer. 2009年8月连卫东,等烟台港龙口港区防波堤波浪断面试验研究287 图1防波堤平面布置图 Fig.1Planelayoutofbreakwater (2)波浪要素.山东省航运工程设计院有限公司提供了防波堤断面重现期为50aNNE向浪的波要素 (表1). 表1NNE向重现期为50a各水位波要素 Tab.1Waveparametersof50areturnperiodanddifferentwaterlevelsinNNEd irection (3)试验断面.试验4个断面中,0+190m,0+750In和0+800m断面为斜坡式结构,0+1451.3m为 直立式结构.4个断面位置如图1所示,受篇幅限制,结构图略. 3试验设备与方法 3.1试验设备 试验在交通部天津水运工程科学研究院水工厅风浪流水槽中进行,水槽长68m,宽1m,高1.5m.其中 一 端为消波装置和造风设备(本次试验未用),另一端为新型电机伺服驱动推板吸收式造波机,断面放在水槽 的中后部.模型高程用水准仪控制,长度用钢尺测量,波高采用波高传感器测量,并通过SG2000型动态水位 测量系统对波高进行采集 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 .压力采用压力传感器测量,并通过SG2000型压力测量系统对压力进行采集 分析. 3.2试验方法 3.2.1模型设计与制作 模型按重力相似准则设计,根据试验场地,现有 块体重量及试验要求,各断面比尺情况见表2. 断面模型中的扭王字块,栅栏板均按文献[4]所 给示图采用混合 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 配制,重量偏差与几何尺寸误差 均满足文献[5]的要求.胸墙采用水泥加铁粉配制, 表2各试验断面比尺一览表 r,山.2Scalesofcrosssections 沉箱用钢筋,水泥和铁粉制成.断面模型中各种块石按重力比尺挑选,质量偏差控制在?5%以内.由于模 型试验采用的是淡水,而实际工程中为海水,在计算模型重量时按照pf每水=1.025p淡水考虑了淡水与海水的 288水道港口第3O卷第4期 密度差影响. 3.2.2波浪模拟 (1)试验波谱.不规则波采用频谱模拟,试验首先考虑采用文献[6]中推荐的波谱.对于波要素中不满 足规范谱的情况,试验采用了国内外常用的JONSWAP谱. (2)波浪率定.在断面模型摆放位置处布置波高仪来测定波高,以达到目标值.对于不规则波采用频谱 模拟,将给定的有效波高及周期送人计算机进行波谱模拟,经过修正 后,使峰频附近谱密度,峰频,谱能量,有 效波高等满足文献[5]的要求. (3)其他.关于不同重量扭王字块,栅栏板和块石的稳定性以及越浪量计算均按文献[5]的要求进行. 堤后次生波采用在堤后布置波高传感器的方式与堤前波高进行同步采集,并以./l0作为最终结果. 4试验成果及分析J 试验分别对断面各部分的稳定进行观察;测定堤前,堤后的波高,测定不同高程时越浪水舌厚度并计算 越浪量;并对直立堤断面进行了测力试验.由试验发现,越浪量随着堤顶高程的增加呈逐渐递减的趋势,堤 后次生波也随越浪的逐步减少而递减. (1)0+190m断面.断面泥面高程一5.0m,堤顶高程为+6.0m,+7.0m,在海侧设计采用5t扭王字块 以1:1.5的斜坡护面,顶部为L型加前趾胸墙,以200inln厚混凝土面层和300min二片石垫层与压肩块石连 接.港侧采用300kg(700ran]厚)干砌块石以1:1.5的斜坡护面,干砌块石下部抛300kg以上棱体块石,坡度 为1:2. 试验结果表明:断面在3个水位,重现期50a不规则波及原体累积3h作用下均保持稳定;堤后次生波 因越浪而产生,堤顶高程为+6.0m,+7.0m时的越浪量及堤后最大次生 波日l/J0分别为0.157m3/m?s, 0.029m3/m?S和0.83m,0.38m. (2)0+750m断面.断面泥面高程一l7.7nl,堤顶高程为+7.0ITI,+8.0m,海侧设计采用8t扭王字块 以1:1.5的斜坡护面,中部有一高程为一1.85m,宽为4m的戗台,堤脚除抛理40Okg以上块石外,以厚度 600mm的60,150kg块石护底.顶部仍为L型加前趾胸墙,以150mm厚混凝土面层和300min二片石垫层 与压肩块石连接.港侧采用尺寸为3000toniX2400mln×500l’nn3的栅栏板以1:1.5的斜坡护面,其下部抛 理300kg以上块石,坡度为1:2. 试验结果表明:顶高程为+7.0m,极端高水位及重现期50a不规则波作用时栅栏板失稳,其他部分保持 稳定;高程增至+8.0m时,栅栏板为临界稳定.堤顶高程为+7.0m,+8.0m时的越浪量及堤后最大次生 波0分别为0.459m3/m?s,0.138m3/m?s和2.36m,0.94m. (3)o+800m断面.断面结构型式与0+750m断面类似.不同之处在于断面泥面高程一18.1m,海侧 设计采用10t扭王字块以1:1.5的斜坡护面(由于扭王字块重量加大,其底部块石重量也由0+750m断面 的200—400kg加重到300,500kg),堤脚除抛理400kg以上块石外,以厚度600nlin的150—300kg块石护 底.试验结果与0+750ITI断面基本一致,堤顶高程为+7.0m时栅栏板失稳面积还有所加大.堤顶高程为 +7.0m,+8.0m时越浪量及堤后最大次生波日0分别为0.409m3/m?S,0.117m3/m?s和2.23m,0.73m. (4)o十1451.3m断面.断面结构型式为明基床直立式沉箱结构.模型采用预制沉箱后现浇胸墙(设计 迎浪侧为混凝土挡浪墙,背浪侧为浆砌挡浪墙)的方法制作,使得沉箱不仅满足几何相似和重力相似,同时符 合现场的施工顺序.