物理模型试验在确定挡沙堤布置中的应用

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不规则波作用下潜堤透射系数的计算方法及统计分布

不规则波作用下潜堤透射系数的计算方法及统计分布邹红霞;陈国平【摘要】通过物理模型试验的方法,研究了不规则波作用下抛石潜堤的透射系数及堤后稳定波高的统计分布.潜堤采用梯形断面形式.通过因次分析,得出影响潜堤透射系数的因子为相对浸没深度(a/H)、相对宽度(B/H)、波陡(H/L)、相对水深(d/H).根据物理模型试验的结果,得出潜堤前后的稳定波高及潜堤透射系数与主要影响因子的变化规律.其中影响潜堤透射系数最主要的因子为相对浸没深度(a/H)、相对宽度(B/H).借助MATLAB数学软件平台,将数据进行回归分析,得出不规则波作用下潜堤透射系数的经验公式.最后,得出不规则波作用下潜堤后稳定波高的统计分布.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2010(000)003【总页数】6页(P11-16)【关键词】潜堤;不规则波;透射系数;统计分布【作者】邹红霞;陈国平【作者单位】中交第四航务工程勘察设计院有限公司,广东,广州,510230;河海大学,江苏,南京,210098【正文语种】中文【中图分类】U656.35+2潜堤是一种常用的护岸工程建筑物，一般指的是淹没在水中的防护堤，广义来讲，在低潮以下或高、低潮之间的半潮堤也通称为潜堤。

它的主要作用是防浪、防沙以及导流等，它既可阻挡一部分波浪冲击海岸，也可让一部分泥沙形成连岛沙堤型淤积或在波影区内沉积而形成沙嘴，既保滩又促淤。

潜堤常用于港口和滩海工程，在我国胜利油田保滩促淤工程、长江口深水航道整治工程以及废黄河口海岸防护工程等大型工程中都应用到了潜堤。

潜堤的形式较多，有斜坡型、矩型、梯型和薄壁型等，在实际工程中多采用矩型和斜坡型。

在港口工程中，防波堤是建筑费用很高的建筑物之一。

由于堤高的增加所引起的建筑费用的增长不是直线关系而是二次方或者二次方以上的关系，且影响美观。

因此，特别对于水位变幅很大的地区，或受台风影响壅水现象严重的地区，如何降低防波堤高度以节省建筑费用具有现实意义。

青草沙水库北堤保滩丁坝群模型试验研究

青草沙水库北堤保滩丁坝群模型试验研究采用定床试验和动床试验相结合的方法，研究了青草沙水库北堤保滩丁坝群坝头区冲刷特性，分析了软体排对丁坝坝头区的防冲刷效果。

结果表明，青草沙水库北堤丁坝坝头近区局部流速较大，极易造成坝头局部冲坑深度较大则不利于坝头稳定；通过在坝头区设置软体排可起到保护丁坝坝头，使得坝头区域有效避免冲刷破坏影响。

标签：青草沙水库；丁坝群；定床试验；动床试验；护岸保滩丁坝是一种常见的河道整治水工建筑物，起到护岸保滩、积淤造岸以及提高主流区通航能力等作用。

由于丁坝坝头复杂的水流易引起局部冲刷影响，丁坝冲刷特性一直备受广泛关注，而为了保护河床，防止丁坝冲刷，目前普遍采用护底措施。

青草沙水库位于长江口长兴岛西北侧水域，鉴于水库工程河段河势变化的复杂性，在青草沙水库北堤中上段布设斜坡式抛石堤结构的丁坝群。

为研究丁坝群的坝田区流态和坝头区冲刷特性，分析软体排对丁坝坝头及坝田区防冲刷的效果，针对青草沙水库北堤中上段布设的丁坝群开展局部定床和动床模型试验研究。

1、模型设计丁坝群物理模型如图1所示，其中包含1#～4#丁坝，其中测量段长1800m，宽度为600m。

模型线性比尺λL=50，流速比尺λu=7.07，潮流运动时间比尺λυ=7.07，糙率相似比尺λn=1.92；动床试验潮流作用泥沙起动流速比尺λuc=7.07，试验所用木屑模型沙的中值粒径为0.45mm，容重为1.15t/m3。

图1 物理模型2、试验研究及结果分析2.1 定床试验选择落急、涨急两个工况开展本文的研究工作，试验工况参见表1。

图2和图3分别给出了两工况下，设置丁坝群前后近岸区水流流动的垂线平均流速分布情况。

对于工况1，未设置丁坝群时近岸区流速总体上呈逐步缓慢减小分布，最小流速约为0.50m/s；而设置丁坝群后，近岸区流速迅速减小，坝田内回流区的平均流速约为0.40m/s。

