明基床上开孔沉箱波浪力的试验研究

论文摘要

随着海岸技术的发展,传统的直立式防波堤已不能满足工程要求,近几十年以来,已有越来越多的学者对开孔型防波堤进行大量的试验研究及理论分析,相对于直立实体沉箱,开孔结构能够有效减小堤前波浪的反射及沉箱本身的受力。沉箱应用于实际工程时,大多建于明基床之上,而对于开孔沉箱结构考虑基床影响的研究分析尚鲜见报道,因此,对于明基床上开孔沉箱的受力分析势在必行。本文通过二维物理模型试验,对明基床上规则波及不规则波作用下开孔沉箱的受力进行了系统的分析研究。选取了实际工程常见的波要素作为本试验的波要素,模型设计考虑了不同的开孔率及消浪室宽度,并选取中、低基床两种基床型式。采用单因次相关分析的方法,分别对总水平力极值时刻对应的总垂直力、总垂直力峰值时刻对应的总水平与消浪室相对宽度、相对基床高度、波陡、相对水深及开孔率等影响因素之间的关系进行了分析,通过对总水平力和总垂直力的分析,可以更加直观反映出相位差对开孔沉箱受力的影响,总水平力和总垂直力不同时达到极值,开孔率对二者极值相位差有着明显的影响；采用单因次分析开孔沉箱与实体沉箱后踵总力矩之比与各因素间的关系,波陡对总力矩比的影响显著,较大开孔率下,开孔沉箱后踵总力矩偏小；通过分析,开孔沉箱后踵总力矩峰值时刻对应的总水平力及总垂直力相对其各自峰值均有一定的折减,这也解释了开孔沉箱后踵所受的总力矩比实体沉箱后踵所受的总力矩小的原因。对于各个分析对象与影响因素间的关系,采用最小二乘法拟合得到它们的计算关系式,通过计算值与试验值的比较及显著性分析,本文所得到的计算式可供进一步研究和实际工程设计时参考与应用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.3 本文的主要工作
• 2 试验概况
• 2.1 试验条件
• 2.1.1 试验模型
• 2.1.2 试验波要素
• 2.2 试验方法
• 3 开孔沉箱总水平力极值时刻对应的总垂直力
• 3.1 规则波作用下总水平力峰值对应的总垂直力
• 3.2 规则波作用下总水平力谷值对应的总垂直力
• 3.3 不规则波作用下总水平力峰值对应的总垂直力
• 3.4 不规则波作用下总水平力谷值对应的总垂直力
• 3.5 与暗基床研究成果的比较
• 3.5.1 与规则波作用下暗基床研究成果的比较
• 3.5.2 与不规则波作用下暗基床研究成果的比较
• 3.6 小结
• 4 开孔沉箱总垂直力峰值时刻对应的总水平力
• 4.1 规则波作用下总垂直力峰值对应的总水平力
• 4.2 不规则波作用下总垂直力峰值对应的总水平力
• 4.3 与暗基床研究成果的比较
• 4.4 小结
• 5 开孔沉箱的后踵总力矩
• 5.1 规则波作用下后踵总力矩的分析与讨论
• 5.2 不规则波作用下后踵总力矩的分析与讨论
• 5.3 规则波与不规则波作用下后踵总力矩的比较
• 5.4 小结
• 6 开孔沉箱后踵总力矩峰值时刻对应的总水平力与总垂直力
• 6.1 后踵总力矩峰值时刻对应的总水平力
• 6.1.1 规则波作用下后踵总力矩峰值时刻对应的总水平力
• 6.1.2 不规则波作用下后踵总力矩峰值时刻对应的总水平力
• 6.2 后踵总力矩峰值时刻对应的总垂直力
• 6.2.1 规则波作用下后踵总力矩峰值时刻对应的总垂直力
• 6.2.2 不规则波作用下后踵总力矩峰值时刻对应的总垂直力
• 6.3 小结
• 7 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