多向随机波作用在直立堤上的波浪力
斜坡式防波堤和直立式防波堤概述
防波堤基本型式：
斜坡式防波堤和直立式防波堤
（提纲）
汇报人：李龙
பைடு நூலகம்
目录
1.斜坡式防波堤和直立式防波堤结构型式
2.波浪分别与斜坡堤和直立堤相互作用
3.斜坡堤护面块体重量确定
4.斜坡式防波堤和直立式防波堤破坏及其原 因分析
斜坡式防波堤和直立式防波堤结构型式
斜坡式防波堤结构型式：
1.斜波堤断面型式；
2.斜波堤护面型式；
3.基床软基处理和加固方法。
直立式防波堤型式：
1.主要结构型式；
2.重力式直立堤的组成部分；
3.上部结构港外侧不同的外形结构（直立面、 弧面和削角）的优缺点； 4.消能箱式直立堤和带孔道的消能方块优点。
波浪分别与斜波堤和直立堤的相互作用
波浪与斜波堤的相互作用
1.入射波能、反射波能、传递波能和消散波能；
不同块体重量计算方法：
1.Hudson 方法；
2.日本大阪大学椹木亨等人的方法；
3.荷兰德尔夫特水力实验所的方法。
斜坡式防波堤和直立式防波堤破坏及其 原因分析
斜坡式防波堤破坏实例说明和分析：
1.葡萄牙锡尼斯港的西防波堤破坏；
2.的黎波里港的斜波堤破坏；
3.大连渔港斜波堤破坏。
直立式防波堤破坏实例说明和分析：
2.反射系数计算方法；
3.波浪在斜坡堤上爬高计算方法； 4.破波相似参数计算与破波型式的判断。
波浪与直立式防波堤的相互作用
波浪与斜波堤的相互作用
1.直立堤前的波态：
立波和破波（远破波和近破波）
2.直立堤上波浪力计算方法：
（1）立波作用力
（2）远破波作用力
（3）近破波作用力 （4）斜向波作用力
不规则波对不同建筑物的作用浅谈
不规则波对不同建筑物的作用浅谈摘要不规则波对建筑物的作用有很多，因建筑物不同，主要关注点不同。
本文主要介绍了不规则波对直墙式建筑物的波浪力作用；对斜坡式建筑物的爬高和越浪量；对单桩（柱）的波浪力，群桩的群桩效应；对离岸式高桩码头面板底部的波浪浮托力。
关键词：不规则波；波浪力；越浪量；波浪浮托力0、前言随着海洋工程的发展，需要在海边和海中建设各种不同的建筑物。
波浪力是这类工程的一个重要的外荷载。
对于规则波的作用研究有很多，工程中对于不规则波的处理一般是选择一个特征波高作为规则波进行计算。
但这样处理有时会产生严重后果。
在设计工作中将海浪视为一种随机不规则波是很有必要的。
不规则波对建筑物的作用有很多，因建筑物不同，而关注点不同。
如对直墙建筑物关注不规则波对墙的波浪力，斜坡式的则主要是爬高和越浪量。
下文将进行简要介绍。
1、不规则波对直墙式建筑物的作用直立式防波堤是外海防护建筑物和护岸建筑物的一种重要型式。
由于其具有以下优点如:适用于水深较大的地区，造价要低于斜坡式防波堤，同时其内侧可兼作码头等，因而在日本、意大利和中国的海岸地区得到广泛采用。
但由于其消浪差，所受波浪力较大，一旦破坏则不易修复，故应对其所受波浪力进行研究，以确定合理的设计波浪力，保证所建防波堤既安全又经济。
自然界中的波浪是多向不规则的，而且常斜向击堤，入射波与反射波相互干涉，在堤前形成短峰波，Hsu[1], Fen to n[2]等对短峰波的理论研究表明，短峰波对直堤有可能产生比正常立波更大的波浪力。
波浪力是作用在直立堤上的主要荷载。
计算作用在单元堤上的总波浪力时，首先需要确定作用在单位堤长上的波浪力，我国《海港水文规范》中规定按单向波正向击堤计算堤面水平波浪力和堤底浮托力。
然而自然界中的波浪是多向不规则的，而且常斜向击堤，所以计算中应考虑波浪斜向作用和多向性对波浪力的影响。
这种影响表现在两个方面:一是对单位堤长上波浪力的影响，二是对作用在整个单元堤上总波力的影响。
不规则波作用下波浪爬高计算方法
不规则波作用下波浪爬高计算方法陈国平;王铮;袁文喜;陈佳【摘要】通过物理模型试验,研究了不规则波作用下光滑不透水单坡和复坡上的波浪爬高,分析了主要影响因素波陡、坡度、波浪入射角、平台宽度和高程对波浪爬高的影响规律,得到了海堤结构波浪爬高的计算公式及其不同累积率换算关系,并提出了多级平台海堤断面波浪爬高计算方法,可适用于复杂海堤断面的爬高计算,与40多个实际工程的模型试验结果对比,具有较好的计算精度,可供工程设计参考.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2010(000)002【总页数】8页(P23-30)【关键词】波浪爬高;斜向波;复坡【作者】陈国平;王铮;袁文喜;陈佳【作者单位】河海大学交通学院海岸灾害与防护教育部重点实验室,江苏,南京,210098;河海大学交通学院海岸灾害与防护教育部重点实验室,江苏,南京,210098;浙江省水利水电勘察设计研究院,浙江,杭州,310002;河海大学交通学院海岸灾害与防护教育部重点实验室,江苏,南京,210098【正文语种】中文【中图分类】TV139.2+5波浪行进堤岸时，水体沿堤坡斜面上爬高程与静水高程之差称为波浪爬高。
在海塘、防波堤以及护岸工程设计中均由波浪爬高来确定堤顶高程，它直接影响着工程的安全和造价，因此研究波浪的爬高具有重要的实用价值。
从20世纪30年代开始研究波浪爬高问题以来，国内外对爬高的试验研究非常多，相应计算爬高的公式不下数十种[1-8]。
目前我国常用的爬高计算公式有：《海港水文规范》[1]、《堤防工程技术规范》[2]、《浙江省海塘工程技术规定》[3]，欧美国家采用荷兰学者J.W.van der meer[4]的方法。
由于海堤结构的多样性，波浪与建筑物相互作用过程十分复杂，因此，现有计算方法存在着诸多不足，提供的经验公式使用条件比较局限，各家公式计算结果差异较大，其计算值与实际值偏差甚远，造成了海堤堤顶高程设计较大偏差。
