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筒型基础深水防波堤承载性能数值分析开题报告

来源:毕业论文网2021-02-22 11:02

1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1. 目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.1 选题的目的及意义

1.1.1选题背景

防波堤的功能主要是防御波浪对港域的侵袭,保证港口具有平稳的水域,便于船舶停靠系泊,顺利进行货物装卸作业和上下旅客,有的防波堤还可能具有防沙、防流、防冰、导流或内侧兼作码头的功能。防波堤的形式多种多样,按结构可分为斜坡式、直立式、混合式防波堤等几种,斜坡式多采用天然块石或人工混凝土块体抛筑而成,直立式则主要有重力式和桩(包括板桩)式两种类型。此外还有水平混合式、透空式、浮式、压气式、水力式、水下平板式等等,各种依据实际工况的防波堤形式层出不穷。下面就常见的防波堤形式作简要介绍。

斜坡式防波堤的结构断面形式一般为梯形,其坡度一般不陡于1:1,波浪在斜坡面上发生破碎,大部分波能在斜坡面的行进过程中被吸收和耗散。斜坡堤结构简单,波浪反射小,可就地取材,施工方便,修复容易,整体稳定性较高,对地基沉降不敏感,可适用于各种地基情况。抛石防波堤是一种比较原始、简单的斜坡式防波堤,可分为不分级块石和分级块石两种,其中不分级块石防波堤仅在早期被使用,其坡度多为自然坡,缺点在于施工进展缓慢,用料太多,常受波浪作用而使堤面坍塌,后来改为分级块石防波堤,将较小的块石放在堤心或斜坡的下部,把大块石放于波浪作用强烈的堤顶和外堤上,此种防波堤可在波高不超过3~4米的情况下使用。之后随着港口向深水发展,防波堤所处的水深越来越大,世界各国都在研究开发消浪性能好,稳定性好的各种异型人工块体,其中被广泛采用的包括扭王字块体、扭工字块体、四角锥体、四角空心方块、栅栏板等几种。后来的宽肩台斜坡式防波堤由于护面块石在施工时需在高水位以上堆筑成有相当宽度的肩台因而得名,其主要特点包括:1、外坡允许变形 2、护面快事要求的质量较轻,其要求的稳定性条件远低于常规式斜坡堤,在加上施工教简便,造价较低,在特大波浪作用时损失较小,宽肩台斜坡堤在世界范围内得到了广泛运用。

直立式防波堤的结构断面内外两侧均为直立或接近直立的墙面,由于墙前水深和波浪入射角度的不同,入射波在墙面上产生完全反射或部分反射,波浪反射比斜坡堤大。直立式主要由重力式和桩式两种形式,重力式直立堤主要由墙身、上部结构和基床组成,重力式防波堤以自重维持稳定,往往有强大的墙身,墙身结构通常采用钢筋混泥土沉箱、混泥土方块(或空心方块),有时也应用大直径圆筒。,由于自重较大,重力式直立堤一般适用于地基较好的情况,面对软弱地基时,需进行加固处理。桩式直立堤一般适用于地基较软的情况,最简单的形式是悬臂式单排管桩结构,此外还有钢管桩、后张预应力钢筋混泥土管桩、排桩、板桩、桩格等。直立堤的优点在于内侧可兼作码头,与斜坡堤相比,建筑材料用料省,且随水深增大两者差值越大,因此直立堤适用于水深较大的情况。但直立堤一旦发生破坏,后果较严重,修复也极其困难。

透空式防波堤由不同结构形式的支墩和在支墩之间没入水中一定深度的挡浪结构组成,利用挡浪结构挡住波能传播,来达到减小港内波浪的目的,但它不能阻挡泥沙入港,也不能减小水流对港内水域的干扰。浮式防波堤由浮体和锚链系统组成,利用浮体反射、吸收、转换和消散波能以减小堤后的波浪。其修建不受地基和水深的影响,修建迅速,拆迁容易,具有优异的经济性和生态环保性,但锚链系统设备复杂,可靠性差,因此浮式防波堤未能得到广泛应用。压气式防波堤利用安装在水中的带孔管道释放压缩空气,形成空气帘幕来达到降低堤后波高的目的。水力式防波堤利用在水面附近的喷嘴喷射水流,直接形成与入射波逆向的水平表面流,以达到降低堤后波高的目的。

上述防波堤形式中斜坡式和直立式是最基本的形式,其它形式属特种防波堤,应用较少,也缺乏实践经验。

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