海岸工程第五課

1、港口海岸與近海工程學院COLLEGE OF HARBOR COASTAL AND OFFSHORE ENGINEERING海海 岸岸 工工 程程港口航道與海岸工程專業(yè)課程港口航道與海岸工程專業(yè)課程總計：總計：1.51.5學分學分/24/24學時學時p第一章第一章 海岸防護概論海岸防護概論 （2 2學時）學時）p第二章第二章 海岸防護工程海岸防護工程 （1212學時）學時）l（1）海堤 （7學時）l（2）護岸 （1.5學時）l（3）丁壩 （1學時）l（4）潛壩 （1學時）l（5）人工補灘工程（0.5學時）p第三章第三章 圍海工程圍海工程 （6 6學時）學時）p第四章第四章 防波堤工程防波堤工程

2、（3 3學時）學時）p第第五五章章 其他海岸工程其他海岸工程 （1 1學時）學時）p 本章內(nèi)容：本章內(nèi)容：l 第一節(jié)第一節(jié) 海堤海堤l 第第二二節(jié)節(jié) 護岸護岸l 第第三三節(jié)節(jié) 丁壩丁壩l 第第四四節(jié)節(jié) 潛壩潛壩l 第第五五節(jié)節(jié) 人工補灘工程人工補灘工程p 本章需要了解掌握知識點：本章需要了解掌握知識點：l 第一節(jié)第一節(jié) 海堤海堤 海堤設(shè)計標準，設(shè)計潮位與設(shè)計波浪計算，海堤設(shè)計標準，設(shè)計潮位與設(shè)計波浪計算，海堤斷面型式和構(gòu)造，海堤設(shè)計海堤斷面型式和構(gòu)造，海堤設(shè)計方法，方法，地基穩(wěn)定與沉降計算，軟基處理。地基穩(wěn)定與沉降計算，軟基處理。確定海確定海堤標準堤標準和等級和等級水文、地水文、地形、基礎(chǔ)形、

3、基礎(chǔ)和社會基和社會基本資料本資料堤線布堤線布置和堤置和堤型選擇型選擇設(shè)計水設(shè)計水文要素文要素確定：確定：設(shè)計水設(shè)計水位、設(shè)位、設(shè)計波高計波高穩(wěn)穩(wěn)定定沉沉降降計計算算堤堤基基處處理理堤堤身身設(shè)設(shè)計計施施工工設(shè)設(shè)計計l 海堤類型（海堤類型（按按海堤臨水面外形特點來海堤臨水面外形特點來區(qū)分區(qū)分）n斜坡式 n陡墻式n混合式o 6 6、堤型類型和選擇、堤型類型和選擇Reviewn斜坡式特征 o 6 6、堤型類型、堤型類型斜坡式 斷面形式斷面形式:梯形、A.坡度0.5h條石20*25*6530*30*80cm，頂寬0.81.2m厚度為0.61.0ml 防護防護墻墻 防護墻體結(jié)構(gòu)形式:o 8 8、海堤的構(gòu)造

4、海堤的構(gòu)造基礎(chǔ)埋置深度不宜小于0.81ml 波浪爬高計算l 越浪量計算l 護坡計算o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l 波浪爬高計算l 越浪量計算l 護坡計算l 防護墻穩(wěn)定計算o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l 波浪爬高計算l 越浪量計算l 護坡計算l 防護墻穩(wěn)定計算l 防浪胸墻穩(wěn)定計算o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l 波浪爬高計算l 越浪量計算l 護坡計算l 防護墻穩(wěn)定計算l 防浪胸墻穩(wěn)定計算l 海堤抗滑穩(wěn)定計算o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l 波浪爬高計算l 越浪量計算l 護坡計算l 防護墻穩(wěn)定計算l 防浪胸墻穩(wěn)定計算l 海堤抗滑穩(wěn)定計算l 地基沉降計算o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l 波浪爬高

5、計算l 越浪量計算l 護坡計算l 防護墻穩(wěn)定計算l 防浪胸墻穩(wěn)定計算l 海堤抗滑穩(wěn)定計算l 地基沉降計算l 軟土地基加固o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l 波浪爬高計算l 越浪量計算l 護坡計算l 防護墻穩(wěn)定計算l 防浪胸墻穩(wěn)定計算l 海堤抗滑穩(wěn)定計算l 地基沉降計算l 軟土地基加固l 海堤防滲和堵漏o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l 波浪爬高計算o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計 波浪正向行進斜坡堤時，波浪剖面變陡，波峰水質(zhì)點速度增大，波浪可能在堤坡上破碎，然后沿坡上爬，爬升的最大高度稱為波浪爬高。之后回落，至最大深度稱為落深。爬高和落深之差稱為爬落幅度。o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l波浪爬高o