因此，进一步研究单坡上不规则波浪爬高仍是十分必要的。
注册土木(港航)专业考试考点经典
1、内河航道转弯处需增加的航道宽度；2、船闸闸室排水时船舶的停泊条件（已知水面坡降产生的作用力Pv,已知流速力Pi);3、海港电缆接地点得间距；4、干船坞现场载荷试验中，试验基床系数的计算；5、柴油等折算成标准煤；6、船舶坐坞时的坞墩荷载；7、重力式坞墙底应力分布；8、船闸的防渗铺盖长度计算；9、上部重力闸墙作用在下部衬砌式闸墙上的力；10、吊环的直径；11、斜坡式防波堤上部胸墙所受得波浪力；15、直立墩式所受波浪力；16、直立式防波堤低流速的计算；17、栅栏板厚度的计算；18、内河航道流速带的分布；19、高桩码头面板集中荷载的分布宽度；20、高桩码头横梁的承载力计算；21、油品码头泊位长度计算；22、趸船的尺寸校核计算；23、坞墙的抗倾安全系数；24、河港码头的高程（记不清了，好像是）；25、海港航道的宽度。
综合几年的考试，第二天的考试题目可以总结出来：渗透或渗径必考、码头顶面高程和前底高程必考、航道带宽度必考、波浪力必考，上午：1、疏浚工程量计算；2、围油栏长度计算；3、航道疏浚直接工程费计算；4、折旧费计算；5、冰荷载中冰的局部挤压系数计算；6、航道年淤强计算；7、拦沙堤长度计算。
下午：1、沉箱前趾弯矩计算；2、沉箱底板顶部贮仓压力计算；3、船坞底板抗浮安全系数计算；4、单桩垂直承载力计算；5、斜坡堤波浪爬高计算。
1.墩柱上的速度分力和惯性分力各一道；2.直立堤上的波浪力；3.疏浚工程量计算(要查超深和超宽);4.板桩"踢脚"稳定;5.浅滩整治线宽度计算;6.内河船消防供水量计算;7.船闸上下闸首最大流速;8.船坞渗径长度,渗流力;9.码头底标高,航道宽度;10.水流作用在船上的挤靠力;11.船舶撞击能计算;12.码头泊位长度(包括内河,海港,滚装码头);13.建设项目总概算14.闸门阀门重量计算，15.求船坞基床系数，16.桩基的竖向承载力，17.地基应力计算，18.船坞引船小车荷载计算，19.斜坡堤胸墙底的最大平均波压力20.二线船闸共用引航道的宽度计算。
JTJ298-98 防波堤设计与施工规范
中华人民共和国行业标准防波堤设计与施工规范JTJ298－98主编单位：交通部第一航务工程勘察设计院批准部门：中华人民共和国交通部施行日期：1999年6月1日人民交通出版社1998·北京关于发布《防波提设计与施工规范》的通知交基发［1998］217号由我部组织交通部第一航务工程勘察设计院等单位修订的《防波堤设计与施工规范》，业经审查，现批准为强制性行业标准，编号为JTJ298－98，自1999年6月1日起施行，《防波堤规范》（JTJ218－87）同时废止。
本规范的管理和出版组织工作由部基建管理司负责，具体解释工作由交通部第一航务工程勘察设计院负责。
中华人民共和国交通部一九九八年四月二十日前言随着我国港口工程建设事业的发展和需要，1987年出版发行的《港口工程技术规范》，由于历时较长，需要进行补充和修订。
本次规范的修订是在原《防波提规范》（JTJ218－87）基础上，通过大量的调查研究，总结和吸收了近10多年来国内、外防波堤工程的设计、科研和施工经验，对原规范作了补充和修改。
计算方法向以分项系数表达的极限状态设计法转轨的过程中，进行了可靠度分析和校准工作，使本规范不仅安全可靠且便于操作。
修订后的新规范内容充实、覆盖面较广，较充分地反映出我国在该项领域的技术水平，能较好地适应港口工程发展的需要。
本规范的修订，主要依据国家标准《港口工程结构可靠度设计统一标准》（GB50158—92）和行业标准《水运工程建设标准编写规定》（JTJ200—95）等。
本规范的主要内容除包括常用的斜坡式和直立式防波堤的设计、施工有关规定外，还包括某些新型式的防波堤，并对其计算原则和计算方法作了规定。
修订后的规范和原规范相比，设计计算部分全部改为以分项系数表达的概率极限状态设计法。
斜坡堤设计，增加了抛石潜堤、宽肩台斜坡堤、新型护面块体、斜坡堤前的海底冲刷与防护等。
正砌方块和矩形沉箱直立堤设计增加了墙前有人工块体掩护的直立堤断面型式、直立堤堤前海底的冲刷与防护等；同时还增加了其它型式防波堤设计的有关内容。
直立式码头越浪量及排水系统试验研究
直立式码头越浪量及排水系统试验研究李鑫丹;王震;王登婷;刘建军【摘要】通过断面及整体物理模型试验,分别研究直立式码头的越浪量和排水系统,并对有效波高、越浪量和排水系统进行对比分析,结果表明断面模型试验具有局限性,其测量结果普遍偏大,整体模型试验结果更贴近实际情况.根据整体模型试验测量结果,分析相对护轮坎顶超高及波浪入射方向对越浪量的影响,以及排水系统对越浪的控制,提出排水系统的优化方案,为工程设计提供参考.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2014(000)009【总页数】8页(P57-63,70)【关键词】有效波高;越浪量;排水系统;直立式码头【作者】李鑫丹;王震;王登婷;刘建军【作者单位】河海大学港口海岸与近海工程学院,江苏南京210098;河海大学港口海岸与近海工程学院,江苏南京210098;南京水利科学研究院,江苏南京210029;南京水利科学研究院,江苏南京210029【正文语种】中文【中图分类】TV139.2+5在港口建筑物的设计中,供船舶停靠、装卸货物和上下旅客的码头,广泛采用直立式结构,直立式码头还具有装卸效率高、吞吐量大等优点。
随着船舶大型化的发展,深海码头将会成为未来码头发展的重点。
我国对于码头面高程的确定一直采用不允许越浪作为标准,一方面地基沉降导致码头面高程难以达到设计要求,另一方面会导致码头结构设计时忽略越浪的排水措施,在异常海况出现时会造成很大的灾害。
