波浪入射角度对不规则波波浪爬高的影响

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国内外斜坡式海堤平均越浪量计算方法的对比分析

国内外斜坡式海堤平均越浪量计算方法的对比分析

国内外斜坡式海堤平均越浪量计算方法的对比分析杨克勤;路卫卫【摘要】介绍了国外常用的EurOtop (2007)中平均越浪量的计算方法,结合国内《海港水文规范》及国内专家学者提出的计算方法进行对比分析,并通过实际工程案例情况进行验证比较,得出了EurOtop (2007)中关于斜坡式海堤平均越浪量的计算方法考虑的影响因素更加全面、相对更具参考价值的结论.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】4页(P17-20)【关键词】EurOtop (2007);海堤设计;平均越浪量【作者】杨克勤;路卫卫【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;中交第四航务工程勘察设计院有限公司,广东广州510230【正文语种】中文【中图分类】TV139.2Wave Overtopping of Sea Defences and Related Structure :Assessment Manual[1]简称EurOtop,是EurOtop Team在英国、荷兰以及德国等国家学者研究的基础上,结合了EC CLASH工程收集的大量数据,又经修改完善扩充后完成的一本设计手册,该手册取代了EA Overtopping Manual(Besley,1999),TAW Technical Report on Wave run up and wave overtopping at dikes(vander Meer,2002)和German Die Küste EAK 2002,作为一本新的设计手册用于海堤的设计与研究。

该手册采用的是波谱参数而不是以统计的特征波浪要素来进行越浪计算。

其计算方法综合考虑了肩台、边坡表层糙率、波浪入射角度及防浪墙的影响,给出了越浪量的计算公式,并且还给出了复杂海堤断面上越浪量的计算方法。

其越浪量计算的基础公式为:我国现行《海港水文规范》中越浪量计算方法是南京水利科学研究院通过模型试验提出的,该试验采用的波谱主要为JONSWAP谱。

弧形防浪墙波浪力的试验研究-2007.1.1

弧形防浪墙波浪力的试验研究-2007.1.1
上海交通大学 硕士学位论文 弧形防浪墙波浪力的试验研究 姓名:王颖 申请学位级别:硕士 专业:港口、海岸及近海工程 指导教师:薛雷平 20070101
上海交通大学硕士学位论文
小越浪,但防浪墙所受到的波浪力载荷也较大;相同的墙高条件下,随 着墙底高程的增加,防浪墙所受的波浪力减小;墙底高程相同时,墙高 的增大减小了越浪,但对于波浪力的影响不大。
gd
有关的系数, (W 为风速,d 为水深)
K F 爬高累计率换算系数
H 为堤前平均波高
-3-
上海交通大学硕士学位论文
L 为堤前波浪波长
1.5 ≤ m ≤ 3.0
(4)南科院余广明[4]等人的规则波的爬高 R 公式(1989)
R H
=
0.58 L
mH
1 A
(1-6)
式中:L 为波长,A 为系数,H 为波高,m 为坡度 适用范围 3 ≥ m ≥ 1.5, 50 ≥ L H ≥ 15
KEY WORDS: crown wall, wave force, three-component balance, physical model test
-4-
上海交通大学 学位论文原创性声明
本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下, 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。 对本 文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
ξ op = tan α
op
S op
(1-1)
其中 S 是波陡,反映是波浪周期的影响。 Van der Meer 认为,破碎参数 ξ op 小于 2~2.5 时,斜坡上的波浪就可能发生破碎。这 些大都是坡度陡于 1:3 的情况。并定义了在条件 0.5 < γ bξ op < 4 ~ 5 时的爬高计算关 系:

