埋入式基床直立堤前波浪击堤性质及其作用力的研究

直立堤前波浪按以往研究仅有立波及破碎型波（击岸波及破碎波）两形态,对于立波波压力有较充分的研究但对破碎型波浪压力研究不足。本研究的目的即在于搞清堤前波浪的性质及破碎型波浪压力的作用规律。 研究结果表明直立堤前有三种形态的波浪存在,即立波、过渡型波及破碎波。其形成条件不仅与水深及波高有关,且与波陡．堤前地形变化（底坡,地形的起伏及糙率）、基床型式等有关。文中着重指出了有堤后波浪破碎条件及其形态与无堤时的差别,指出了有堤时破碎的二种型态：立波型破碎及击岸型破碎和二种地点：腹点破碎与非腹点破碎。 研究结果还表明波浪破碎击堤的作用力与堤前地形变化的密切关系,阐述了波浪作用力的许多特征,分析了现用波压力计算方法所存在的问题。本文所发表的系研究的一些初步成果。     

直立式外堤断面的模型试验研究

我国某港地处敞海,必需修筑外堤加以防护。根据设计,堤前最大水深约与波浪破碎临 界水深相等。鉴于立波,破碎波、击岸波三者的性质回异,它们对建筑物的作用力也相差很 大,因此如何正确地判明建堤后堤前波浪的性质及其对建筑物的作用,在工程设计上具有重 大的意义。但这个问题目前正是波浪理论中的薄弱环节,迫切需要进行试验研究。 本试验通过模型观察和测压分析表明,在平缓底坡［１／３００］埋入基床的情况下,当水深和 波浪要素改变时,堤前出现立波、击岸波以及局部破碎压力较小的过渡型波浪,通常所称的 破碎波不会出现。从这些现象中可以了解到堤前波浪破碎的临界水深不仅与波高有关,而且 是波浪陡度的函数。 由堤面波压力测量结果可以看出,天论立波,击岸波或过渡型波浪时,最大波压力都不 在波峰击堤时出现,而有某些超前,立波则有两个压力峰。当胸墙位于堤的中部时,它遭受 到很大的波压力,并且具有明显的冲击性,同时堤顶前缘出现局部负压区,对堤的工作情况 不利,但此时堤上的波浪总压力有一些减小。 在实验中还测量了波浪作用下的堤底浮托力和堤前的底流速。     

П.А.向金:波浪对水工建筑物的作用

海上的水工建筑物特别是防护建筑物,它承受着海中波浪的作用,因此为了很好地 了解建筑物的工作情况,必须首先研究波浪对建筑物的作用。对於不同型式的建筑物, 波浪产生了不同的作用。在直立式的建筑物前,由于水深的不同,可以形成各种不同的 波浪;当水深足够时,波浪在堤前形成立波;当水深不足时,随着水底地形变化性质的 不同,可形成声岸波成破碎波。在斜坡式的建筑物前,波浪破碎形成破碎波。关于直立 堤前的立波理论,最早是由森弗罗( )在1928年提出的,至目前为止,一般的工 秆计算仍采用他的理论作为根抿。吁很多学夯的实扬室研究及理论研究的…     

抛石突基床直立堤前破碎波浪形态和压力特性的研究

本文通过试验对直立堤前破波特性进行了研究,指出了破碎形式有卷曲破碎后壅块和陡直面破碎击堤。破碎位置在半波长以内,近堤前质点轨迹展伸呈反“Ｓ”型曲线上升等特性。在适应条件下可能出现水气混合垫层,它使压力减缓。指出最大压强值尚与波陡肩宽有关,最不利水深在某一范围内变动。本文公式的特点是：压力Ｐ０与波高ｈ成正比,坦波比陡波压力大,随着水深内减小,压力增加,至最不利水深后压力Ｐ０／ｒ０ｈ为仅与波坦有关的定值。区分了肩宽不同的影响。文章中也指出了破波的不稳定性,并采用了有效值作为代装值。本文给出的压力分布为水面最大,上下均迅速减小的图式。     

破波(涌浪)对混合堤的作用

本文研究了混合堤前破碎波的特征及其对堤的作用。研究表明破碎波多在击堤前破碎,古堤进伴有水气掺合体呈乳白色。产生气垫层是有条件的和稀见的。本文从波能传号转换关系分析了破碎波的形成条件和破碎过程。 研究表明破碎波波压的分布均呈上大下小的型式,最大压力在静水面。本文研究发各因素对压力的影响,说明了基床的渗透性,在常用基床尺度条件下反将增加堤面压力。并证明在一定基床尺度下,将产生最大冲击力。在研究分析中,注意到破波压力值的不稳定性,并建议以有效值作为计算代表值,最后得出了压力计算图式及其计算方法。     