对于集装箱码头、散货码头等,装卸货物时吊具需要在舱内作业,码头面高程若按不允许越浪作为标准将无法满足机械作业的需求,而对于邮码头等需要上下旅客的码头,码头面高程过高会引起安全隐患。
从20世纪50年代开始就有学者对越浪进行研究,20世纪70年代日本合田良实[1]建议按照允许越浪量作为控制条件确定护岸高程,同时设置排水措施。
越浪量可以定义为平均越浪量或者单波最大越浪量,平均越浪量是指单位时间单位宽度上的越浪量,由于其更适用于堤后的排水设计[2],因此本文的研究主要针对平均越浪量。
波浪力学第四章 小尺度结构物上的波浪力
{ 4.4 作用在海底管道上的波浪力
中国海洋大学
海洋工程波浪力学
王树青
OFFSHORE STRUCTURES
中国海洋大学
海洋工程波浪力学
王树青
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海洋工程波浪力学
王树青
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海洋工程波浪力学
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简介
波浪对固定海洋结构物的作用主要是以下四种效应： •(1)由于流体的粘滞性而引起的粘滞效应； •(2)由于流体的惯性以及结构物的存在，使结构物周围 的波动场的速度发生改变而引起的附加质量效应；
x
d z
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海洋工程波浪力学
o
x
王树青
第四章 小尺度结构物上的波浪力
4.2 作用在直立柱体上的波浪力
{ 4.2.2 单柱体上的波浪力
圆柱体任意高度z处、柱高dz上的水平波浪力:
dFH
=
fH dz
=
1 2
CDρDu
x
ux
dz
+
CM
ρ
πD 4
2
∂ux ∂t
dz
z c
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d
fH
dz
z
海洋工程波浪力学
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海洋工程波浪力学
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第四章 小尺度结构物上的波浪力
4.2 作用在直立柱体上的波浪力
{ 4.2.1 Morison方程
莫里森等认为作用于柱体任意高度z处的水平波浪力fH包 括两个分量: 水平拖曳力fD
——波浪水质点的水平速度ux引起的对柱体的作用力；
大小与单向定常水流作用在柱体上的拖曳力模式相同，即与波浪水 质点的水平速度的平方和单位柱高垂直于波向的投z 影面积成正比。
《防波堤设计与施工规范》
《防波堤设计与施工规范》(JTJ 298—98)3．0．5 防波堤结构应进行模型试验验证，当有类似条件下的试验资料时，可不再进行试验。
3．0．7 对于施工过程中未成型的防波堤堤段，应根据实际情况考虑采取必要的防浪措施。
4．2．1 斜坡堤设计应计算以下内容：(1)护面块体的稳定重量和护面层厚度；(2)栅栏板的强度；(3)堤前护底块石的稳定重量；(4)胸墙的强度和抗滑、抗倾稳定性；(5)地基的整体稳定性；(6)地基沉降(确定堤顶预留高度)。
4．2．2* 斜坡堤承载能力极限状态设计时，应以设计波高及对应的波长确定的波浪力作为标准值，并应考虑以下三种设计状况及相应的组合。
4．2．2．1* 持久状况，应考虑以下的持久组合：(1)设计高水位时，波高应采用相应的设计波高；(2)设计低水位时，波高的采用分为以下两种情况：当有推算的外海设计波浪时，应取设计低水位进行波浪浅水变形分析，求出堤前的设计波高；当只有建筑物附近不分水位统计的设计波浪时，可取与设计高水位时相同的设计波高，但不超过低水位时的浅水极限波高；(3)*极端高水位时，波高应采用相应的设计波高。
4．2．2．3* 偶然状况，在进行斜坡堤整体稳定计算时，应考虑地震作用的偶然组合，水位采用设计低水位，不考虑波浪对堤体的作用。
4．2．14* 斜坡堤内坡护面块体的重量应符合下列规定：(1)*当允许少量波浪越过堤顶时，从堤顶到设计低水位之间的内坡护面块体重量，应与外坡护面的块体重量相同；设计低水位以下的内坡护面块体，应按堤内侧波浪进行复核；(2)*当不允许波浪越过堤顶时，内坡护面应按堤内侧波浪进行计算。
4．2．15* 斜坡堤堤顶块体的重量，一般情况下应与外坡的块体重量相同。
当堤顶高程在设计高水位以上不足0．2倍设计波高值时，其重量不应小于外坡护面块体重量的1．5倍。
4．3．3* 可冲刷地基上的斜坡堤，其护面块体或水下棱体的大块石均不应直接抛于海底面上，而应在海底面上设置垫层。
直立堤试验 - 港口航道与海岸工程
三、实验设备及测量仪器
1.实验水槽
实验水槽长47 m、宽 1 m、深1.3 m 。前端 有造波机、直立式消能 网、还设有出流口；水 槽的尾端安装斜坡式消 浪网，也设有出流口， 试验就是在水槽中进行。
三、实验设备及测量仪器
2.造波机
伺服电动机 机械推波板 控制仪 造波控制软件
三、实验设备及测量仪器
形成三种波态的条件基床类型暗基床或低基床产生条件221818181515波浪形态立波远破波中基床高基床立波近破波立波近破波8??811011018td88ddddhthi?h???dh??dd?1??tthi???12313dd??1hhh11113dd?123dd?1
港口航道与海岸工程 专业实验课
3.压力测量仪器
压力盒
LY－100型多点压力仪 及DJ800多功能监测系统
三、实验设备及测量仪器
3.波高测量仪器