6、9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l波浪爬高 波浪爬高的基本知識波高相同，長波比短波爬的更高。坡度越陡，波浪爬的更高，設(shè)置戧臺可降低爬高。結(jié)構(gòu)物表面越粗糙、滲透性越高，波浪爬高越低。崩破波爬高最低，卷破波和激散破波爬高增加。不規(guī)則波列中波與波的相互作用對爬高影響很大，例如：一個大波高長波在一個小波高短波之后的爬高要比在一個大波高長波之后的爬高值要大；小波會被回落的大波覆蓋。崩破波崩破波 激散波激散波卷破波卷破波坍波坍波 爬高和落深的主要影響因素包括：坡面形狀、坡度大小、坡面糙率、坡面透水性、水深、波浪尺度等o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l波浪爬高規(guī)則波光滑斜坡 探討題：斜坡堤爬高試驗分析-波浪爬落R1

7、與m的關(guān)系。o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l波浪爬高隨m增大，任何一個條件下（確定的波陡和相對水深），波浪在斜坡上的爬落總有個極值。 探討題：斜坡堤爬高試驗分析-波浪爬落極值條件R與Ir()。o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l波浪爬高波浪爬落可采用m（H/L)0.5，即工程常用的伊利巴倫數(shù)Ir()表示。當m（H/L)0.5趨于無窮時，Ru等于0，因此m（H/L)0.5的倒數(shù)能更好的反映出波浪在斜坡上爬落的規(guī)律性，稱為斜坡數(shù)M。1( )IrHmL 探討題：斜坡堤爬高試驗分析-波浪爬落R1(m)與水深D/L的關(guān)系。o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l波浪爬高波浪爬落極值R1(m)同水深因子D/L有關(guān)。其

8、變化趨勢和淺水波理論相對波能傳播速度隨相對水深的變化相似，從深水到淺水先緩慢增長，達到最大值后隨水深減小而迅速遞減。0124/tanh(1)2(4/ )Edd LUCLSinhd L 探討題：斜坡堤爬高試驗分析-斜坡數(shù)M對波浪爬落R1的影響。o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l波浪爬高斜坡數(shù)M對波浪爬落的復雜影響，分兩部分：一是波浪反射，一是波浪壅水、變形、破碎和坡面摩擦。 單坡正向規(guī)則波常用爬高公式：適用條件：斜坡坡度m為15；水深d為1.5H5H；底坡i=1/50o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l波浪爬高1RK R H1112(0.432) () ()mRKthMRK R M1/21/212()

9、()LdMthm HL3124/()142mKdd LRthdLshL3.32()1.09exp( 1.25)R MMM爬高KR1 =1、H=1m時的爬高，與斜坡數(shù)m和波坦度L/H有關(guān) K1K2K31.241.0294.98 海港水文規(guī)范，海堤工程設(shè)計規(guī)范 單坡不規(guī)則波常用爬高公式： 海港水文規(guī)范，海堤工程設(shè)計規(guī)范適用條件：風直接作用，其他同規(guī)則波爬高o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l波浪爬高爬高KU與風速有關(guān)的系數(shù)1%11%URK K R HR1%累積頻率為1%的波浪爬高o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l波浪爬高 單坡不規(guī)則波爬高 SPM: 瑞利分布 河海莆田實測及南科院風浪模型試驗：威布爾分布

10、累積頻率為F%的波浪爬高RF%=KF*R1%R1/10R1/3 單坡不規(guī)則波常用爬高公式： 海堤工程設(shè)計規(guī)范：適用條件：斜坡坡度斜坡坡度0m10m1；其他同上o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l波浪爬高累積頻率為F%的波浪爬高KV與風速u及堤前水深d前有關(guān)的經(jīng)驗系數(shù)R0 =1、H=1m時的不透水光滑坡面上的爬高 K 單坡不規(guī)則波常用爬高公式： 堤防工程設(shè)計規(guī)范、福建圍海工程技術(shù)規(guī)范莆田法（1）適用條件：斜坡坡度斜坡坡度m m為為1.51.55 5；波浪正向作用；o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l波浪爬高累積頻率為P的波浪爬高：p2R1+mVpK K KHLKp爬高累積頻率換算系數(shù)；對不允許越浪的堤防