海侧基床以200,300kg块石护面,坡度为1:2,以800mill厚的60,100kg块石护底;港 侧以1:1.5堤心石理坡,同样以800rain厚的60,100kg块石护底.试验对顶高程为+7.0m,+9.5m的情 况进行了沉箱和胸墙的受力测量. 试验结果表明:在各种试验工况下断面各部分均保持稳定,+7.0m和+9.5m时极端高水位产生的越 浪,堤后最大次生波0分别为0.396m3/m?s,0.041m3/m?s和2.23m,0.71m;最大水平力和浮托力为 1207.62kN/m,367.67kN/m和1677.48kN/m,377.12kN/m. 2009年8月连卫东,等烟台港龙口港区防波堤波浪断面试验研究289 5结论与展望 通过对4个断面稳定性,越浪及堤后次生波的测定和直立式断面的测力试验,得出以下结论: (1)0+190m斜坡式断面和0+1451.3m直立式两断面在各水位及相应波浪作用下(重现期50a)各部 分均保持稳定.增加胸墙顶高程,能有效减少堤后越浪量和次生波. (2)0+750m和0+800m两斜坡式断面在设计低水位,设计高水位及相应波浪作用下(重现期50a)各 部分保持稳定,但极端高水位时栅栏板均失稳.增加胸墙顶高程后,栅栏板为临界稳定状态,越浪量和堤后 次生波均有明显减少. (3)根据试验结果,建议设计单位适当增加0十750m和0+800m修改断面栅栏板的重量,并依据允许的 越浪量情况最后确定各断面合适的胸墙顶高程. 目前,关于防波堤稳定性的研究多以堤前块体为主体,相关的研究和设计经验均较丰富,而针对堤后块 体稳定的研究及堤后块体失稳机理的研究还较少,这将成为防波堤设计和研究中新的关注焦点. 参考.文献: [1]孙精石,李智贤,黄伊立.鲅鱼圈港防波堤断面试验研究[J].水道港El,1984(3):23—32. SUNJS,LIZX,HUANGYL.TeststudyonbreakwatercrosssectiononBayuq uanportarea[J].JournalofWaterwayandHarbor,1984 (3):23—32. [2]杨洪旗.2008奥帆工程防波堤模型试验及相应概率分析[D].青岛: 中国海洋大学,2004. [3]黄海龙,王登婷,张定安.波浪作用下核电站海域防护断面稳定性 研究[c]//中国海洋工程学会.第十二届中国海岸工程学 术讨论会论文集.北京:海洋出版社,2005:477—480. [4]JTJ/T234—2001,波浪模型试验规程[S]. [5]JTJ298,98,防波堤设计与施工规范[S]. [6]JTJ213,98,海港水文规范[S]. [7]曹玉芬,刘海源,戈龙仔.龙口港防波堤工程波浪断面物理模型试 验研究 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 [R].天津:交通部天津水运工程科学研究所, 20 WaveCROSS—sectionalmodeltestofbreakwaterinLongkouport LIANWei.dong.CAOYu.fen2 (1.Communication~bureauofYantai,Yantai264000,China;2.TianjinResearchInstituteforWaterTransport Engineering,KeyLaboratoryofEngineeringSedimentofMin~tryofCommunications,7~anjin300456,China) Abstract:Accordingtothegravitysimilarityrule,thetestground,theweightofexistedblocksandthetestrequire- ment,differentlengthscaleswereselectedinthewavecross—sectionaltest.T henewgenerationabsorbinggeneratorwas adopted.Atthesametime,suitablewavespectraWasadoptedandwaveparameterswerecalibratedasperwavetestmodel regulation.Thetestcontentsincludethestabiltyobservation,waveovertoppingdischargeandsecondarywaveheightmea- surementofthreeslopingcrosssecitonsandoneverticalerosssection.ThetestresultsindicatethattheCYOSSsection0+ 190m(+6.0m)and0+1451.3m(+7.0m)arestableunderva~ousconditionsandtheovertoppingdischargeand secondarywaveheightdecreaseobviouslywiththeincreasingofthetopelevationofbreakwater.Crosssection0+750m (+7.0m)and0+1451.3m(+7.0m)areunstableunderextremehighwaterleve1.Whenthetopelevationis+8.0 m,stockadeboardiscriticalstable,theotherpartskeepstable. Keywords:breakwater;crosssection;physicalmodeltest;Longkouport