对于工况2，在未设置丁坝群时，最小流速约为0.55m/s；而设置丁坝群后，坝田内回流区平均流速约为0.30m/s。

基于物理模型试验的孔隙水对河堤生态加筋挡墙静力学影响分析

［关键词］孔隙水；生态加筋挡墙；河提；物理模型试验；静力学模型；静水压力分析［中图分类号］ P641 ． 135 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1004 － 1184 （ 2019 ） 04 － 0185 － 03
Static Characteristics Analysis of Ecological Ｒeinforced Ｒetaining Wall of Ｒiver Embankment Based on Physical Model Test
近些年来，随着河道生态治理规划措施的逐步较大，对于河道生态治理综合规划的需求越来越大。河道堤防是河流综合整治的重要内容，早期，对于河道堤防的加固大都只考虑其稳定性，而对于生态型考虑较少［1］。而随着社会公众对河流生态意识的增强，对于河道堤防的生态功能需求也逐步较大，当前，既能考虑河道堤防稳定性又能充分考虑生态功能的生态加筋挡墙逐步在河道堤防生态综合治理中得到具体应用［2 － 7］，应用效果显著。但由于其受孔隙水静水压力的影响，其稳定性设计需要综合考虑多个方面的影响。近些年来，水工物理模型试验的方式成为分析河道堤防稳定性的重要方式［验方式，并应用静力学模型，对辽宁地区某河道堤防的生态加筋挡墙的静力学特性进行分析，分析结果对于河道堤防生态加筋挡墙的稳定性设计具有重要的参考价值。
XU Jin （ Liaoning Haikuo Water Ｒesources and Hydropower Engineering Co．，Ltd．，Liaoyang，Liaoning 111000 ） Abstract： In order to analyze the influence of pore water on the static characteristics of the ecological reinforcement wall of the river embankment，the physical model is combined with the static model for experimental analysis． The analysis results show that： With the increase of depth，the coefficient of ecological reinforcement wall of river embankment is generally stable between 0 ． 41 and 0 ． 59 ． Under the water － filling mode，the ecologically － reinforced retaining wall is affected by pore water， and the pressure peak is presented． Gradually increasing the change，but the effective peak breaking strength is weakened under the same head，while in the non － filling mode，the effective pressure peak breaking strength is weakened； under the water filling mode，the river carrying ecological reinforcing retaining wall The linear change trend of the τ ～ σ relationship is obvious． Under the non － water filling mode，the trend of the curve is obvious，and the stability of the river reinforced ecological retaining wall is gradually weakened． Key words： pore water； ecologically reinforced retaining wall； river lift； physical model test； static model； hydrostatic pressure analysis

模型试验在土木工程中的应用

模型试验在土木工程中的应用1. 引言土木工程是一门应用科学，涉及到建筑、交通、水利等多个领域。

为了确保工程的安全性和可靠性，在实际开展施工之前，模型试验成为土木工程中不可或缺的重要环节。

本文将探讨模型试验在土木工程中的应用，旨在进一步完善土木工程的设计和施工过程，提高工程质量。

2. 模型试验类型2.1 结构力学试验结构力学试验旨在研究土木工程结构在力学作用下的性能。

通常会建立真实结构的缩小模型，进行受力情况的模拟。

通过在模型试验中测量结构的应变、应力和变位等参数，可以评估结构的强度、刚度、稳定性等指标，为实际工程提供设计依据。

2.2 土壤力学试验土壤力学试验旨在研究土壤的力学性质和变形特性。

通过建立合适的土壤模型，可以模拟受力情况下土壤的变形和破坏过程。

常见的土壤力学试验包括剪切试验、压缩试验和承载力试验等。

通过模型试验，可以评估土壤的承载能力、变形特性等参数，为土木工程的基础设计提供参考依据。

3. 模型试验的优势3.1 安全性在实际土木工程中，直接进行大型结构的施工是非常危险的。

模型试验可以先在小尺度模型上进行力学测试，验证结构的受力性能，在确保结构安全的前提下进行工程施工。

3.2 节省成本和时间模型试验相对于直接在实际场地进行试验具有明显的优势。

通过将实际工程缩小比例建模，可以节省材料和人力资源，并且加快试验的进度。

这样，设计师可以更快地获取试验结果，以便在正式施工前进行相应的调整。

4. 模型试验在实际工程中的应用案例4.1 桥梁工程在桥梁工程中，模型试验可以用于评估桥梁的承载能力和振动特性。

通过对桥梁缩小模型进行荷载试验和振动试验，可以测量桥梁在不同荷载和振动频率下的响应，从而优化结构设计，确保桥梁的安全性和舒适度。

4.2 地基处理工程地基处理是土木工程中非常重要的一环。

通过模型试验，可以模拟地基中的土壤行为，并评估各种地基处理方法的效果。

模型试验结果可以指导实际工程中对地基的处理方式，以提高整个工程的稳定性和可靠性。

2011版水运工程物理模型试验参考

2011版水运工程物理模型试验参考（原创版）目录一、引言1.1 背景介绍1.2 目的和意义二、水运工程物理模型试验概述2.1 定义和分类2.2 发展历程2.3 试验原理和方法三、2011 版水运工程物理模型试验内容3.1 模型设计与制作3.2 试验设备与技术3.3 试验成果与应用四、2011 版水运工程物理模型试验的特点与优势4.1 高度模拟现实4.2 试验效率与精确度4.3 节约成本和资源五、结论5.1 对水运工程发展的贡献5.2 发展前景与挑战正文一、引言1.1 背景介绍水运工程物理模型试验是一种通过模拟实际水运工程的运行状况，对工程进行研究的方法。

随着我国水运事业的蓬勃发展，水运工程物理模型试验在水利工程、港口与航道工程等领域发挥着越来越重要的作用。

1.2 目的和意义2011 版水运工程物理模型试验旨在为水运工程设计、施工和运行提供科学依据，以提高工程质量和效益，降低风险，为我国水运事业的可持续发展提供技术支持。

