补充：波浪对海工建筑物的作用

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1、海岸工程学2013年3月李俊花波浪对海工建筑物的作用1波浪对直墙式建筑物的作用2波浪对斜坡式建筑物的作用1波浪对直墙式建筑物的作用关于波浪对直墙式建筑物的作用力，本节将介绍两大类的计算方法。第一类是《海港水文规范》中规定的方法，它需要首先判别直立墙（堤）前的波浪形态，然后根据不同的波态分别选用不同的计算公式。第二类是目前国际上比较通用的由日本合田良实提出的方法，其普遍性的波浪压力公式可适用于立波和破波等各种波态。静水面a暗基床直墙式静水面b明基床直墙式直墙式建筑物的基本类型一、直墙式建筑物的波态二、立波作用力1、立波2、远破波3、近破波三、破波作用力1、浅水立波法2、

2、森弗罗简化法3、插值法4、欧拉坐标一次近似法5、合田良实法1、远破波作用力2、近破波作用力一、直墙式建筑物的波态根据《海港水文规范》的有关规定，在确定波浪对直墙式建筑物的作用力时，应判别墙前的波态。直立墙前的波态通常有立波、远破波和近破波三种。1、波态定义立波：波浪将在墙面上完全反射，反射波与入射波相叠加形成的波。远破波：在墙前半波长或稍远处发生破碎的波浪，称为远破波。近破波：在墙面或其附近发生破碎的波浪，称为近破波。直墙式建筑物前的三种波态，按下表确定：基床类型产生条件波态暗基床和低基床立波远破波中基床立波近破波高基床立波近破波2、波态的判别表中H为建筑物所在处进行

3、波的波高，根据表的规定，应采用；d为墙前水深（m）；为基床上水深（m）；i为墙前海底坡度。当明基床上有护肩方块，且方块的宽度大于波高H时，宜用方块上的水深d2代替基床上水深d1以确定波态和波浪力。当暗基床或低基床直立堤前水深d<2H,但底坡i>1/10时,墙前可能出现近破波,此时应由模型试验来确定波态和波浪力。说明：二、立波作用力方法适用条件1基于椭圆余弦波的浅水立波法2方法1和3的内插法3森弗罗简化法4欧拉坐标一次近似法在《海港水文规范》中，主要根据相对水深d/L的情况，分别采用四种不同方法计算立波作用力，如下表所示1、浅水立波法当；d/L=0.05-0.12时，可

4、采用浅水立波法计算直墙式建筑物上波峰作用力和波谷作用力。（1）波峰作用力波峰作用时立波压力分布图（d/L=0.05-0.12）静水面波面高程按下公式计算：式中：在静水面以上处的墙面压力强度按下式计算：式中：波压计算式0.02901-0.000112.140820.14574-0.024030.91976-0.18-0.0001532.543411.31427-1.20064-0.6736-3.073722.915850.11046-0.032910.174530.650740.037650.464432.916980.062201.32641-2.975570.286

5、49-3.8676638.4195若计算得出，则取，为自海底起算高度为d/2处的波压力强度。注意：单位长度墙身上的水平总波浪力计算：单位长度墙身上的水平总波浪力矩：单位长度墙底面上的波浪浮托力计算：（2）波谷作用力波谷作用时立波压力分布图（d/L=0.05-0.12）静水面波谷的波面在静水面以下的高度按下式计算：墙面上各特征点的波压力强度均按下式计算式中：p——墙面上各特征点的波压力强度（kPa）波压计算式0.0397-0.000181.951.6870.16894-2.01950.98222-3.06115-0.2848-2.197070.928020.23502.

6、599-0.86790.0709220.1565-1.97230.13329单位长度墙身上的水平总波浪力（负值）：单位长度墙底面上的波谷浮托力（负值，方向向下）注意：波谷浮托力实际上为在原有的静水浮力上减少的动水浮托力。通常计算中把静水浮力作为不变，因此波谷浮托力的方向向下。2、森弗罗简化法当和d/L=0.139-0.2时，可采用森弗罗简化法计算直墙式建筑物上的立波作用力。森弗罗简化法立波波峰压力图静水面波浪中心线（1）波峰作用超高：立波的波浪中线超出静水面的高度。波峰压力：0；在静水面以上的高度为水底处的波浪压力强度静水面处的波浪压力强度墙底处的波浪压力强度单位长度

7、墙身上的总波浪力墙底面上的波浪浮托力（2）波谷作用森弗罗简化法立波波谷压力图静水面波浪中心线静水面处的波浪压力强度为零水底处的波浪压力强度静水面以下深度处的波浪压力强度墙底处的波浪压力强度单位长度墙身上的总波浪力（方向与波向相反）墙底面上的波浪力（方向向下）3、插值法《海港水文规范》规定当和(相当于)时，可由浅水立波法与森弗罗简化法的内插值来确定立波作用力。设为实际波况时的，则立波的波面高程，波浪压强、波浪力和波浪力矩等量值可按下式进行计算：4、欧拉坐标一次近似法当和时，可采用欧拉坐标一次近似法计算直墙式建筑物上的立波波峰作用力。立波波峰压力分布图静