三、实验设备及测量仪器
3.控制系统
计算机 控制仪 造波控制软件 浪高仪
四、实验方案
1.实验模型
由三个有机玻 璃箱体组成。
四、实验方案
2.实验模型平面布置
波浪方向
直
(3号箱体)
动床试验则与之相反，在研究泥沙运动 时多用此方法进行试验。
三、试验用的主要设备 （港海实验室）
港口、海洋工程建筑物的水力模型试验，主要设备是港池、水 槽、造波机及造流系统。
1.港池平面尺寸长50 m、宽8 m、深1m。前端有不规则造波机、出 流口，后端有出流口、消能坡、消能网，主要用于整体模型试 验，
六、实验报告内容与要求
1. 斜坡式防波堤的试验目的。 2.该试验的模型比尺是根据什么确定的？ 3.在防波堤断面稳定试验中，将你观测、记录
波浪作用力公式介绍
说明： 说明：单坡上的波压力计算方法是根据原 苏联国家建设委员会在1986 1986年颁布的建筑 苏联国家建设委员会在1986年颁布的建筑 标准与规范《波浪、 标准与规范《波浪、冰凌和船舶对水工建 筑物的荷载与作用》CНИП.2.06.04筑物的荷载与作用》CНИП.2.06.04-82 中计算规则波波压力的方法， 中计算规则波波压力的方法，其由试验计 算求得，并通过原型实测资料验证。 算求得，并通过原型实测资料验证。可用 于计算不规则波对单坡堤混凝土护面上的 波压力。 波压力。
ps =γK1K2H
静水面以上、以下的波浪压力强度按《规范》 静水面以上、以下的波浪压力强度按《规范》 有关规定计算。 有关规定计算。 波谷作用时波浪力计算： 波谷作用时波浪力计算：
静 静 静
d＜ 2H H /2
i
p
b
图G.1.1-2 波谷时的波压力分布图
静水面处波浪压力强度为零； 静水面处波浪压力强度为零； 静水面以下波浪压力强度计算。 静水面以下波浪压力强度计算。
G.2 斜坡式护面
G.2.1 对于斜坡式海堤，当护面层采用混凝 对于斜坡式海堤， 土板时， 土板时，护面板的稳定取决于上下两面波 浪力与浮力的作用。 浪力与浮力的作用。 G.2.2 在1.5≤m≤5.0的条件下，作用在整体 1.5≤m≤5.0的条件下 的条件下， 或装配式平板护面上的波压力分布见下图， 或装配式平板护面上的波压力分布见下图， 最大波压力p (kPa)按下式计算 按下式计算。 最大波压力p2(kPa)按下式计算。
p
Z d1 + d1
) 负 (负
Z 静 静 静 d
胸 胸 P u b
图G.2.3-1 胸墙波压力图 G.2.3-
注意：本条中的波高 均是指 均是指H 频率F的 注意：本条中的波高H均是指 F，频率 的 取值由表6.1.3确定。 确定。 取值由表 确定
直立式防波堤(全面权威讲解)
2、当d≥1.8H, d/L=0.05～0.12时，作用于直墙建 筑物上的立波波压力的计算 ⑴波峰作用时 ①波面高程的计算
c
d
B ( H / d ) m
0.5945
B 2.3104 2.5907 T*
2
m T */(0.00913 T * 0.636 T *1.2515 )
3、大直径圆筒直立堤
墙身直径为3ｍ以上的薄壁无底砼圆筒，置于抛石基床
或部分沉入地基之中，筒中填充砂石。 １. 置于抛石基床上的圆筒机构及其工作原理与一般重力式 基本相同。 ２. 部分沉入地基中的圆筒直立堤，适用于软基和持力层较 深的情况 ⑴对于沉入地基较浅（1.5～3m）的圆筒，其工作状 态同重力直立堤。 ⑵沉入较深的圆筒，由于受土的嵌固影响较大，其工作 状态不同于重力式结构。
中基床
d 2 1 ＜ 1 3 d 3
d 1 1 .8 H
d1 1 . 8 H ＜
高基床
2 d1 ＞ 3 d
d 1 1 .5 H
d1 1 . 5 H ＜
立 波
远破波
备注：
①当明基床上有护肩方块，且方块宽度大于1.0倍波高时，
宜用d2代替基床上水深d1来确定波态和波浪力。 ②当进行波波陡较大（H/L＞1/14）时，则立波波陡较 原始波增加一倍，当达到极限波陡时，立波可能破碎，堤 身将 受到破碎立波的压力。 ③对暗基床和低基床的直墙式建筑物，当墙前水深d＜2H 且水底坡度i＞1/10时，墙前可能出现近破波。它是否出 现 和出现后的波压力应由模型试验来确定。
近破波：当直立墙前面较远处水深很大，而距建筑物前面 半个波长以内或是基床顶面水深不足时，波浪行进到此处发生
剧烈变形，造成破碎，冲击墙身，产生近破波。 这种波一般发生在中、高基床的情况。 远破波：当直立墙前面距墙身半个波长或稍远处，其水深 小于波浪破碎水深情况下，进行波将在到达建筑物之前破碎， 形成一股向前运动的水流冲击墙身。这种波浪形态称为远破波。 这种波一般发生在平缓海底，而且基床为暗基床或低基床 的情况。 2、各种形态的波浪产生的条件 见下表。
波浪作用力定律介绍
G.2.3 作用于如下图的斜坡式海堤顶部胸墙 上的波浪力，当无因次参数ξ≤ξb时，可按下 列公式计算。
本条公式介绍了波峰作用时胸墙上平均压力 强度、胸墙上的波压力分布高度、单位长度 胸墙上的总波浪力、胸墙底面上的波浪浮托 力的计算公式。
静水面 d
p
d1 +Z Z
d1 (负值)
胸墙
Pu b
图G.2.3-1 胸墙波压力图
注意：本条中的波高H均是指HF，频率F的 取值由表6.1.3确定。
1. 静水面以上高度H处的波压力为零。 2. 静水面处的波浪压力强度为：
ps K1K2 H
静水面以上、以下的波浪压力强度按《规范》 有关规定计算。 波谷作用时波浪力计算：
静水面
d＜2H H/2
b
i
p
图G.1.1-2 波谷时的波压力分布图
Байду номын сангаас波浪作用力计算公式 简介
G.1 直立式护面
G.1.1 T g / d 8, d 2H,i 1/10或T g / d 8，d 1.8H,i 1/10