二、水运工程物理模型试验概述2.1 定义和分类水运工程物理模型试验是指通过制作实际水运工程的物理模型，模拟其在实际工况下的运行状况，进行试验研究的过程。

根据模型种类和试验目的，水运工程物理模型试验可分为多种类型。

2.2 发展历程水运工程物理模型试验自 20 世纪初开始发展，经历了从简单到复杂、从定性到定量的演变过程。

2011 版水运工程物理模型试验是在前人研究基础上的进一步完善和提高。

2.3 试验原理和方法水运工程物理模型试验依据相似原理，通过制作与实际工程几何尺寸、物理性质相似的模型，模拟实际工程的运行状况。

试验方法包括模型设计与制作、试验设备与技术、试验数据处理与分析等。

三、2011 版水运工程物理模型试验内容3.1 模型设计与制作2011 版水运工程物理模型试验注重模型设计与制作的科学性和精确性，采用先进的技术和材料，确保模型在试验过程中能够真实反映实际工程的运行状况。

3.2 试验设备与技术2011 版水运工程物理模型试验采用现代化试验设备和技术，如激光测距仪、数据采集系统等，提高试验的精确度和效率。

岩土工程中的物理模拟研究及应用

岩土工程中的物理模拟研究及应用岩土工程作为地质工程的一个重要分支，是指采用岩土力学、工程地质学、力学和土力学等科学理论，对各种地质现象与工程问题进行分析和解决的一门学科。

在建筑工程领域中，岩土工程的作用不可忽视。

然而，在进行岩土工程设计与施工时，常常会遇到复杂的地质条件，如地层多变、地下水位高低起伏、地面不平等等。

为了提高岩土工程设计与施工的准确性和有效性，物理模拟研究成了必不可少的手段之一。

一、物理模拟物理模拟，是指将一个现象、过程或系统，按照一定比例和特定的物理模型，用实验手段来展现和研究这一现象、过程或系统。

物理模拟的研究对象可以是风、水、泥沙流、土体、岩石等，通过物理模型将实验在实验室中进行，得到的数据可以反映实际工程中可能遇到的情况，从而在设计和施工中进行参考和优化。