多向不规则波浪作用下群墩结构上爬高的计算研究

多向不规则波浪作用下群墩结构上爬高的计算研究

多向不规则波浪作用下群墩结构上爬高的计算研究季新然; 邹丽; 任智源; 柳淑学【期刊名称】《《海洋学报(中文版)》》【年(卷),期】2019(041)003【总页数】9页(P35-43)【关键词】多向不规则波浪; 方向分布; 爬高; 群墩【作者】季新然; 邹丽; 任智源; 柳淑学【作者单位】海南大学土木与建筑工程学院海南海口 570228; 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024; 大连理工大学船舶工程学院辽宁大连 116024; 国家海洋环境预报中心北京 100081【正文语种】中文【中图分类】O353.21 引言大尺度墩柱及群墩是海洋工程中常用的结构形式,其尺度较大,一般认为其构件直径D与波长λ的比值D/λ≥0.20。

波浪是海洋工程结构物上的主要荷载,合理的确定波浪荷载是海洋工程结构物能否正常工作的主要因素,因此精确计算作用在群墩上的波浪荷载对于工程设计具有重要的意义。

波浪与群墩结构作用时,不仅要考虑墩柱自身绕射的影响,还要考虑群墩结构中其他墩柱绕射波浪的影响。

Linton和Evans[1]在MacCamy和Fuchs[2]对单个圆柱求解的基础上对流场内的速度势进行了简化,得到求解规则波与群墩作用时墩柱所受波浪力的简化公式。

Ohl等[3]通过理论计算和实验等方法研究了规则波和不规则波浪对四圆柱方阵群墩作用时的绕射现象,通过数值结果与实验结果的对比,发现采用线性绕射理论可以获得与实际情况比较符合的计算结果。

王俊杰和王连堂[4]应用Nyström方法求解Helmholtz方程得到了计算大尺度墩柱上波浪力的数值模型。

上述的研究都是基于入射波是规则波浪或者单向不规则波浪,而实际海洋中的波浪是多向不规则波浪,波浪的方向分布对波浪的传播及其与工程结构物的作用都具有明显影响。

由于多向波浪传播的复杂性及多向不规则波浪实验、数值模拟手段的限制[5],目前关于多向不规则波浪与墩柱或群墩结构作用的研究并不多见。

波浪爬高

波浪爬高

波浪爬坡高度波浪爬坡高度wave run-up on slope波浪爬坡高度是波浪沿斜面爬升的垂直高度,简称波浪爬高。

波浪爬高的大小直接影响土石坝坝顶高程的确定。

波浪爬高波浪爬高的数值与波浪要素(波高及波长)、斜面坡度、护面材料、水深及风速等因素有关,需通过计算确定。

其计算方法有规则波法与不规则波法两类,前者把波浪及其爬高作为大小不变的均匀系列;后者则将它们看作大小不等的随机系列,并采用其统计特征值来表示。

过去工程设计中多采用规则波法,用比较简单的经验公式进行计算,但结果比较粗略。

不规则波法的计算原理是:考虑到波浪要素在时段内的变化,找出其统计分布规律,按土石坝的不同级别,分别采用不同累积概率(工程中也称保证率)时的爬高值作为设计波浪爬高。

土坝坝顶高程确定时, 要考虑波浪爬高,当防浪墙作为坝体挡水,坝坡和直墙组合时,波浪爬高如何计算?我觉得按土石坝设计规范的公式确定波浪爬高,不考虑防浪墙的作用。

规范要求要考虑防浪墙的影响吗?直墙和坝坡结合时,肯定会减小波浪爬高,不过规范也没有说要考虑影响,我觉得就当做安全于度考虑。

这个问题可能大少更有体会,还请大少发表高见!高见谈不上,说一下个人的理解,不一定正确,希与大家交流。

碾压式土石坝的坝顶超高的确定规范上讲得很明确,仔细看看规范就可以了。

我想既然规范不要求考虑防浪墙的影响,主要是土石坝的防浪墙一般不会做得太高:第一,防浪墙的结构尺寸应根据稳定、强度计算确定,太高了断面大可能并不经济;第二,对那些在上游坝面设置防渗体的坝型(如混凝土面板坝、沥青混凝土面板坝等),防浪墙底部高程一般宜高于水库正常蓄水位,防止坝顶防渗体与防浪墙间水平缝破坏形成经常性渗漏通道,从而对坝体构成威胁(沟后水库失事的"导火线"就是从混凝土板和防浪墙的接缝处漏水)。