时，直立式海堤护面上波浪作用力可按下确 定。波峰作用下：
H
静水面
ps 0.7ps
H/2
d＜2H
pd=(0.5～0.6) ps
b
i
图G.1.1-1 波压力分布图
注意：本条中的波高H均是指HF，频率F的 取值由表6.1.3确定。
p2 k1k2 pH
3
1 2 4 5
α
图G.2.2 斜坡护面平板的波压力分布图
首先确定：最大波压力p2作用点2的垂直坐 标z2（m）：
z2
A
1 m2
1
2m2 1 A B
其次确定各压力转折点离点2的距离及各点 的波压力p：可由《规范》有关规定确定。
波浪“爬高”的计算方法
作用于直立堤墙与桩柱的波峰高度对于波浪作用在建筑物上的高度，目前没有查到全面系统的解释与分类，哪位同仁查到可以分享一下。
不妨这样理解：波浪在行进过程中，当遇到水工建筑物之类的障碍物时，波浪能量传播受阻，大部分动能转化为势能，波面升高，达到的最高高度合称为“波浪作用在建筑物上的高度”。
当建筑物为斜坡堤，波浪爬升的最高垂直高度一般称为“波浪爬高”或“浪爬高”（比较形象有木有？）；当建筑物为直立式堤防或墙体、桩基或墩柱时，一般称为“波峰面高度”或“波峰高度”。
波浪作用在建筑物上的高度与波浪要素及形态、相对水深、建筑物机构型式、坡率、渗透性、粗糙率（有时合计以渗糙系数考量）等等因素有关，非常复杂。
科研院所大多基于规则波（波形近似于正余弦波，波列中波要素相同的波浪），研制出一定适用范围内适用的半经验半理论计算方法，经实测资料验证后被《港口与航道水文规范》JTS145-2015、《堤防工程设计规范》GB50286-2013及各自前溯版本采用。
关于斜坡堤的波浪爬高计算，上述两本规范及各自前溯版本以附录形式或以明晰的条文集中列出，公式图表的表达相对系统且清晰，容易查算。
《电力工程水文技术规程》DL/T5084-2012也在电力勘测规程范围内首次增引《海港水文规范》JTJ213-98给出的斜坡堤浪爬高计算方法（DL/T 5084-2012附录D.2）。
然而，关于直立堤墙和桩柱的波峰高度的计算方法，分散于波浪对直墙式建筑物与波浪对桩基和墩柱的力学计算的条文内，许多情形下的计算公式没有以我们习惯采用的以设计波高的比值来给出，亦即公式表达不顾直观，图表也不够清晰，使用者不易查算，甚至误以为JTS145等规范没有这方面的内容。
在直立式堤防、码头、电厂直墙式岸边泵房（参见《大中型火力发电厂设计规范》GB50660-2011第17.4.5条文说明）以及近年来兴起的海上风电基础平台、升压站平台等的竖向布置中，常常以设计波高的比值来表示波峰高度，用作堤顶或建筑物±0m层设计标高时的总超高组成（与这类问题相关的电力条文的演化，且容水货另行整理成文，晚些时候奉上）。
浙江沿海地区浮码头在波浪作用下的锚系计算
浙江沿海地区浮码头在波浪作用下的锚系计算作者：夏静余昂烨来源：《科学与财富》2019年第27期摘要：浮码头受波浪影响较大，通过2种不同的方法计算波浪作用在趸船上的荷载，结合实际使用经验进行对比分析，選择较为合理的计算方法，可供理论研究和工程设计参考应用。
关键词：浮码头；波浪荷载；锚系计算一、浮码头适用性浮码头由趸船、趸船的锚系和支撑设施、活动引桥组成。
因趸船随水位作垂直升降，作为码头面的趸船甲板面与水面的高差基本不变。
在水位较大的区域，浮码头基本固定的干舷高度方便船舶的靠泊和人员的上下。
此外浮码头造价较低，趸船及相应设施拆装便捷，施工对周边环境影响较小，多应用于渔业码头和客货码头。
但趸船受波浪影响较大，因此适用于河港或掩护条件较好的海港地区。
二、浮趸船受力分析作用在趸船上的荷载主要有波浪力和水流力，由于趸船干舷高度低，受风面积小，因此趸船受风荷载极小，基本可忽略不计。
作用在趸船上的水流力计算可参考作用于船舶上的水流力计算。
由于浮码头应尽量避免有横流、斜向流或涡流的作用，一般浮码头前沿线布置与流向一致。
当流向与趸船前沿线方向一致时，水流作用面积为As=BT，B和T分别为趸船的宽度和吃水。
趸船宽度相比长度较小，而且吃水也不大，因此在一般的水流条件下，受水流力影响不大。
且水流力计算可参考《港口工程荷载规范》（JTS144-1-2010）“附录F 作用于船舶上的水流力”，其计算较为明确，不存在争议。
而波浪力为周期性作用，其作用在趸船上的力目前没有明确的公式进行计算，若将趸船看成是固定的结构，波浪横向作用于趸船时，趸船将引起波浪的局部反射，趸船正面的干涉波高Hd既大于原始波高H，又小于波浪遇直立墙发生完全反射时的立波波高2H，因此需先计算趸船吃水T范围内的局部反射波高，从而得到趸船干涉波高Hd。
再将趸船视作直立墙绘制波压力图形（见图1），计算阴影范围内的波浪总力。
当波浪斜向作用于趸船时，可按修正系数对其进行修正，修正公式为KP=（1+COS0.5 θ）/2。
波浪作用力PPT课件
第三章 水作用 第二节 流水压力
根据试验结果绕流阻力可由下式计算：
v2
P CD 2 A
式中 v——来流流速；A——绕流物体在垂直于来流方向上 的投影面积；CD——绕流阻力系数，主要与结构物形状有
。 第三章 水作用
d
d'
b
第三节 波浪作用力
p b'
波浪作用力应按三种波浪进行设计：
第三章 水作用
pu'
第一节 静水压力 P3——由于水面坡降对冰层产生的作用力(Pa)p，d' 等于920hi，di为水面坡降； pd' Ω——冰块面积（m2），可由当地或邻近地点的实测或调查资料确定；
第三章 水作用
H 第三节 波浪作用力
在通行船只或有漂流物的河流中，设计水中桥梁墩台时，需要考虑船只或漂流物的撞击力。
（5）墙底波浪浮托力Pu为：
第三章 水作用
第五节 撞击2力.波谷时
静水面
波浪中心线 H