二、透水性试验透水性是指水在岩土或土壤中的渗流性能。

透水性试验可以反映岩体中的裂隙状况及其性质，为岩土工程中的防水研究提供科学依据。

在物理模拟中，可以利用饱和压缩试验及饱和透水试验来模拟实际岩土体情况。

通过模拟试验，可以确定不同裂隙状态下的岩土体透水性及其影响因素。

同时，透水性试验的结果也可以用于预估地下水位的变化情况，进而指导防渗治理的实施。

三、固结沉降试验固结沉降是岩土工程对土体或矿体进行开采或覆盖压实时所引起的沉降现象。

固结沉降试验的目的是对固结沉降过程进行模拟研究以评估其对地基工程的影响。

通过固结沉降试验所得到的数据，可以预测和控制地基沉降、地面沉降以及地层升降等问题。

对于地下工程开挖和修建，通过物理模拟得到固结沉降数据可以为设计提供科学依据。

四、地震模拟地震模拟试验一般指利用模拟设备进行地震振动模拟实验。

在岩土工程中，地震模拟试验可用于研究地震波在各种地形或地质体中传播和改变的规律及其对岩土体的破坏影响。

物理模拟试件可以是岩石试件、土样模型及建筑结构模型。

利用地震模拟试验，可以了解地震波在岩石和土壤体中传播和反射的特点，并对相关工程保护措施做出科学决策。

力学模型在水利工程中的应用

力学模型在水利工程中的应用水利工程是指为了控制和利用水资源，进行水文水资源开发、利用和保护的工程。

在水利工程的设计、建设和管理过程中，力学模型被广泛应用，以解决各种与水流、水力学有关的问题。

本文将论述力学模型在水利工程中的应用，并探讨其意义和优势。

一、力学模型在水利工程设计中的应用力学模型在水利工程设计中起着重要的作用。

首先，通过建立力学模型，可以模拟真实的水流特性，从而更好地解决工程设计中的各种水力学问题。

例如，对于一座新建的水坝工程，通过建立力学模型进行试验，可以预测在不同水位下，水坝的抗洪能力、稳定性等参数，并做出合理的设计和改进。

其次，利用力学模型，可以模拟水流的流动规律，解决复杂的水流问题，如水流河道的形态变化、水流对建筑物的冲刷等。

通过对力学模型的试验、观测和分析，可以为工程设计提供科学依据，保证工程的安全可靠性。

二、力学模型在水利工程建设中的应用力学模型在水利工程建设中也发挥着重要的作用。

在工程建设前，通过建立力学模型进行试验，可以评估工程建设的可行性和安全性。

例如，在水库工程建设前，可以通过力学模型来模拟水库的蓄水过程，预测水库的泄洪能力，评估工程是否能够满足设计要求。

此外，力学模型还可以帮助优化工程设计，降低工程成本。

通过模型试验，可以进行多次尝试，找到最优的设计方案，提高工程的经济效益。

三、力学模型在水利工程管理中的应用力学模型在水利工程管理中也扮演着重要角色。

通过对已建设工程的力学模型试验和监测，可以了解工程的运行情况，识别潜在问题，并采取相应的措施进行调整和维护。

例如，在大型水利工程中，通过对力学模型的试验和监测，可以及时发现水流偏移、堆积物堵塞等问题，并进行相应的清理和维修，确保工程的正常运行。

此外，通过定期对力学模型进行试验，可以收集大量的数据，为工程管理和决策提供科学依据。

综上所述，力学模型在水利工程中发挥着重要的作用。

在工程设计、建设和管理过程中，力学模型可以帮助解决各种与水流、水力学有关的问题，为工程的安全、可靠和经济运行提供科学依据。

对于复杂环境下长江大堤堤顶高程确定的研究

ＵｎｄｅｒＣｏｍｐｌｉｃａｔｅｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ
ＣＡＩＪｉｎｏｎｇＳＨＥＮＺｈａｏｇａｎｇ
（ＳＰＩＧＲｕｉｔａｉＤｅｖｅｌｏｐｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００１９９，Ｃｈｉｎａ）
Ｓｈａｎｇｈａｉｆａｃｅｓｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｔｈａｔａｎｔｉ — ｓａｎｄｄｙｋｅｈａｓｂｅｅｎｂｕｉｌｔｉｎｒｏｆｎｔｗａｔｅｒ
宝山新城ＳＢ — Ａ一４单元开发地块位于上海市主城区东北部，（西）北靠宝钢集团产业区、南接宝山淞宝地区中心区、西连绕城高速公路接上海中心城区、东（北）邻长江。根据上海城市发展
ＣｈａｎｇｊｉａｎｇＲｉｖｅｒｄｙｋｅｈａｓｔｏｂｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｌｆｏｏｄ－ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄｏｆ
后的破碎情况及在港池内的传播期律，通过物理模型试验计算得出波浪在防沙堤和码
头平台上的能量消减，经优化后确定合理的堤顸高程。
关键词：港口大堤波浪数值模拟波浪物理模型试验研究
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆＤｙｋｅＴｏｐＡｌｔｉｔｕｄｅｏｆＣｈａｎｇｊｉａｎｇＲｉｖｅｒ

岩土工程中挡土墙的物理模拟及力学性能分析

岩土工程中挡土墙的物理模拟及力学性能分析挡土墙是岩土工程中一种常见的结构，常用于支挡土体、防止土体滑塌或变形。

为了确保挡土墙的设计与施工满足工程要求，需要进行物理模拟及力学性能分析。

首先，物理模拟是通过实验室试验或现场测试等方法来模拟挡土墙在实际工程中的受力情况。

物理模拟可以帮助工程师了解挡土墙在实际工作条件下的应力分布、变形特性以及对土体的稳定性的影响。

具体的物理模拟方法包括：1. 土体试验：通过进行不同类型的土体试验，如剪切试验、压缩试验和抗剪强度试验，来确定土体的物理性质、力学行为和力学参数，以便准确模拟挡土墙的受力情况。

2. 模型试验：在实验室制作挡土墙的小尺寸模型，通过施加荷载和监测变形来模拟挡土墙的工作状态。

模型试验可以帮助工程师评估挡土墙的稳定性、变形特性和抗震性能，并进一步优化设计方案。

其次，力学性能分析是通过力学计算与分析方法，对挡土墙的受力行为及性能进行评价与预测。

力学性能分析的目的是确定挡土墙在不同荷载下的变形和破坏机制，并提供合理的设计参数。

以下是常用的力学性能分析方法：1. 有限元分析：通过将挡土墙划分为多个节点和单元，建立力学模型，并应用弹性力学原理对荷载进行分析，从而得到挡土墙在受力时的变形、应力和稳定状态。

2. 稳定性分析：对挡土墙进行稳定性计算，评估其在不同滑动面和倾覆面可能出现的稳定性问题。

常用的稳定性分析方法包括平衡法、极限平衡法和有限元法等。

3. 变形分析：通过对挡土墙在受力情况下的变形进行计算和分析，预测挡土墙的变形特性，并评估其对土体的影响。

常用的变形分析方法有弹性理论、弹塑性理论和强度退化理论等。

此外，在进行挡土墙的物理模拟及力学性能分析时，还应注意以下几点：1. 确定挡土墙的受力边界条件，包括荷载类型、荷载大小和荷载作用时机等。

这些边界条件会直接影响力学性能分析的结果。

2. 根据挡土墙的结构类型选择适当的分析方法。

不同类型的挡土墙具有不同的力学行为，需要采用不同的分析方法来评估其性能。

物理模型试验在确定挡沙堤布置中的应用

物理模型试验在确定挡沙堤布置中的应用唐筱宁;王绿卿【摘要】港口工程建设中经常采用挡沙堤防止工程功能区内产生明显的淤积,挡沙堤的平面布置及高程设计直接决定了其是否满足功能区的淤积要求,通过潮流物理模型试验可以直观地识别出泥沙输移路径及强输沙潮流所对应的瞬时潮位,泥沙输移路径可以决定挡沙堤的平面布置形式,强输沙潮流对应的瞬时潮位可以确定挡沙堤的堤面高程.根据实际工程的潮流、泥沙物理模型试验结果,论述了物理模型试验对挡沙堤布置方案设计的指导意义,试验结果显示,采用了相应的防淤措施使功能区内的淤积量明显减少,该方法对于海岸工程的防淤治淤具有一定的参考价值.【期刊名称】《海岸工程》【年(卷),期】2010(029)003【总页数】8页(P57-64)【关键词】潮流;悬沙落淤;挡沙堤;挡沙堤平面布置;挡沙堤高程【作者】唐筱宁;王绿卿【作者单位】海军工程设计研究院,山东,青岛,266100;海军工程设计研究院,山东,青岛,266100【正文语种】中文【中图分类】U656.2在港口工程建设中,泥沙淤积一直是被受关注的问题。