堤前立波运动及其引起的海床冲刷

用ＭＡＣ法（ｍａｒｋｅｒａｎｄｃｅｌｌｍｅｔｈｏｄ）对直立堤前任意物面边界的立波运动进行数值分析，并得到实验资料的验证，对立波作用下直立堤（暗基床式、突基床式）前海床冲刷的冲刷形态、冲刷机理、冲刷坑的预报等问题进行了较系统的分析研究．     

强潮河口海岸冲蚀对海堤安全的影响研究

采用杭州湾北岸典型冲蚀岸段——华电灰坝大堤堤前高分辨率的地形资料,分析了该岸段近年来的岸滩变化,并通过建立长江口杭州湾波浪数学模型,结合相关设计规范计算了该岸段现状地形下的波浪要素,分析了不同滩地冲蚀深度对堤前波浪要素、海堤设防高度和外坡护面的影响.计算结果表明,在200年一遇设计标准下,随着堤前滩地的冲蚀,平均波高和波周期变化不大,但波长和H_(1%)显著增加,导致波浪爬高增加、大堤设防标准下降,其中波长增加是导致波浪爬高增加的主要原因.此外,随着滩地的冲蚀,外坡护面的设计厚度显著增加,在实际设计中应充分考虑安全富余度.     

按水锤波理论确定方块外堤缝隙间的动水上浮力值及其分布图形

本文提出了在破碎波或由岸波作用下,对大型混凝土方块的直立式外堤,其缝隙间的上 浮力值及分布的图形,可按水锤波理论来确定它的新的见解,在理论研究的基础上,我 们可以提出下列论点： 上浮力值及其分布图形与一系列的因素有关,尤其取决于(１）破碎波成击岸波的最大压力作用在建筑物上的延续时间Δｔ,(２）波浪在缝隙某点的波压力强度与时间的变化曲线,(３）外堤材料的弱性系数Ｅ,(４）海水的弹性系数Ｋ（即液体的可压缩性系数）和海水的密度ρ,(５）外堤的大块混凝土方块的厚度Ｈ及缝隙的高度ｂ。 在研究中指出,即使在相同的波庄力强度Ｐｍａｘ作用下,由于波浪对建筑物作用的延 续时间Δｔ及冲击的波压力在单元管路内的传播速度Ｃ不相同时,则可以得到不同的上浮 力值及其分布图形。 在问题的理论分析上,我们采用了参数τ,τ为引起最大波压力及最大上浮力瞬间的时 间相位差,时间相位差τ主要取决于破碎波或击岸波的最大波压力强度作用在建筑物上的 延续时间Δｔ。 在我们的研究中指出,关于上浮力强度按三角形分布的一般所采用的假定与实际情况不 相符合。 对于外堤底部与基床间的上浮力值及其分布的图形,波压力在这样的缝隙间传播过程 中,压力能量在经过碎石基床时则发生很大的渗透     

波浪作用下堤前沙质海床冲淤形态

通过水槽试验,研究了不规则破碎波作用下不同水深、不同波谱、不同粒径和不同海床坡度情况下堤前沙质海床的冲淤形态,按照波作用和泥沙粒径的相对关系,将其分为5种类型:堤前冲刷Ⅰ型、堤前冲刷Ⅱ型、堤前冲刷Ⅲ型、堤前淤积Ⅰ型和堤前淤积Ⅱ型,并分析了各种冲淤形态的形成过程.总结和比较了不同波浪作用引起的堤前海床冲淤形态之间的异同,从入射波组成的角度,揭示了不规则破碎波作用下堤前海床冲淤形态与立波及规则破碎波作用下冲淤形态的关系.     

近破波波浪力

近破波一般是指在堤前半波长以内破碎的波浪。本文提出了近破波波压力的计算方法。此法所得的结果与许多实验值和原型观测值吻合较好。同时此法也能较好地解释某些港口建筑毁坏的原因。     

波浪作用下抛石基床直立堤沙质底床中孔隙水压力响应

利用波浪水槽试验,对波浪作用下抛石基床直立堤沙质底床的孔隙水压力响应进行了研究．试验中观测了在不同波高、周期、水深和泥沙粒径等条件下,自由底床和有抛石基床防波堤的土体孔隙水压力的变化．试验结果分析表明,随着波高和周期的增大,孔隙水压力幅值增大;随着水深的增大,孔隙水压力幅值减小．建堤后,底床中的孔隙水压力会增大,有效应力会降低,对防波堤的稳定性会造成严重影响．同时试验结果也表明,把基于Biot固结理论的多孔弹性介质模型用于研究波浪作用下海床的动力响应是合理的．     