附上国内部分混凝土面板坝坝顶结构情况统计表,供大家下载参考。

摘录于《混凝土面板堆石坝设计》(水规总院赵增凯编)。

关于波浪的一般基本问题200704[1]

关于波浪的一般基本问题200704[1]

有关波浪的一些基本问题2007年04月目录1关于波浪的基本特征参数和名词解释 (1)1.1波浪的基本特征参数 (1)1.2有关波浪的名词解释 (2)2描述波浪运动的基本理论 (4)2.1艾利的微幅波理论 (4)2.2斯托克斯的有限振幅波 (8)2.3浅水非线性波 (13)3波浪统计特征和谱 (14)3.1波浪的统计特性 (14)3.2波谱的简要介绍 (17)4关于风浪计算的一些问题 (21)4.1一般介绍 (21)4.2几种参数化方法计算公式 (23)5波浪传播与变形 (26)5.1波浪浅水变形 (26)5.2波浪折射 (27)5.3波浪绕射 (28)5.4波浪传播变形综合计算 (29)5.5波浪破碎指标及破波波高 (29)5.5.1波浪破碎指标及破波波高 (30)5.5.2破波分类 (32)5.5.3波浪的增、减水和近岸流 (33)5.6波浪反射 (35)1 关于波浪的基本特征参数和名词解释波浪是海洋、湖泊等水域常见的一种自然现象。

波浪生成原因很多,风是波浪生成的重要因素,故有无风不起浪之说。

当然我们还见到无风时的浪,称之为涌浪,这也是由风引起,当风引起波浪传至风作用区域以外,被我们见到。

由于波浪是因风产生,那么波浪大小和风的几个参数如风速、风时、风距等密切相关,对于近岸水域还受水深影响。

小风速,作用时间短,作用距离短产生不了大浪。

有限风区的水域一般都是风产生的风成浪。

风成浪的特点是波周期短。

宽阔的水域就会有从远处产生的风浪传至近岸水域的涌浪。

波浪传播过程中长周期部分传播速度快,传播距离远,至我们观测处波周期长,故涌浪波周期长。

我国沿海观测到除了风浪外,纯涌浪不多,大多是既有风浪部分又有涌浪成分的混合浪。

混合浪的周期也比较长。

1.1 波浪的基本特征参数表示波浪特征的主要有波高、波长或周期和波向等参数:(),1H a x t L d T f f T c c L ηηη⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩⎧⎪⎪=⎨⎪⎪=⎩波 高——波谷底至波峰顶的垂直距离振 幅——波浪中心线至波峰顶的垂直距离空间尺度参数波 面——波面至静水面的垂直位移=波 长——两个相邻波峰顶之间的水平距离水 深——静水面至海底的垂直距离。

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

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

t u y s r ea e e e c o e e g n e i g d sg . h sma e v sa r f r n ef rt n i e rn e i n h
K e o ds a er n—p o l u v ; l— lp y w r :w v — ; bi ewa e mut — o e u u q is
(. 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 20 9 : 1河 10 8 2 浙 江 省 水 利 水 电勘 察 设 计 研 究 院 ,浙 江 杭 州 3 0 0 ) . 10 2
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 4 0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 。
关 键 词 :波 浪 爬 高 ;斜 向波 ;复 坡
中 图分 类 号 :T . 5 V l9 32
文献 标 志码 :A
文 章 编 号 : l0 — 9 2 2 )2 0 2 — 8 2 4 7 (0 0 — 0 3 0 0 l 0
Ca c a i n fwa e r n- l ul to o v u up und rt r e u a v c i n e hei r g l rwa ea to