为防止港外泥沙对港区及航道产生淤积,使其丧失原有的使用功能,常常采用挡沙堤对泥沙进行拦截,通过挡沙堤的导流作用,使泥沙的运动路径发生改变,从而减弱功能工程区的泥沙淤积问题,保证其正常的靠泊需求,降低港口的维护成本。

由此可以看出,挡沙堤往往具有挡沙、导流双重功能,在有些工程中,挡沙堤还具有防波堤的作用[3]。

特别是,随着我国港口建设的不断加强,海岸线上的适合港口建设的良址也日趋匮乏,但因经济发展需要,往往会在一些条件相对恶劣的海区建设港口,这对进一步研究如何避免港区及航道淤积提出了更高的要求。

在海洋工程中,外部动力环境复杂多变,不确定影响因素多,如波浪、潮流等等,特别是目前的泥沙运动理论主要是建立在试验基础上,不能完全适合各种环境要求,而通过理论计算或经验判别,也无法全面、正确地识别海洋环境中的泥沙运动规律。

京唐港粉沙质海岸风暴潮骤淤及整治工程措施物理模型试验

ＳＮＬｎｙｎＵｏＩｉｎｊｎＡＮＸｎＵｉ— ｕ，ＳＮＢ，ＬＵＪ－ｕ，Ｈｉａ
（ａｊｇＨｄａｌｅｅｒｈＩｓｔｔ，Ｎｎｎ１０９ｈｎＮｎｎｙｒｉＲｓａｃｔｕｅａｊｇ２０２，Ｃｉａ）ｉｕｃｎｉｉ
ｌｙｕｍｐｒｖｍｅａｓｄｆｒｒｆｒｎｃｏｔｒｃａｔｅｅｏｍｅｓａｏｔｉｏｅｎｔｃｎｂｅｕｅｏｅｅｅｅｆｒｏｈｅｏｓａｄｖｌｐｎｔ．ｌ
Ｋｅｒｓｉｅｓｎｏｓ；ａｐｏｃｈｎｅｏｎａｇｐｒ；ｓｄｅｉａｉｎ；ｍｉｇｔｎｍｅｕｅ；ｐｙｉａｄｌｇｙｗｏｄ：ｆａｄｃａｔｐｒａｈｃａｎｌｆｉｔｎｏｔｕｄｎｓｔｔｎＪｌｏｔａｉａｒｓｈｓｌｍｏｅｉｉｏｓｃｎ
（京水利科学研究院河流海岸研究所，江苏南京南２０２１０９）
摘
要：分析了粉沙质海岸京唐港附近自然条件，回顾了该港口近２来的丁程实践和探索研究，阐明了风暴潮引０ａ
起的航道骤淤机理。开发建立了波浪潮流共同作用下泥沙物理模型，首次成功地进行了风暴潮骤淤物理模型复演，
ＡｂｔａｔＮａｕａｏｄｔｎｅｒｙＪｎｔｎｏｔａｅａａｙｅｓｒｃ：ｔｒｃｎｉｏｓｎａｂｉｇａｇｐｒｒｎｌｚｄ，ｃｎｔｃｉｎｈｓｏｙｏｈｏｔｉｅｌｓ２ｅｒｓｌｉｏｓｒｔｉｒｆｔｅｐｒｎｔａｔ０ｙａｓｉｕｏｔｈ

赣榆港区防波堤断面模型验证及优化设计

第18卷第2期中国水运 Vol.18 No.2 2018年 2月 China Water Transport February 2018收稿日期：2017-12-01作者简介：耿聪（1985-），男，吉林省人，硕士，中交第一航务工程勘察设计院有限公司工程师，主要从事港航工程结构设计工作。

赣榆港区防波堤断面模型验证及优化设计耿聪，代英男摘要：防波堤的主要功能为抵御外海波浪对港区影响，为港口设施或其他近岸海洋结构建造一座天然屏障，是港区基础建设的重要组成部分。

本文以赣榆港区某防波堤设计为例，分析了工程区域自然条件、设计要素，从理论计算开始并结合物理模型试验，对该防波堤断面进行了设计、验证、及着重优化了断面挡浪墙构造，在施工便利造价经济的前提下，保证其掩护效果及稳定性可为同类工程所借鉴。

关键词：斜坡堤；挡浪墙；越浪量中图分类号：U656 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2018）02-0163-03引言防波堤的主要功能为抵御外海波浪对港区影响，满足港内泊稳条件，为港口设施或其他近岸海洋结构建造一座天然屏障，是港区基础建设的重要组成部分。