电似法应用在立波中的研究

电似法最初是由巴甫浴夫斯基（）院士在１９２２年为了研究地下水的运动问题 而首创的,到现在它已成为在各种技术科学部门的研究工作中最有发展前途的方向之一。 本文阐明了在水工研究领域内应用电似法的一种可能性。在文章的第一部分中简单地叙 述了在研究平面问题时用液体电气积分仪做电气模型的理论根据、它的方法及其技术。在第 二部分中提出了在实验中所得到的一些基本数据,其目的是在於研究在波浪要素（波长及波 高）和水深不同时直立墙前立波波压力的分布情况。现在把实验数据和不久前在这方面的发 现相连系来看乃是有价值的。在实验中证实了当直立墙前立波达最高波举时,在波浪尺度和 水深具有某种关系的条件下在直立墙的下部将有负的附加压力出现的可能性。这个现象乃是 莫斯科土建学院在波浪槽中进行研究工作时所发现的。     

平缓岸坡上波浪谱的变形及破碎

文章通过理论分析和实验研究，讨论了平缓岸坡条件下不规则波的破碎指标、波浪谱变形与破碎特点及其计算方法和不再发生破碎的岸坡条件，并与物模实验结果和现场观测结果进行比较，结果吻合较好。     

破碎波作用下直立堤前海床的冲刷

对远破渡、近破波作用下直立式防波堤前海床的冲刷问题进行了研究。在实验基础上,对破碎波作用下直立堤前的冲刷形态、冲刷机理进行了分析;提出了堤前冲淤预报公式。     

阶梯式海堤波浪爬高影响因素的数值模拟分析

为了研究阶梯式海堤波浪爬高的影响因素,基于质量源造波法建立数值模拟水槽,采用二阶Stokes波的粘性学理论数学模型模拟波浪,分析了堤前水深、海堤坡度、台阶高度以及来波波坦等因素对阶梯式海堤波浪爬高的影响。分析结果表明,阶梯式海堤波浪爬高随着复合参数d/L的增加而减少,随着海堤坡度变缓而减小,而随着波坦的增加先增加后减小;在同一海堤坡度、波坦的条件下,阶梯式海堤波浪爬高随着台阶高度的增大呈减小趋势,在达到最小爬高值后稍有增大;相对平面斜坡式海堤而言,阶梯式海堤对波浪爬高具有明显的折减效果。总体上,堤前水深小、海堤斜坡缓且台阶高度高的阶梯式海堤削减波浪爬高效果好。研究结果可为海岸防浪实际工程应用提供参考。     

改进的最大似然法在入反射波合成波浪场中应用研究

模拟了多向不规则波入射波与反射波相互叠加的合成波浪场，应用改进的最大似然法（MMLM）对入射波与反射波的方向谱进行了分离，同时给出了反射系数的方向谱和综合反射系数。改变不同的波浪条件和仪器阵列的布置条件，检验了MMLM的有效性和可靠性。将此方法应用于基床直立堤反射的实验研究，取得了较好的结果。     

多向随机波作用在直立堤上的波浪力

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,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.     

堤前海床冲刷模型比尺理论分析

对立波作用下直立式防波堤前海床冲刷的模型比尺关系进行了研究，为保证堤前波浪运动的相似，在正态模型的前提下，根据直立堤前海床冲刷形态的判别标准，给出了模型沙的取值范围，根据泥沙运动连续方程，考虑立波作用堤前冲刷机理，推导了相对粗沙型冲刷形态的堤前冲刷坟比尺关系。     

破波区内波高衰减及其特性

本文从流体力学的基本方程出发,利用破波现象和明渠水跃现象的相似性,推求了破波的能量损失和波高在破波区的衰减规律;应用椭圆余弦波理论的数值计算方法,探讨了破波区内击岸波的各种特性,包括波能、相对波峰高度、辐射应力、波浪破碎前后的增水和减水及它们在整个破波区内的分布规律.按文中方法求得的计算值与实验结果相符.     

珊瑚礁地形上胸墙波浪力大水槽试验

基于大比尺波浪水槽试验,开展了珊瑚礁地形上的波浪与斜坡堤相互作用试验。在不同水深和波浪条件下测量斜坡堤胸墙的水平力和浮托力,并与规范值进行对比。试验结果表明:胸墙的波浪力受波浪破碎后的堤前壅水、破碎波高和水流冲击的共同影响;胸墙水平力呈矩形分布,浮托力呈三角形分布;由于波浪在珊瑚岛礁上传播过程中的能量耗散,平均水平力和前趾浮托力试验结果均小于采用深水波要素计算的规范值,所提出的基于胸墙距礁缘的相对距离和礁盘上相对水深的波浪力修正系数,修正后的公式计算结果与试验值吻合较好。