波浪对石笼护面块体作用的试验分析-(5977)

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1、万方数据波浪对石笼护面块体作用的试验研究4．4小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．51结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．53参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．55攻读硕士学位期间发表学术论文情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一57致{射⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．58大连理工大学学位论文版权使用授权书⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一59万方数据大连理工大学硕士学位论文1绪论1．1论文研究背景及意义我国海岸线总长度3．2万公里，仅次于印尼和俄罗斯，名列世界第三。其中大陆海岸线1．8万公里，岛屿海岸线1．4万公里。我国是海岸侵蚀灾害最为严重的国家之一。我国70％左右的沙质海岸线以及几乎所有开阔的淤泥质岸线均存在海岸侵蚀现象。海岸侵蚀的直接后果是造成土地资源流失、冲毁沿岸村庄、工厂、道路、盐田、养殖场和防护林等，影响沿岸地区经济社会的发展。利用人工干预措施减少海岸线侵蚀成为目前最重要的措施之一，

3、但是面临如此绵长的海岸线，如何以较为经济的工程措施带来更好的防护效果同时又不破坏当地的生态环境是我们亟待解决的问题。在海岸工程中，传统的海岸防护多采用抛石、砌石、人工块体(如扭王字块、扭工字块、四角空心方块、四角锥体、混凝土栅栏板等)【lJ，这些护面结构从经济方面考虑都不适合大范围的使用。同时这些传统护面结构不能很好的与当地生态环境融为一体，与人类所要求的人与自然和谐发展的要求相悖。石笼结构，一种把粒径相对于抛石小的多的石块装到具有一定柔性和耐久性的合金网中做成一定形状的结构，该结构对石料要求不

4、高，具有造价低，施工简单快速的特点。石笼结构本身具有较多的孔隙，能够为植被和其他生物提供良好的生存条件，使护岸最终能够和周围环境融为一体。在国外，大约40年前金属网的石笼结构就开始在海防工程中应用，并取得令人满意的效果【2J。但是目前在我国这种结构应用的并不广泛，且大多数使用在边坡防护工程、河道治理工程等使用环境相对较的好地方。对于有波流混合，还有海水腐蚀的海防工程，石笼结构用的就比较少。石笼结构同其他护面块体一样，在海防工程的使用过程中其消浪效果和稳定性是工程设计主要考虑的问题。国内对波浪作用

5、下石笼结构的稳定性、消浪效果的研究非常少，现在这种结构在工程中的使用主要依靠国外的一些研究成果【3卅。目前这些研究成果在实际使用中还存在一些不足。如何解决石笼应用过程中理论不完善的问题，从而使石笼结构能够广泛应用到我国海岸防护工程中，是目前面临的主要问题，此问题的解决将会带来巨大的经济效益和环境效益，也将更加符合可持续发展的要求。万方数据波浪对石笼护面块体作用的试验研究1．2国内外研究工作的回顾1．2．1波浪爬高的研究进展海岸防护工程中，减小波浪在海岸护面上的爬高，使波浪得到有效的衰减，是人们最

6、主要的工作目的。减小波浪爬高可以采取多种的工程措施，比如改变护面的结构形式、提高护面结构的糙率等。为此国内外学者提出了众多的解决措施，并对波浪爬高问题做了全面的研究。国内外关于波浪爬高的公式比较多，各家考虑的侧重点也不尽相同，比较有代表性的关于波浪在斜坡上的爬高公式有Ahren经验公式【51、Tal【ada公式【6]、陈国平公式阴、堤防工程设计规范公式【81、海港水文规范公式【9】。其中海港水文规范公式目前在工程实际中应用较多，考虑的影响波浪爬高的因素也最为全面，但是对于石笼这种结构，其波浪爬高

7、的计算还没有一个适用的公式。长沙理工大学的廖可阳【l01通过试验测出波浪在石笼护面结构上的爬高，并认为堤防工程设计规范公式适用于石笼结构，从而给出石笼结构的糙渗系数K．=O．595。但其试验工况过少，坡度和水深都只有两组，试验结果不具有统计性。另外，其给出的经验公式默认了堤防工程设计规范公式适用于石笼结构，并以此为依据推出糙渗系数。对于石笼这种新的结构形式，它的渗透性和糙率与传统护面块体都存在较大差异，堤防工程设计规范公式是否适合石笼护面结构还有待确定。最后，堤防工程设计规范公式中并没有考虑水深

8、对波浪爬高的影响。1992年VaIlDerMeer【11-12】通过试验总结出不规则波在透水抛石护坡上的爬高公式，该公式与其试验结果的对比良好。代尔夫特的J．Oostlloekll3】通过试验得到了波浪在石笼护面上的爬高结果，他将试验结果与VaIlDerMeer公式对比，发现VallDerMeer公式在计算波浪在石笼护面上的爬高时并不准确，但是J．Oosmoek也没有针对其试验结果给出一个有效的波浪爬高公式。1．2．2块体稳定的研究进展为了使波浪作用下的护岸达到更好的防护效果，目前人们已经研究出