防波堤修筑在外海区域，造价不菲，如何在保证结构安全稳定的前提下尽量减少工程投资就成了工程设计人员研究的重点。

对于防波堤而言，断面工程量是决定其工程造价的主要因素之一，而堤顶高程又是决定断面工程量的主要参数。

因此合理地设计防波堤断面形式，确定堤顶高程，对保证工程安全结构稳定、确保防波堤掩护功能、控制工程造价有重要意义。

本工程断面设计过程中，笔者结合物理模型试验结论，验证了堤身块石稳定性，同时采用平均越浪量及单波越浪水体溅落范围共同控制挡浪墙顶高程，应用反弧形墙顶，较多地降低了堤顶越浪量，减少了工程造价，达到了合理有效控制工程投资的目的。

一、工程概况连云港港地处我国沿海中部黄海海州湾西南岸、江苏省东北部，南靠云台山北麓、北倚东西连岛，地理坐标为34港港地处我国沿海，119°27′28″E 。

京唐港挡沙堤扩建环评大纲

京唐港挡沙堤扩建工程海洋环境影响评价工作大纲1 总则1.1 项目来源京唐港为北京、唐山联合建设的港口，是唐山市对外开放的龙头，1992年7月实现国内通航，1993年7月实现国际通航，已被国务院批准为国家一类口岸。

目前，京唐港已逐步朝着多功能性、综合性、国际性、现代化型的港口方向发展，日益成为河北省的经济航运中心。

为了顺应煤炭出口海运量急速增长和到港船舶大型化发展的需要，京唐港口投资公司拟建设32#泊位调整工程及7万吨级航道工程，为了码头和港池建设的需要，并对新建的港池及航道进行有效的掩护，必须对现有的挡沙堤进行扩建。

京唐港挡沙堤扩建工程包括东挡沙堤潜堤出水工程、东西挡沙堤扩建工程、丁坝工程、离岸堤工程。

京唐港挡沙堤扩建工程施工产生的悬浮物将对工程海区及相邻海域环境带来不同程度的影响。

工程建设亦对海区水动力环境和泥沙运移产生影响。

为执行建设项目的有关环境保护法规，唐山港口投资有限公司委托国家海洋环境监测中心承担京唐港挡沙堤扩建工程（东堤300m潜堤出水、东西挡沙堤扩建、丁坝、离岸堤工程）海洋环境影响评价工作。

评价单位在认真分析研究大量现有资料的基础上，结合工程海区及周边海域的环境特征，根据《海洋环境影响评价技术导则》编制了海洋环境影响评价大纲。

经主管部门审查通过后开展环评工作。

评价单位根据评价大纲规定的工作内容，对拟建工程海区进行了现场踏勘，了解工程附近区域的社会经济状况，对工程海区水环境现状进行分析和评价。

同时利用相关数学模型堆挡沙堤等堤坝施工过程产生的悬浮物对海域环境可能产生的影响、工程建设对海区水动力环境和泥沙运动、岸滩及海底床稳定的影响进行了预测分析。

在此基础上编制了本工程环境影响评价报告。

京唐港挡沙堤扩建工程位置见图1-1。

1.2 评价目的京唐港挡沙堤扩建工程环境影响评价作为该港该工程可行性研究的一个重要组成部分，主要从保护海洋环境，维护生态平衡的原则出发，根据工程附近海域的环境特点和环境质量控制目标，对工程施工及建成投入使用等环节带来的环境问题进行全面科学论证，以期达到如下目的：1、全面系统进行环境现状调查与评价，掌握工程附近污染源的分布排放特征和海域环境现状，为海域环境管理和预测评价提供可靠的基础资料。

京唐港第四港池挡沙堤断面稳定性试验研究

戈龙仔王国增，子龙，郑
（．１交通运输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，津３０５；天０４６
２京唐港首钢码头有限公司，山０３１）．唐６６１
摘要：通过京唐港第四港池挡沙堤断面物理模型试验，越浪流冲刷挡沙堤港侧块体而失稳的现对
比尺Ａ２，比尺Ａ＝５２，＝５力ｖ１５时间比尺Ａ５。６ｔ．不规则波波谱采用ＪＮｗＡ谱。＝０ＯｓＰ试验中观测挡沙堤断面护面块体的稳定性，验证棱体块石的稳定重量。验设计低水位为＋．７ｍ，计高水位为＋．试验波要并试Ｏ设２２０ｍ，２素采用重现期２一遇波要素校核块体重量（１。５ａ表）设计断面：前泥面高程为一．ｍ，堤６０堤顶高程为＋．０ｍ，２内外护坡坡比为１１，５：．海侧与堤顶采用４５．ｔ０
提供依据。
１试验概述
试验在交通运输部天津水运工程科学研究所试验水槽中进行，水槽长７宽１ｍ，１３ｍ。０ｍ，高＿造波机为电机伺服驱动推板吸收式造波机，以产生规则波与不规则波，可水槽两端均设有消波装置，同时水槽底部设有连通管，以使造波过程中模型两侧的水位保持不变。波高采用Ｓ２０Ｇ００型动态水位测量系统。模型按重力相似准则设计制作，据试验场地、根现有块体重量及《波浪模型试验规程》２求，［要模型几何

