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新型深水防波堤结构型式与消浪块体稳定性研究
| 项目名称： | 新型深水防波堤结构型式与消浪块体稳定性研究 |
| 负责人： | 高峰 |
| 完成单位： | 交通运输部天津水运工程科学研究所 |
| 关键词： | 防波堤 波浪 消浪块体 稳定性 研究 |
| 中文摘要： | 本课题研究主要在整理和归纳了国内外浮式防波堤的发展和研究现状的基础上，理论分析了浮式防波堤的消浪特点，并根据消浪机理进行了分类。通过量纲分析，得到了体现波浪特性、浮体质量特性、锚泊特性等影响透射系数无因次表达式。结合我国海区潮汐和波浪特征，分析了浮式防波堤在我国适合的应用海域。提出一种新型浮箱结构防波堤：“开”字型浮式防波堤，采用二维断面物理模型和数值计算，对该结构型式浮堤的消浪特性、运动响应和锚链受力进行了不同影响因素的试验分析，并与改进为“井”字型和方型浮箱进行了比较。试验得到的透射系数与相对宽度的经验公式、锚链力与波高的经验公式可为“开”字型浮式防波堤的初步设计提供参考。同时，对海洋生态材料和生态型港口应用情况进行了调查，了解生态型海岸的研究现状，分析海岸工程对生态环境的影响。给出了长江口深水航道整治工程人工牡蛎礁生态示范项目和天津人工牡蛎礁项目共两个工程实例。对海洋生物适应型混凝土材料的工程应用进行了梳理，总结出典型代表材料。结合以往研究成果，对不同人工鱼礁的生物附着效果进行了对比，并给出了格宾护岸和碎石聚氨酯护岸两种新型材料。同时，对海滨景观植被在生态护岸中的应用进行了归纳。在用海方式、平面布置和生态型港工结构设计理念也提出了相关建议和生态型海岸改造实例。并针对国内外防波堤护面块体破坏的原因和特点，尤其是深水防波堤破坏的工程，并根据现有块体在实际工程应用现状和块体经不同时期外形结构演变特征，提出一种新型消浪护面块体即十字块块，采用二维波浪断面物理模型试验研究，测定块体主要的设计参数，且对新型块体形状的优化对比试验，得到最优外形块体。试验对新型块体的失稳特点和消浪机理，以及极限稳定波高、爬高等水力特性分别进行了验证分析，还通过研究断面坡度m、堤前水深d、入射波周期T与块体稳定系数之间的关系，分析其变化趋势与《防波堤设计与规范》（JTS154-1-2011）块体稳定重量计算公式之间关系，可为计算式完善提供参考。最后将该块体与国内外工程上应用广泛的扭王字块体进行对比试验研究，包括其稳定性、消浪块体的预制、安装难易程度等进行综合评估，试验结果可为十字块块的初步设计提供参考。研究成果达到了项目设定的总体目标，具有一定的经济和社会效益，同时也可为相关工程研究参考借鉴，具有良好的推广应用价值。 |
| 报告类型： | 学术报告 |
| 发布年： | 2013 |
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