海岸工程第五课

1、港口海岸与近海工程学院COLLEGE OF HARBOR COASTAL AND OFFSHORE ENGINEERING海海 岸岸 工工 程程港口航道与海岸工程专业课程港口航道与海岸工程专业课程总计：总计：1.51.5学分学分/24/24学时学时p第一章第一章 海岸防护概论海岸防护概论 （2 2学时）学时）p第二章第二章 海岸防护工程海岸防护工程 （1212学时）学时）l（1）海堤 （7学时）l（2）护岸 （1.5学时）l（3）丁坝 （1学时）l（4）潜坝 （1学时）l（5）人工补滩工程（0.5学时）p第三章第三章 围海工程围海工程 （6 6学时）学时）p第四章第四章 防波堤工程防波堤工程

2、（3 3学时）学时）p第第五五章章 其他海岸工程其他海岸工程 （1 1学时）学时）p 本章内容：本章内容：l 第一节第一节 海堤海堤l 第第二二节节 护岸护岸l 第第三三节节 丁坝丁坝l 第第四四节节 潜坝潜坝l 第第五五节节 人工补滩工程人工补滩工程p 本章需要了解掌握知识点：本章需要了解掌握知识点：l 第一节第一节 海堤海堤 海堤设计标准，设计潮位与设计波浪计算，海堤设计标准，设计潮位与设计波浪计算，海堤断面型式和构造，海堤设计海堤断面型式和构造，海堤设计方法，方法，地基稳定与沉降计算，软基处理。地基稳定与沉降计算，软基处理。确定海确定海堤标准堤标准和等级和等级水文、地水文、地形、基础形、

3、基础和社会基和社会基本资料本资料堤线布堤线布置和堤置和堤型选择型选择设计水设计水文要素文要素确定：确定：设计水设计水位、设位、设计波高计波高稳稳定定沉沉降降计计算算堤堤基基处处理理堤堤身身设设计计施施工工设设计计l 海堤类型（海堤类型（按按海堤临水面外形特点来海堤临水面外形特点来区分区分）n斜坡式 n陡墙式n混合式o 6 6、堤型类型和选择、堤型类型和选择Reviewn斜坡式特征 o 6 6、堤型类型、堤型类型斜坡式 断面形式断面形式:梯形、A.坡度0.5h条石20*25*6530*30*80cm，顶宽0.81.2m厚度为0.61.0ml 防护防护墙墙 防护墙体结构形式:o 8 8、海堤的构造

4、海堤的构造基础埋置深度不宜小于0.81ml 波浪爬高计算l 越浪量计算l 护坡计算o 9 9、海堤设计、海堤设计l 波浪爬高计算l 越浪量计算l 护坡计算l 防护墙稳定计算o 9 9、海堤设计、海堤设计l 波浪爬高计算l 越浪量计算l 护坡计算l 防护墙稳定计算l 防浪胸墙稳定计算o 9 9、海堤设计、海堤设计l 波浪爬高计算l 越浪量计算l 护坡计算l 防护墙稳定计算l 防浪胸墙稳定计算l 海堤抗滑稳定计算o 9 9、海堤设计、海堤设计l 波浪爬高计算l 越浪量计算l 护坡计算l 防护墙稳定计算l 防浪胸墙稳定计算l 海堤抗滑稳定计算l 地基沉降计算o 9 9、海堤设计、海堤设计l 波浪爬高

5、计算l 越浪量计算l 护坡计算l 防护墙稳定计算l 防浪胸墙稳定计算l 海堤抗滑稳定计算l 地基沉降计算l 软土地基加固o 9 9、海堤设计、海堤设计l 波浪爬高计算l 越浪量计算l 护坡计算l 防护墙稳定计算l 防浪胸墙稳定计算l 海堤抗滑稳定计算l 地基沉降计算l 软土地基加固l 海堤防渗和堵漏o 9 9、海堤设计、海堤设计l 波浪爬高计算o 9 9、海堤设计、海堤设计 波浪正向行进斜坡堤时，波浪剖面变陡，波峰水质点速度增大，波浪可能在堤坡上破碎，然后沿坡上爬，爬升的最大高度称为波浪爬高。之后回落，至最大深度称为落深。爬高和落深之差称为爬落幅度。o 9 9、海堤设计、海堤设计l波浪爬高o