11、，爬高累積頻率宜取2%，對允許越浪的堤防，爬高累積頻率宜取13%；/0.025HL波高和波長均指堤前平均波高和波長 單坡不規(guī)則波常用爬高公式： 堤防工程設(shè)計規(guī)范、福建圍海工程技術(shù)規(guī)范（2）適用條件：斜坡斜坡坡度坡度m1.0m1.0；波浪正向作用；（3）適用條件：斜坡斜坡坡度坡度1.0m1.51.0m1.5；由m=1.0和m=1.5 的計算值按內(nèi)插法確定。o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l波浪爬高累積頻率為P的波浪爬高：/0.025HLp0RVpK K K R HR0無風情況下，光滑不透水護面（ =1）、平均波高=1時的爬高值。K 單坡不規(guī)則波常用爬高公式： 浙江省海塘工程技術(shù)規(guī)定：（1）適用條件

12、：波向與塘軸線法線夾角基本垂直(1m1；其他同上o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l波浪爬高R0 =1、H=1m時的不透水光滑坡面上的爬高 K累積頻率為F%的波浪爬高 10-110010110-1100mRoLo/Ho1%(L/H1%)7(7)10(9.7)15(13)20(16)25(19)30(21)40(25)50(30)Lo/Ho1%(L/H1%)7(7)10(9.7)15(13)20(16)25(19)30(21)40(25)50(30)RF爬高累積頻率換算系數(shù)；對不允許越浪的堤防，爬高累積頻率宜取2%，對允許越浪的堤防，爬高累積頻率宜取13%；（允許越浪指塘頂、內(nèi)坡及坡腳有防沖刷保護措

13、施）1.251.75 單坡不規(guī)則波常用爬高公式： 浙江省海塘工程技術(shù)規(guī)定：與前蘇聯(lián)規(guī)范基本一致（1）適用條件：波向與塘軸線法線夾角基本垂直(1m1；其他同上o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l波浪爬高KV與風速u及堤前水深d前有關(guān)的經(jīng)驗系數(shù)R0 =1、H=1m時的不透水光滑坡面上的爬高 K累積頻率為F%的波浪爬高 RF爬高累積頻率換算系數(shù)；對不允許越浪的堤防，爬高累積頻率宜取2%，對允許越浪的堤防，爬高累積頻率宜取13%；（允許越浪指塘頂、內(nèi)坡及坡腳有防沖刷保護措施）KF爬高累積頻率F%換算系數(shù),破碎取1.0；H1%波高累積率為F=1%的波高值，當H1% Hb時，則H1%取用Hb值； 單坡不規(guī)則波

14、常用爬高公式： 浙江省海塘工程技術(shù)規(guī)定：（2）適用條件：波向與塘軸線法線夾角基本垂直(15度),斜坡坡度斜坡坡度m1m1；其他同上o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l波浪爬高累積頻率為F%的波浪爬高 單坡不規(guī)則波常用爬高公式： 前蘇聯(lián)公式（1）適用條件：正向入射（2）適用條件：正向入射o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l波浪爬高爬高K1、K2坡面的糙率系數(shù)、滲透系數(shù)1%12341%RK K K K HR1/3R1%累積頻率為1%的波浪爬高1%2dHK3風速系數(shù)K4波陡和坡度系數(shù)10-110010110-1100mRoLo/Ho1%(L/H1%)7(7)10(9.7)15(13)20(16)25(19)

15、30(21)40(25)50(30)Lo/Ho1%(L/H1%)7(7)10(9.7)15(13)20(16)25(19)30(21)40(25)50(30)K41%2dHK4采用括號里面的數(shù)據(jù) 單、復坡不規(guī)則波常用爬高公式： 荷蘭學者J.W. van der meer（2002）歐洲國家推薦公式：（1）使用范圍：0.5b010 考慮因素：前坡平均坡度、堤前地形及水深變化、平臺寬度及高程、波浪斜向入射、前坡糙率系數(shù)等o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l波浪爬高00%275. 1/fbmuHR01.8b )/6 . 13 . 4(/00%2fbmuHR01.8b （Tm-1,0=m-1/m0，m0與m-1分別為波譜矩）004mHm 單、復坡不規(guī)則波常用爬高公式： 荷蘭學者J.W. van der meer（2002）歐洲國家推薦公式：o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l波浪爬高Van der Meer光滑單坡上波浪爬高與破波參數(shù)關(guān)系（b1） 單坡不規(guī)則波常用爬高公式： 河海大學陳國平公式（2008）：（1）o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l波浪爬高 單坡不規(guī)則波常用爬高公式： 河海大學陳國平公式（2008）：（1）o 9 9、海堤設(shè)計、海堤設(shè)計l波浪爬高