物理模型在流体力学中应用案例分享

物理模型在流体力学中应用案例分享物理模型是指通过建立符合实际情况的理论模型，以模拟和分析物理现象的工具。

在流体力学中，物理模型的应用十分广泛，可以帮助人们深入了解流体的运动规律、优化工程设计以及预测流体行为等。

本文将分享几个物理模型在流体力学中的应用案例。

第一个案例是人工湖泊的水力特性分析。

人工湖泊是由人工修建的水体，广泛应用于供水、防洪和景观设计等方面。

为了确保人工湖泊正常运行并满足相关需求，在设计过程中，流体力学模型可以发挥重要作用。

通过建立对应湖泊的物理模型，可以模拟湖泊中的水流动态、水位变化以及水质分布等现象。

进一步分析这些数据，可以帮助工程师优化湖泊的设计，确保良好的水力特性。

第二个案例是船舶流体力学性能研究。

在船舶设计过程中，正确评估船舶的流体力学性能对提高航行效率和降低能耗至关重要。

物理模型可以帮助工程师研究不同船型的水动力性能，如阻力、推力需求和操纵性能等。

通过在水槽中建立物理模型，并模拟不同速度和操纵条件下的船舶行为，可以收集大量实验数据。

这些数据可以用于验证数值模拟方法，进而预测实际船舶的力学性能，为船舶设计和优化提供参考。

第三个案例是海洋能源利用的模拟研究。

随着可再生能源的重要性日益增加，海洋能资源的开发和利用成为一个热门研究领域。

其中，海洋潮汐和海流能是可利用的海洋能资源之一。

为了高效利用这些能源，工程师可以借助物理模型来模拟潮汐和海流的运动规律。

通过准确地测量潮汐和海流的速度、流量和变化规律等参数，并利用物理模型进行实验验证，可以帮助设计和优化海洋能资源开发的设备和方案。

第四个案例是河流治理的水力学模拟。

河流是自然界中的重要水体，其水文动态对生态系统和水资源管理具有重要影响。

为了解决河流中的洪水和水质问题，物理模型可以用来模拟河流的水位、流速和泥沙运动等。

通过在水槽中建立河流的物理模型，可以测试不同防洪和河道治理措施的有效性，并帮助决策者做出更科学的决策。

物理模型还可以用于预测洪水传播路径，提前制定应急预案和防护措施。

城市防洪工程设计服务中的物理模型和工程试验

城市防洪工程设计服务中的物理模型和工程试验城市防洪工程是为了保护城市免受洪灾的侵袭而进行的综合性工程。

在城市防洪工程设计过程中，物理模型和工程试验是不可或缺的一部分。

物理模型和工程试验能够帮助工程师们更好地理解洪水情况，评估洪水风险，并设计出更有效的防洪工程措施。

本文将从物理模型和工程试验的定义、优点和应用方面进行探讨。

物理模型是指将真实工程缩小比例制作的模型，用以模拟洪水流动、河道开挖、泄洪口等工程。

物理模型的制作过程需要考虑多种因素，如地形、水流速度、水流压力等。

这些因素的模拟能够帮助工程师们更好地理解洪水的行为规律，并评估洪水对防洪工程的影响。

物理模型有如下几个优点：首先，物理模型能够以较低的成本模拟洪水情况，帮助工程师们进行初步的设计和评估。

其次，物理模型能够直观地展示洪水的流动情况，有助于人们理解和分析洪水的特征和规律。

再次，物理模型能够提供真实且可重复的试验条件，保证了实验数据的准确性和可靠性。

最后，物理模型能够帮助优化防洪工程设计，提高防洪能力，降低洪灾风险。

工程试验是指在实际工程中对防洪措施的有效性进行测试和验证的过程。

工程试验可以通过安装传感器、观测设备等，对洪水流动、墙体抗压性能等进行监测和测量。

通过工程试验，工程师们可以获取洪水作用下的数据，分析洪水对工程的影响，并根据分析结果调整设计方案。

工程试验的优点包括：首先，工程试验能够提供可靠的实验数据，为工程设计提供参考和依据。

其次，工程试验能够发现工程设计中的不足之处，并提出改进建议。

再次，工程试验能够通过实际的测试和验证来评估防洪工程的安全性和可行性。

最后，工程试验能够帮助工程师们更好地理解洪水的力学特性，提高工程设计的准确性和可靠性。

物理模型和工程试验在城市防洪工程设计中有着广泛的应用。

首先，物理模型和工程试验能够帮助工程师们确定洪水的水位、流速和压力等参数，为工程设计提供准确的数据。

其次，物理模型和工程试验能够评估洪水对工程设施的影响，帮助工程师们选择合适的防洪措施。

建筑物理模拟在建筑设计中的作用

建筑物理模拟在建筑设计中的作用建筑物理模拟作为一种现代建筑设计中常用的技术手段，在建筑设计的不同阶段中起到了重要的作用。

它通过对建筑物理特性进行模拟与分析，能够帮助设计师更好地预测建筑物在不同条件下的性能，从而为建筑设计提供有效的参考和指导。

本文将探讨建筑物理模拟在建筑设计中的作用，包括热环境模拟、光环境模拟、风环境模拟等方面。

