孤立波作用下海堤越浪實驗研究.pdf

1、海嘯、風暴潮等海洋類災害近年來時有發(fā)生,給人類沿海地區(qū)的生產(chǎn)和生活帶來極大的破壞。海堤作為重要海岸防護工程建筑物,是保護沿海地區(qū)抵御災害的重要屏障,目前沿海地區(qū)最為常用的海堤結(jié)構(gòu)類型即為斜坡式的海堤。從大量海洋災害造成的海堤破壞案例來看,海堤越浪是造成海堤破壞最為主要的原因之一。海嘯等淺水大波沖擊海堤,越過堤頂,沖刷堤頂和后坡,破壞海堤的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定。自上個世紀起,國內(nèi)外不少學者就開始對波浪作用下海堤的越浪量和越浪流的情況進行研究,取得了

2、一定成果,但對孤立波的越浪情況研究不多。本文針對不同形式的海堤模型,主要研究了孤立波作用下,海堤越浪水動力特性。
　　針對簡單堤斷面,在不同堤前水深和相對波高下,進行一系列物理模型實驗,主要分析了海堤的越浪量,堤頂越浪水體流態(tài)和波壓,堤頂流場分布和堤頂越浪流流速和厚度等。孤立波越浪量隨來波相對波高的增大而增加,隨著堤頂相對超高的減小呈指數(shù)增大?；谠嚼肆繉嶒灁?shù)據(jù)建立了斜坡堤上孤立波越浪量的經(jīng)驗預報公式,與以往的研究成果進行對比,驗

3、證了公式的有效性。在不同工況下,進行孤立波堤頂流場的PIV測量。研究了堤頂越浪水體的形態(tài)、波壓和流場分布等的變化規(guī)律,并且給出了細致的流場結(jié)構(gòu)。堤頂越浪流的PIV測量結(jié)果表明,堤頂越浪流最大垂線平均流速沿程增加;在同種水深同一位置處,其垂線平均流速最大值隨著相對波高的增大而增大;堤頂越浪流厚度沿程減小,隨著傳播的進行減小的速度變緩;堤頂最大波壓出現(xiàn)在堤頂前緣且沿程減小?；赑IV測量結(jié)果得到孤立波越浪量與越浪量的直接測量結(jié)果進行對比,兩