（2）静水面上H+hs处（即波浪中线上H处）波h压s 力强度为零；H 冰与结构物接触面的静压力按下式确定：
ps'
大面积浮冰移动对结构物产生静压力，与浮冰冰层面积成正比，美国某市p'Bailey Avenue Bridge采用破冰手段减小浮冰对桥墩的压力
（1）静水压强垂直于作用面，并指向作用面内部； （2）静止液体中任一点处各方向的静水压强都相等。 静水压强＝液体表面压强＋液体内部压强
p p0 h
第三章 水作用 第一节 静水压力
波浪力学第四章 小尺度结构物上的波浪力
•(4)由于结构物本身的相对高度较大，结构物与自由表 面接近扰动了原波动场的自由表面而产生的自由表面效 应。
中国海洋大学
海洋工程波浪力学
王树青
简介
波浪力的计算按照其尺度大小的不同： (1)与入射波相比，尺度较小的结构物，例如孤立桩柱 、水下输油管道等，此类结构物的存在对波浪运动无显 著影响，波浪对结构物的作用主要为粘滞效应和附加质 量效应；
不同的是波浪水质点作周期性的c往复的振荡运动，水平速度是时正 时负，因而对柱体的拖曳力也是时正时负；
fD
=
1 2
CDρAu
x
ux
d
fH
dz
z
中国海洋大学
海洋工程波浪力学
o
x
王树青
第四章 小尺度结构物上的波浪力
4.2 作用在直立柱体上的波浪力
{ 4.2.1 Morison方程
莫里森等认为作用于柱体任意高度z处的水平波浪力fH包 括两个分量: 水平惯性力fI
dz z2
z
z1
o
x
王树青
第四章 小尺度结构物上的波浪力
4.2 作用在直立柱体上的波浪力
{ 4.2.2 单柱体上的波浪力
整个柱体上的水平波力矩:
d +η
∫ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱM H = 0 zfH dz
∫ ∫ =
d +η 0
1 2
CDρDux
ux
zdz
+
d 0
+η
CM
ρ
πD 4
2
∂ux ∂t
zdz
z
c
中国海洋大学
海岸动力学复习题
求解方法：分离变量法 2.4 线性波的势函数为 证明上式也可写成
【证明】 ：
gH coshk h z sin kx t ， 2 coshkh Hc coshk h z sin kx t 2 sinh kh
H L cosh k h z sin kx t 2 T sinh kh
Hc cosh k ห้องสมุดไป่ตู้ z sin kx t 2 sinh kh
即证。
-2-
2.7 证明只有水深无限深时，水质点运动轨迹才是圆。
gH cosh k h z sin kx t 2 cosh kh
2 由弥散方程： gk tanhkh
波动角频率 , 2
T
k 波数, k 2
L
2 cosh gH k h z sin kx t T 2 gk tanh kh cosh kh
(1)
coskx t ＝1 时压力最大,即:
pmax gh g (1)+(2)可得，h=8.24m 由弥散方程： 其中
H 1 ＝85250 N/m2 2 cosh kh
(2)
2 gk tanhkh
,
2 T
k
2 L
，T=5s,h=8.24m
w z h 0
0 z （2）在波面 z=η 处，应满足两个边界条件，一是动力边界条件、二是运动边界条件
A、动力边界条件
t
z
2 2 1 2 x z
z
《水运工程》2011年1～12期总目次
非饱 和膨胀土持水能力试验研究 ……… …… … （ ・４） ５５ 长江 电子航道 图航标数据更新系统开发 ………… （ ・ ９） ５５ 聚丙烯纤维对混凝土力学性能的影响 …………… （ ・ ３） ５６ 上海 国际航运发展 综合 试验区建设规划与发展对策 …
… … … … … … ・ … … … … ・… … … … … … … … ・ …
ｒ ５ ５ 的Ｐ Ｐ 方 法数 值模 拟研 究 ………… … （ １ ＳＨ ２・ ） 光滑明渠非恒定 流流量变 化规 律研 究…………… （ ７） ２・ 基 于脉冲响应 函数法计算小尺度 圆柱上 的不规则波浪力
（ ２ ４・ ４）
基于外环境变化下高桩码头 的水平承载力不足及补强研究
… … … … … … … … … … … … … … … … … … … …
（１ １ ６ ・ ３
（ ・ ８） ４ ２
重力式 码头稳定性可靠指标简化计算方法 … （ ・４ １ １３） 大水位 差架空直立式码头平面框架结构水平承载力分析
… … … … … … … … … … … … … … … … … … …
（ ３ ６・ ９）
（０２ １ ・０）
柔性栈桥新概念设计研 究 …………… ………… （ １ ７・ ） 海岸工程影 响下潮间带泥沙冲淤变化计算 ……… （ ６） ７・ 软土地 区大型船坞底板 优化设计…………… …… （ ・ １ ７１） 加快浙江沿海煤炭储 运和交易基地建设 ， 保障 区域 能源经济安全…………… …… ………… （ ・ ６） ７１ 湖 区风浪统计特性 的研 究…………………… …… （ ・ ９） ７１ 基于Ｄ Ａ Ｅ 的山东省港 口与区域经济 的协调 发展 … （ ・ ５） ７２
中国、英国、美国、日本规范关于直墙波谷力计算方法的对比
Vol. 41 No. 4Aug. 2020第41卷第4期2020年8月水道邃 口Journal of Waterway and Harbor中国、英国、美国、日本规范关于直墙波谷力计算方法的对比郦晓，董丽红(大连理工大学土木建筑设计研究院有限公司，大连116042)摘要:文章介绍了英国标准BS6349、美国陆军工程兵团《海岸工程手册》、日本《港口设施技术标准》中直墙所受波谷力的计算原理、应用范围和参数选取，并借助工程实例与中国《港口与航道水文规范》中计算方法进行了对比。