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

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。

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2 . D e s ig n A p p r o a c h
There are various influences on wave run-up and overtopping such as the influences of a stepped slope and / or a berm, a shallow foreshore, the roughness, double – peaked spectra, relative crest height, wave steepness, relative local water depth, wave period, obliquely incoming waves, both short -crested and long- crested and so on. Due to the large number of relevant parameters and the very complex water motion at the structure, a theoretical approach to the wave run -up problems is not practical. Therefore, it is decided to perform physical model tests in order to verify the influence of angle of wave attack. But in this paper, special attention will be paid to the influence of angle of wave attack on irregular wave run-up. And also the influence of wind affect is neglected. So the main factors influence on irregular wave run up is described as a function of ; R=f (Hs, Tp, B, g, m, â …… ..)
The model tests on oblique wave run-up were performed in the wave basin of Jiang ning campus of Hoahi University. The wave basin has a length of 35 m and a width of 18 m. It is equipped with a 48-segment multidirectional wave machine which is installed at the longer side , each segment is 0.4 m wide and is independently controlled so that both long-crested and short-crested waves can be produced. 5 m length of simple slope m=0 , m=1.5 and m=3 of model has been placed 20 m apart from the wave machine. Wave height and run-up are measured with the use of the capacitance type wave run-up gauges and, and 3 capacitive run-up gauges were placed in the centre section of the model. The wave run-up data are collected by a multifunctional acquisition system manufactured by China Institute of Water Resources and Hydropower Research. More than 250 groups of experiment have been carried out. Each group of experiments has been made two times to reduce error. Wave absorbers are installed opposite the wave machine and partly along the longer sides to minimize reflections within the basin. An overview of the model set-up is given in Figure 1;
g S 5
2
exp 1 . 25 p 源自 4
p 2 exp 2 2 p 2



p
= the frequency of spectrum peak
3 . M o d e l S e t- U p A nd I n s tr um e nta tio n

Inf luence of wave angle on irregular wave run- up
Ji Wenwen, Yan Shichang, Chen Guoping (College of Traffic Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China) kkl@
Fig 1: Plan view of the model set up
2

4 . T e s t P a r a m e te r:
For Wave -run-up Water depth: h Slope: m =40cm, 50cm =0, 1.5, 3.0 =6cm, 8cm Ts =1.0s, 1.5s, 2.0s Angle: â (Long -crested wave) = 0 °,10°,20°,30°,40°,50°,60°,70°,80° Significant Wave height: Hs Mean wave period
Abstract
In the paper results of basic investigations on irregular wave run-up with special regard to oblique wave approach is analyzed. To investigate the influence of angle of wave attack on irregular wave run-up, physical model experiments has been performed in the wave basin of Jiangning campus of Hohai University. More than 250 groups of experiment have been carried out. Each group of experiments has been made two times to reduce error. The influence factor r â has been set out against the angle of wave attack, â . Key words: irregular wave, wave run – up, angle of wave attack, influence factor
1 . I ntro d uc t io n
Wave run-up resulting from the storm water level and related sea waves is the most important criterion for the design of sea dikes. Wave run-up is the phenomena in which an incoming wave crest runs up along the slope up to a level that may be higher than the original wave crest. The vertical distance between still water level SWL and the highest point reached by the wave tongue is called the run-up ”R ”. To estimate the wave run-up , the reduction coefficient method is used in the paper. Moreover for the reduction coefficient method Van der Meer and De Waal [WL, 1993-2] and Chen Guoping (1989) put forward their own formulas. Many investigations were performed on wave run-up in the past, resulting in simple empirical formulas. Extensive investigations on normal wave run-up were performed in the past, but only a few investigations on oblique wave run-up are available. Therefore, the research concerning about the influence of angle of wave attack on wave run – up is necessary.
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