一、热环境模拟热环境是建筑物理模拟中的一个重要方面，它对人们的舒适度和能源消耗有着直接的影响。

热环境模拟可以通过计算气流、传热和辐射等参数，为建筑的热环境设计提供科学依据。

例如，在炎热的夏季，通过模拟建筑的太阳辐射、热传导等因素，可以确定建筑的适当遮阳措施，提高室内空间的舒适度，减少能源的浪费。

二、光环境模拟建筑物的光环境对于人们的视觉体验和室内舒适度有很大的影响。

光环境模拟可以通过模拟日光、人工照明、遮阳等因素，为建筑设计提供合理的照明方案。

例如，在办公楼设计中，通过模拟不同光线条件下的照度和光分布，可以确定合适的窗户位置和玻璃材质，提高室内自然采光水平，减少人工照明的使用，节省能源。

三、风环境模拟风环境对于建筑物的舒适性和结构安全性都有着重要影响。

通过风环境模拟，在建筑设计过程中可以评估建筑的风压、风速和风向，为设计人员提供科学依据。

例如，在高层建筑设计中，通过模拟不同高度的风速和风向，可以确定合适的建筑形态和抗风措施，提高建筑的抗风能力和稳定性。

四、声环境模拟声环境是建筑物内外环境中不可忽视的一部分。

通过声环境模拟，可以评估建筑内外的噪声水平，并提供合理的隔音设计方案。

例如，在居住区规划中，通过模拟道路交通噪声和周边环境噪声，可以确定建筑的隔音要求和合适的窗户封闭结构，提高建筑内部的声音环境质量，提供良好的生活和工作条件。

总结起来，建筑物理模拟在建筑设计中的作用不可小觑。

通过热环境模拟、光环境模拟、风环境模拟和声环境模拟等方面的应用，可以帮助设计师更好地了解建筑的物理性能，提高设计的质量和效果。

洪水顶托物理模型实验

洪水顶托物理模型实验
洪水顶托物理模型实验是一种通过实验研究洪水对建筑物或其他结构物的影响的方法。

在实验中，先建立一个尺寸缩小的模型，然后模拟洪水的情况，观察建筑物或其他结构物在洪水中的受力情况以及其稳定性。

在实验中，要考虑到洪水的流速、流量、水位等因素，可以通过加入水泵、水箱、阀门等设备来控制水流的情况。

同时，还需要考虑到建筑物或其他结构物的材料、形状、重量、支撑方式等因素，在模型中模拟这些因素，以便更真实地反映洪水对结构物的影响。

实验中需要进行数据记录和分析，通过测量结构物的位移、应变、力学特性等参数，来探究洪水对结构物的影响机制。

通过实验得到的数据，可以对现实中的建筑物或结构物进行安全评估和设计优化，提高其防洪能力和抗灾能力。

总之，洪水顶托物理模型实验是一种通过建立模型来模拟洪水对建筑物或其他结构物的影响的实验研究方法，可提供有价值的参考数据，以促进建筑安全设计和灾害预防工作的发展。

工程减淤方法探讨

工程减淤方法探讨一、前言粉沙质海岸的泥沙粒径介于淤泥质海岸和沙质海岸之间，其运动状态活跃，在波浪、潮流等海洋动力的作用下，较为容易出现起动与沉积现象，再加上运移形态较为复杂，因此减淤办法的利用也较为困难。

粉沙质海岸局部地区的骤淤和剧冲是该海区港口建设和海岸开发面临的严峻挑战。

因此，本文所探讨到的工程减淤方法也就具有独有的意义。

二、粉沙质基础港区海岸的概念相对来说，沙质基础的泥沙颗粒较为粗大且松散，并没有粘性；而淤泥基础的泥沙颗粒则较细小，并具有明显粘性。

由泥沙颗粒由粗到细、其性质从无粘性到有粘性这一渐变过程的泥沙就是所谓的粉沙质海岸泥沙（粉沙）。

而相关学者在探究粉沙时，由于所采用的标准并不一致，因此在粉沙质海岸的定义上也有异同。

例如，交通运输部总工程师赵冲久先生在研究基础上，提出把床沙粒径在0.005mm-0.1mm之间海岸定义为粉沙淤泥质海岸；而高学平先生则把粒径在0.005mm一0.05mm之间的泥沙称为粉沙等等。

对于粉沙基础的港区海岸，从今些年的研究工作来看，其不但需要对泥沙粒径的大小进行考虑，还需要重视泥沙的含泥量与粒径分选系数。

其中，对于分选系数来说，其主要体现了床沙的均匀度，而含泥量则体现着粘性的高低。

例如，我国黄骅港区从定义来看属于偏淤泥型，而江苏省的如东海岸，在定义上属于偏重细沙型。

另外，对于粉沙与粉沙质海岸来说，二者的概念并不相同。

其中粉沙属于泥沙分类上的一种术语，而粉沙质海岸则属于海岸分类上的一种术语。

三、航道淤积机理与整治近年来，在粉沙基础港区工程航道上出现的淤积现象，部分学者根据淤积机理进行了全面的探究工作。

从分析报告上来说，其原因都是由于大风骤淤而造成，这也符合粉沙质基础港区工程航道淤积的主要特征。

而对于大风骤淤为什么会出现，目前主要存在两种不同看法：一是认为岸边浅滩泥沙的作用，主要根据其会跟随落潮的作用力或者由于沿堤离岸流而形成下泻的现象，从而导致航道淤积；二是认为属于破波带周围滩面的泥沙所造成，主要根据悬扬与落淤原理进行判断，就是由于波浪的掀沙，其外航道容易出现淤积的现象。