6、9 9、海堤设计、海堤设计l波浪爬高 波浪爬高的基本知识波高相同，长波比短波爬的更高。坡度越陡，波浪爬的更高，设置戗台可降低爬高。结构物表面越粗糙、渗透性越高，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。不规则波列中波与波的相互作用对爬高影响很大，例如：一个大波高长波在一个小波高短波之后的爬高要比在一个大波高长波之后的爬高值要大；小波会被回落的大波覆盖。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响因素包括：坡面形状、坡度大小、坡面糙率、坡面透水性、水深、波浪尺度等o 9 9、海堤设计、海堤设计l波浪爬高规则波光滑斜坡 探讨题：斜坡堤爬高试验分析-波浪爬落R1

7、与m的关系。o 9 9、海堤设计、海堤设计l波浪爬高随m增大，任何一个条件下（确定的波陡和相对水深），波浪在斜坡上的爬落总有个极值。 探讨题：斜坡堤爬高试验分析-波浪爬落极值条件R与Ir()。o 9 9、海堤设计、海堤设计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伦数Ir()表示。当m（H/L)0.5趋于无穷时，Ru等于0，因此m（H/L)0.5的倒数能更好的反映出波浪在斜坡上爬落的规律性，称为斜坡数M。1( )IrHmL 探讨题：斜坡堤爬高试验分析-波浪爬落R1(m)与水深D/L的关系。o 9 9、海堤设计、海堤设计l波浪爬高波浪爬落极值R1(m)同水深因子D/L有关。其

8、变化趋势和浅水波理论相对波能传播速度随相对水深的变化相似，从深水到浅水先缓慢增长，达到最大值后随水深减小而迅速递减。0124/tanh(1)2(4/ )Edd LUCLSinhd L 探讨题：斜坡堤爬高试验分析-斜坡数M对波浪爬落R1的影响。o 9 9、海堤设计、海堤设计l波浪爬高斜坡数M对波浪爬落的复杂影响，分两部分：一是波浪反射，一是波浪壅水、变形、破碎和坡面摩擦。 单坡正向规则波常用爬高公式：适用条件：斜坡坡度m为15；水深d为1.5H5H；底坡i=1/50o 9 9、海堤设计、海堤设计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时的爬高，与斜坡数m和波坦度L/H有关 K1K2K31.241.0294.98 海港水文规范，海堤工程设计规范 单坡不规则波常用爬高公式： 海港水文规范，海堤工程设计规范适用条件：风直接作用，其他同规则波爬高o 9 9、海堤设计、海堤设计l波浪爬高爬高KU与风速有关的系数1%11%URK K R HR1%累积频率为1%的波浪爬高o 9 9、海堤设计、海堤设计l波浪爬高 单坡不规则波爬高 SPM: 瑞利分布 河海莆田实测及南科院风浪模型试验：威布尔分布

10、累积频率为F%的波浪爬高RF%=KF*R1%R1/10R1/3 单坡不规则波常用爬高公式： 海堤工程设计规范：适用条件：斜坡坡度斜坡坡度0m10m1；其他同上o 9 9、海堤设计、海堤设计l波浪爬高累积频率为F%的波浪爬高KV与风速u及堤前水深d前有关的经验系数R0 =1、H=1m时的不透水光滑坡面上的爬高 K 单坡不规则波常用爬高公式： 堤防工程设计规范、福建围海工程技术规范莆田法（1）适用条件：斜坡坡度斜坡坡度m m为为1.51.55 5；波浪正向作用；o 9 9、海堤设计、海堤设计l波浪爬高累积频率为P的波浪爬高：p2R1+mVpK K KHLKp爬高累积频率换算系数；对不允许越浪的堤防

