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波浪与开孔直墙式防波堤的相互作用
| 论文题名： | 波浪与开孔直墙式防波堤的相互作用 |
| 关键词： | 开孔沉箱;规则波;不规则波;反射率;相位差;总力;总力矩 |
| 摘要： | 随着港口和海岸防护技术的发展,传统的直立式防波堤已不能满足工程实际的需要,近年来各国竞相研究各种新型的防波堤结构,以减小波浪反射和结构受力,并降低工程造价.开孔沉箱式防波堤是众多新型结构中的典型型式,由于开孔沉箱结构能有效地消减波浪的能量,减小堤前波浪的反射,而受到越来越多地重视.但波浪与开孔沉箱相互作用的机理十分复杂,相关理论还不成熟,可应用于工程实际的关于反射率和波浪力的计算方法还很少,对开孔沉箱结构进行系统地分析研究已成为当务之急.该文通过二维物理模型试验,对波浪与开孔沉箱的相互作用进行了深入地研究.该文的试验是在大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室的浑水水槽中进行的,在工程常用范围内选取试验波要素,包括规则波和不规则波,不规则波靶谱采用改进的JONSWAP谱,试验模型设计考虑了不同的消浪室宽度、开孔率及顶板高度的影响,为了便于比较,分别进行了实体直墙、开孔无顶板及开孔有顶板沉箱结构的试验.通过单因次相关分析,找出了无顶板开孔沉箱的反射率与消浪室相对宽度、相对水深、波陡和开孔率等影响因素的相关关系,其中消浪室相对宽度是主要的影响因素,并分析了增加顶板后开孔沉箱反射率的变化,增加顶板后,开孔沉箱的反射率将有所增加.开孔沉箱总水平力与总垂直力极值间存在一定的相位差,总垂直力相对超前,总水平力相对滞后,通过单因次相关分析,确定了影响无顶板、有顶板开孔沉箱总水平力与总垂直力极值间的相位差相对值的主要因素.由于存在相位差,开孔沉箱所受总水平力与总垂直力一般不同时达到峰值或谷值,从稳定方面考虑,总水平力与总垂直力峰值相位差的存在将有利于沉箱的稳定,而谷值相位差的存在将不利于沉箱的稳定.通过开孔沉箱总力矩极值与总水平力极值对应的总力矩值的比值,可间接地求出作用于开孔沉箱后踵及前趾的总力矩,当开孔率较大且消浪室相对宽度较大时,总力矩极值与总水平力极值对应的总力矩值之比较大.该文采用最小二乘法拟合得到了开孔沉箱的反射系数、总水平力与总垂直力极值相位差、总力矩比值的计算关系式,经验证计算值与试验值符合较好,在试验参数变化范围内,可供工程设计和进一步研究时参考.通过对试验数据的分析可知,对于反射系数、总水平力与总垂直力极值相位差、总水平力极值对应的总垂直力、总力矩比值的分析,当开孔沉箱的顶板相对高度s/H≥1.7时,可忽略顶板的影响;当顶板相对高度s/H<1.7时,需要考虑顶板的影响. |
| 作者： | 马宝联 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 孙大鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
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