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时间:2019-03-02
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1、第十章泥沙运动§10—1海岸泥沙运动一.海岸泥沙的分类与运移形态1.按泥沙颗粒大小分级名称粘土软泥粉土砂砾石卵石漂石块石粒径(mm)0.0050.005-0.010.01-0.050.05-2.02.0-2020-100100~10001000表10—1泥沙颗粒的分级2.按泥沙运移形态分类①悬移质泥沙在动水中泥沙颗粒处于悬浮状态②半悬移质泥沙泥沙沿底部向前移动。③推移质泥沙受水流的推动而滚动或滑动。④流移质泥沙流动性很大,与液体一样,不能停留在坡面上,称之为流移质。二、海浪浅水变形1.平均水位以上半波振幅增加2.水质点向岸最大流速增
2、加3.波峰历时减少(水质点向岸流的时间减少)4.波谷历时增加(水质点离岸流的时间增加)5.产生海底回流143三、沙粒的横向运动和纵向运动1.海底水质点的流速变化水质点流速随水深变浅的变化特征:(1)向岸最大流速比向海最大流速快;(2)向海流动时间相对较长;原因:随水深变浅,波结构发生变化,波峰形状变瘦,波峰历时小于波谷历时。2.泥沙横向运动v2是泥沙悬浮流速(1)运动分析Øac时间内将向岸移动Ødf时间内将向海移动Ødef>abc,泥沙向海迁移def<abc,泥沙向岸移动abc=def,泥沙在原地振荡Ø中和线泥沙原地振荡水深点的连线
3、(2)形成平衡剖面Ø中和线处形成凹沟,淘深海底;Ø凹沟以上发生淤积,坡度变缓;Ø凹沟以下发生淤积,坡度变陡;143Ø最终形成平衡剖面。3.泥沙的纵向运动(1)在非平衡剖面上(2)在岸边(3)泥沙的纵向运动图中:TF:波浪在浅滩上的传播路程PF:波浪的能量,与TF成反比b:比例系数143使泥沙产生纵向运动的能量对α微分求其极值令有即:时,泥沙纵向运动的距离最大。(4)泥沙最大纵向运动速度与浅滩坡度的关系经过研究认为:浅滩坡度为0.10~0.01时,值约为35°~45°。坡度为0.023时,α=45°(5)纵向运动与岸线平直度的关系Ø岸
4、线是直线,泥沙纵向运动不变;Ø凹进的海岸,流速减小泥沙淤积;Ø凸出的海岸,受到冲刷;143§10—2海洋平台基础的底部淘刷一、沙粒运动的几个阶段a.层流,颗粒静止;b.流速↑→紊流,个别颗粒发生周期性震动;c.流速↑↑→紊流↑→泥沙颗粒与底部失去接触,发生前后移动二、海底最大流速公式n=1.38;H-波高;h-水深;-波长;-海底的最大流速。三、启动流速公式>0.2mm时,-组成床面泥沙的最大隙比-启动时床面泥沙隙比-泥沙密度-水的密度-平均直径四、应用举例一个独腿的海洋石油平台,在水深D=21m的海域坐底作业,试计算建筑物的基础附
5、近,海底泥沙d=0.01mm的起动流速。如遇五十年一遇的设计风暴(H=9m;λ=135m;T=10s)试计算波浪冲刷作用的最大深度。解:ε=0.245—0.222lgd=0.689如=1.7,ε=0.63143则△ε=0.059利用启动流速公式m/s即当波浪底速达到0.72m/s时,底部泥沙开始冲刷。利用最大流速公式h=52.75(m)五、防止海洋平台基础的底部淘刷的方法1.用覆盖物来保护原来的海底①在基础周围投放石子②在基础周围投放装满砂子、卵石或石块的袋子③安装裙板2.减小水流的速度使用防冲刷网、成层沉积装置等3.改变水流方向把
6、水下结构物做成流线型,防止形成旋涡143
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