11、，爬高累积频率宜取2%，对允许越浪的堤防，爬高累积频率宜取13%；/0.025HL波高和波长均指堤前平均波高和波长 单坡不规则波常用爬高公式： 堤防工程设计规范、福建围海工程技术规范（2）适用条件：斜坡斜坡坡度坡度m1.0m1.0；波浪正向作用；（3）适用条件：斜坡斜坡坡度坡度1.0m1.51.0m1.5；由m=1.0和m=1.5 的计算值按内插法确定。o 9 9、海堤设计、海堤设计l波浪爬高累积频率为P的波浪爬高：/0.025HLp0RVpK K K R HR0无风情况下，光滑不透水护面（ =1）、平均波高=1时的爬高值。K 单坡不规则波常用爬高公式： 浙江省海塘工程技术规定：（1）适用条件

12、：波向与塘轴线法线夹角基本垂直(1m1；其他同上o 9 9、海堤设计、海堤设计l波浪爬高R0 =1、H=1m时的不透水光滑坡面上的爬高 K累积频率为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爬高累积频率换算系数；对不允许越浪的堤防，爬高累积频率宜取2%，对允许越浪的堤防，爬高累积频率宜取13%；（允许越浪指塘顶、内坡及坡脚有防冲刷保护措

13、施）1.251.75 单坡不规则波常用爬高公式： 浙江省海塘工程技术规定：与前苏联规范基本一致（1）适用条件：波向与塘轴线法线夹角基本垂直(1m1；其他同上o 9 9、海堤设计、海堤设计l波浪爬高KV与风速u及堤前水深d前有关的经验系数R0 =1、H=1m时的不透水光滑坡面上的爬高 K累积频率为F%的波浪爬高 RF爬高累积频率换算系数；对不允许越浪的堤防，爬高累积频率宜取2%，对允许越浪的堤防，爬高累积频率宜取13%；（允许越浪指塘顶、内坡及坡脚有防冲刷保护措施）KF爬高累积频率F%换算系数,破碎取1.0；H1%波高累积率为F=1%的波高值，当H1% Hb时，则H1%取用Hb值； 单坡不规则波

14、常用爬高公式： 浙江省海塘工程技术规定：（2）适用条件：波向与塘轴线法线夹角基本垂直(15度),斜坡坡度斜坡坡度m1m1；其他同上o 9 9、海堤设计、海堤设计l波浪爬高累积频率为F%的波浪爬高 单坡不规则波常用爬高公式： 前苏联公式（1）适用条件：正向入射（2）适用条件：正向入射o 9 9、海堤设计、海堤设计l波浪爬高爬高K1、K2坡面的糙率系数、渗透系数1%12341%RK K K K HR1/3R1%累积频率为1%的波浪爬高1%2dHK3风速系数K4波陡和坡度系数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采用括号里面的数据 单、复坡不规则波常用爬高公式： 荷兰学者J.W. van der meer（2002）欧洲国家推荐公式：（1）使用范围：0.5b010 考虑因素：前坡平均坡度、堤前地形及水深变化、平台宽度及高程、波浪斜向入射、前坡糙率系数等o 9 9、海堤设计、海堤设计l波浪爬高00%275. 1/fbmuHR01.8b )/6 . 13 . 4(/00%2fbmuHR01.8b （Tm-1,0=m-1/m0，m0与m-1分别为波谱矩）004mHm 单、复坡不规则波常用爬高公式： 荷兰学者J.W. van der meer（2002）欧洲国家推荐公式：o 9 9、海堤设计、海堤设计l波浪爬高Van der Meer光滑单坡上波浪爬高与破波参数关系（b1） 单坡不规则波常用爬高公式： 河海大学陈国平公式（2008）：（1）o 9 9、海堤设计、海堤设计l波浪爬高 单坡不规则波常用爬高公式： 河海大学陈国平公式（2008）：（1）o 9 9、海堤设计、海堤设计l波浪爬高