对于立波波谷力的计算，各国较常用的均为森弗罗公式，但在公式使用过程中应注意特征波高的选取。
当d/厶在0.139 ~0.2范围内时,应用中国规范的波谷力计算值介于美国与日本规范、英国规范之间，英国规范水平波谷力计算值偏大17%左右。
当d/厶在0.05 - 0.139时冲国规范浅水立波法计算值与美国及日本规范接近,均远低于英国规范值。
由于英国规范采用了特征波盅"与T,计算，在波浪浅水变形较显著的工况下，计算可能偏离实际较大。
美国规范及日本规范计算值则较中国规范偏低，偏低幅度根据相对水深及波陡等参数的不同而在5% ~ 10%波动。
关键词:波谷力;特征波高;森弗罗;浅水立波中图分类号:U656 文献标识码:A 文章编号:1005 - 8443(2020)04 - 0404 - 06随着中国工程技术实力的不断提升,以及“一带一路”倡议实施,越来越多的中国建筑企业投入到国外 重大港口工程项目的建设中。
因此,对国际通用标准的深入理解与应用变得十分必要O波浪力荷载为海工设计中常见的外部荷载之一。
近年来在海工建筑物设计领域,多名学者进行了关于 波浪荷载的中外规范的对比研究工作，如陈汉宝⑴等针对中国、日本、英国、美国等国家港口相关规范中设 计使用年限和设计波浪重现期的条款进行了对比研究。
耿宝磊⑵等就中外港口规范中海堤越浪量标准进 行了分析。
入射角是指什么的夹角
入射角是指什么的夹角
是入射光线与入射表面法线的夹角。
国语词典：
光线碰到密度不同的另一种媒质而发生反射或折射时，入射线和法线间所构成的夹角，称为「入射角」。
词语翻译
网络解释：
入射角
入射角（incident angle）是入射光线与入射表面法线的夹角。
在光学里，入射角是原因，反射角是结果，反射角等于入射角。
如果镜子是倾斜的，则光线的入射角和反射角是完全相同的。
以时差法为例，分析了超声波探头中超声射线入射角及振荡频率对测量精度的影响，给出了探头的选择原则。
这里，必须评定在风的不同入射角时施加于模型的荷载的正常型态。
此外，在以前分析计算吸波材料的反射率与入射角的关系时，常采用性线插值法，这会引入较大的设计误差。
研究表明，透射光强对入射角有着敏感的依赖关系。
通过斜向随机波对直立堤作用的试验，研究了作用在直立堤上的单位堤长波浪力随波浪入射角的变化。
对椭圆偏振法的入射角和波长进行了探讨。
以光栅衍射方程为理论依据，对在入射角可变方式下，利用平面反射光栅进行激光波长测量的方法进行了研究。
推导出高能原电子斜入射时的金属的有效真二次电子发射系数的表达式，它与入射角的余弦近似成反比。
空间叠前偏移是基于精确的通过不均匀速度模型的等时线和波的入射角。
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576
大连理工大学学报
1. 2 模型设计及整体布置 试 验中要求波浪不在堤前破碎~ 且基本上不
越浪; 同时参照工程实例~ 确定直立堤断面模型见 图 1. 其相应的几何比尺为 1= 40. 为了测定作用 于堤底的波浪浮托力~ 堤 底 设 0. 07 m 厚 的 暗 基 床~ 内填 0. 23 ~ 1. 56 g( 原型 10 ~ 100 kg) 的碎 石. 堤前 0. 6 m 处起建一 1= 60 的缓坡与池底相 连.
本 文通过大量的模型试验 系统研究波浪斜 向入射及其多向性对直立堤上波浪力的影响 分 析单位长度直立堤上波浪力的变化规律~ 同步波 浪力的纵向分布 以及考虑单元堤长度的影响后 作用于单元堤上总波浪力的折减规律.
1 试验条件和试验方法
1. 1 试验条件 试验在大连理工大学海岸和近海工程国家重
点实验室的多功能水池( 长 55 m 宽 34 m 深 1. 3 m) 中进行. 试验中堤前水深 d = O. 45 m.
Fig. 7 Longitudinal distribution of wave f orces with attack angles ( s = 4O Sop = O. O4)
由于采用的是相对值 波浪力的纵向分布基
本上不受波陡 Sop 和 相 对 波 高 Hs/ c 的 影 响 图 8 给出了水平波力的实验分析结果.
表 1 试验波要素
Tab. 1 Target !a"e parameters
组合
Sop
波浪要素 Hs/ cm
Tp / s
1
A
O. O2
2
3
9. O
1. 7O
#
O. O3
1
6. O
1. 13
2
9. O
1. 39
3
12. O
1. 6O
1
$
O. O4
2
3
9. O
1. 2O
收稿日期: 2OO3-O6-15; 修回日期: 2OO4-O7-O7. 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 5OO79OO1) . 作者简介: 李本霞( 1972-) 女 博士; 俞聿修 ( 1933-) 男 教授 博士生导师 E-mail: Yuxiu @dlut. edu . cn.
试验中模拟多向随机波所采用的方向谱可
表 示为 S( f 6) = S( f ) G( f 6) 其中频谱 S( f ) 采 用峰升因子 3. 3 的 JONSWAP 谱 方 向分布 函数 采 用 Longuet-higgins 建 议 的 G( f 6) = GOcos2s[( 6 - 6O ) / 2]. 波浪入射角 6O 分别为 O ( 正 向) ~ 15 ~ 3O ~ 45 ~ 6O 方 向 分布 参 数 s = 1O~ 4O~ >( 对应单向波). 试验中采用的波浪要素见表 1 其 中 Hs 为 有 效 波 高; Tp 为 谱 峰 周 期; Sop = 2THs/ gT2p 为谱峰对应的深水波陡. 共 75 组波浪 要素.
平力 Ph~ 1/10 和浮托力 Pu~ 1/10 进行量纲一化处理; 其 中 Hs 为 堤 前 测 得 的 有 效 波 高~ O 为 水 的 密 度~ Bc 为防波堤断面宽度. 图 4 给出不同波陡下单位堤 长 上波浪力随波向角的变化. 可见~ 长波的波力 较 大. 当波浪入射角 60 < 45 时~ 波陡较小的单向 波力(S = >) 随入射角的增大呈增大的趋势~ 且 60 = 45 的单位堤长波力常比正向时大得多~ 这与 文献 [1~ 3] 的结果 是 不 同 的. 多 向 波 力 随 入 射 角 的变化不明显~ 但也呈略微增大的趋势~ 这与已有 的 成 果 基 本 吻 合 [2] .
( 2) 分 别 根 据 堤 正 面 和 底 面 的 点 压 力 过 程 线~ 对同一断面上各点的同步波压进行梯形积分 得到单位堤长上的水平力 Ph( t) 和浮托力 Pu ( t) . 对各断面的同步压力值沿堤长积分可以得到不同
堤长上的总波力.
2 实验结果
2. 1 单位堤长上的波浪力 分 别用 OgdHs 和 OgBcHs 对单位堤长上的水
文章编号: 1OOO-86O8( 2OO4) O4-O575-O7
多向随机波作用在直立堤上的波浪力
李 本 霞1 2 俞 聿 修 1 张 宁 川1
( 1. 大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室 辽宁 大连 116O24; 2. 清华大学 水利水电工程系 北京 1OOO84 )
摘要: 通过三维随机波浪对直立堤作用的试验研究 分析了单位堤长上波浪力的变化规律
波 浪正向入射( 0O = O ) 时 波力的纵向分布 也是不均匀的 但多向波力的不均匀性要比单向
波时大得多 且波浪多向性越强 波浪力沿纵向分 布越不均匀( 图 9( a) ~ ( c) ) . 当波浪斜向入射时 单向波力的纵向不均匀性要稍大于多向波力的不 均匀性( 图 9( b) ~ ( d) ) .
第4期
李本霞等: 多向随机波作用在直立堤上的波浪力
579
图 9 波浪多向性对波力纵向分布的影响
Fig. 9 Ef f ect of Wave multi-directionality on longitudinal distribution o入射时, 波浪 力的纵向分 布 是 相 对 堤 长 Lcsin 00/ Lp 的 函 数, 基 本 上不受波陡~ 相对波高等因素的影响. 利用最
着重研究了主波向角和波浪方向分布对波浪力的影响 发现波浪入射角小于 45 时 波陡较 小的单向波作用力随波向角呈明显的增大趋势. 给出了波浪力沿堤长的纵向分布 以及单元 堤上波浪力纵向折减系数的计算公式; 建议了 2 种计算斜向波和多向波作用在整个单元堤上 最大总波力的方法 可供理论研究和工程设计参考应用.
第44卷第4期
大连理工大学学报
Vol. 44 No. 4
2OO4年7月
Journal of Dalian University of Technology
Jul. 2 O O 4
=================================================================
关键词: 直立堤; 多向随机波; 波浪力纵向分布; 波浪力纵向折减 中图分类号: TV139. 26 文献标识码: A
0引 言
自 然界中的波浪常是多向不规则的 而且多 斜向击堤 然而迄今对波浪与直立堤相互作用的 研究工作和工程设计多数限于单向波正向击堤情 况 对斜向波 特别是多向不规则波的研究成果较 少[1~ 5]. 随 着 人 类 活 动 范 围 的 增 大 防 波 堤 建 设 逐渐向深水处发展 深水中天然海浪的多向性和 随 机性比较明显 而且深水防波堤的造价昂贵. 为了确保工程建设既安全可靠又经济合理 深入 研究直立堤前的复杂波况及其对直立堤的作用成 为当务之急 这也是波浪动力学研究中的一个前 沿课题.
图 8 波陡和相对波高对波力纵向分布的影响( s = l O 0O = 6O )
Fig. 8 Ef f ect of wave steepness and relative wave height on longitudinal distribution of wave f orces ( s = l O 0O = 6O )
波 浪力沿堤长的纵向分布应是, 某一断面上 的波力达到最大时, 各断面上的同步波力沿防波 堤纵向的分布规律. 分别利用单位堤长上的总水
平波力 Ph 和静水位附近 三 点 压 力 算 得 的 局 部 波 力 Ph1 分 析 其 纵 向 分 布. 结 果 表 明, 在 同 一 波 况 下, 两种波力的纵向分布基本相同, 因此可由 9 个 断面上测定的 Ph1< 浮托力则用靠近前趾的第二个 点压力) 来分析波浪力的纵向分布. 设以测力断 面 1 上的波力达到最大时为基准, 分析其余断面 上同步波力的相对值 的变化规律.
Fig. 5
< a) 水平力
< b) 浮托力
图 5 单位堤长上波浪力随相对波高与波向的变化< s = 10)
Non-dimensional wave f orces with attack angle f or dif f erent relative wave height < s = 10)
578
第4期
李本霞等, 多向随机波作用在直立堤上的波浪力
577
< a) s =
< b) s = 40
图 4 单位堤长上波浪力随波向与波陡的变化< Hs = 0. 09 m)
Fig. 4 Non-dimensional wave f orces with attack angle f or dif f erent wave steepness < Hs = 0. 09 m)
小二乘法进行曲线拟合, 得水平波力和浮托力的 纵 向 分 布 系 数 的 计 算 公 式 见 表 2, 其 中 kp = 2T/ Lp, 为谱峰频率对应的波数, R 为相关系数.
表 2 波浪力纵向分布系数的拟合公式
Tab. 2 Empirical f ormula of longitudinal distribution coef f icient of Wave f orces
大连理工大学学报
第 44 卷
( a) Sop = O. O2
Fig. 6
( b ) Sop = O. O4 图 6 波浪多向性对波力的影响