專利名稱：：確定扭王字塊護(hù)面窄肩臺防波堤胸墻不規(guī)則波浪力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種采用扭王字塊體作為護(hù)面塊體的窄肩臺防波提胸墻不規(guī)則波波浪力的確定方法，屬于確定胸墻波浪力的
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：扭王字塊護(hù)面的斜坡式防波提在海岸工程中應(yīng)用廣泛，提頂常設(shè)置胸墻以降低提頂高程而不降低抗御波浪爬高的標(biāo)準(zhǔn)，還可作為通往靠泊設(shè)施、導(dǎo)航設(shè)施或檢查及維修用的通道等。胸墻設(shè)計是否合理對防波提工程的安全與造價有著重要的影響，而胸墻穩(wěn)定設(shè)計首先就要確定波浪力，但目前已有的確定胸墻波浪力的方法不完善，而目前使用的對采用扭王字塊體護(hù)面的防波提胸墻不規(guī)則波波浪力更是少有較系統(tǒng)的研究，其確定方法更不合理，僅僅通過一個固定的系數(shù)來反映各種不同類型塊體的影響，更多的是靠工程設(shè)計人員的設(shè)計經(jīng)驗，該方法用于工程設(shè)計，計算結(jié)果和實際情況往往偏差很大，常導(dǎo)致胸墻設(shè)計不經(jīng)濟(jì)、不安全。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的則是針對上述現(xiàn)有方法的不足，提供一種操作性強、計算準(zhǔn)確的采用扭王字塊體作為護(hù)面塊體的確定扭王字塊護(hù)面窄肩臺防波提胸墻不規(guī)則波浪力的方法。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案本發(fā)明確定扭王字塊護(hù)面窄肩臺防波提胸墻不規(guī)則波浪力的方法，所述不規(guī)則波浪力波浪力包括1/3大值水平波浪力Fxl/3、最大波浪壓強Pmax、迎浪面波浪壓強分布曲線的分布函數(shù)Y(x)、水平力波浪作用高度h、l/3大值浮托力Fyl/3、1%累積頻率水平波浪力Fxl%和累積頻率浮托力Fyl%，其特征是所述1/3大值水平波浪力Fx1/3的確定方法如下墻前水深為屯，波浪波高取有效波高Hs，波長為L，根據(jù)墻前水深屯、有效波高Hs求得墻前相對水深屯/扎，墻前相對水深范圍-0.5(d/H,(0.5，當(dāng)墻前相對水深d/Hs彡0時，根據(jù)ki=0.78+1.sew/ig154確定系數(shù)ki；當(dāng)墻前相對水深(VU<0時，根據(jù)=0.78-0.98(-(11/氏)°_81確定系數(shù)1^1；根據(jù)波長L、有效波高扎，求得波坦L/Hs，波坦范圍15^L/Hs^30，根據(jù)表1確定系數(shù)k2，介于下表中波坦之間的k2值由線性插值確定；表1<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>根據(jù)Fx1/3=Ykik2Hs2確定1/3大值水平波浪力Fxl/3，其中、為水的重度。優(yōu)選地，所述最大波浪壓強Pmax的確定方法如下根據(jù)表2確定系數(shù)k'工，介于下表中墻前相對水深之間的k'工值由線性插值確定表2<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>根據(jù)表3確定系數(shù)k'表3<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>根據(jù)P_=Y(k'1+k'2)扎確定最大波浪壓力強度P_，其中Y為水的重度。優(yōu)選地，所述迎浪面波浪壓強分布曲線的分布函數(shù)Y(x)的確定方法如下迎浪面胸墻底端為零點，胸墻高度為X軸，波浪作用壓強為Y軸，胸墻前扭王字塊掩護(hù)高度為h。時，根據(jù)表4確定系數(shù)m，介于下表中墻前相對水深之間的m值由線性插值確定；表4<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>x代表胸墻上某一點從墻底算起的高度，當(dāng)0<x彡h。時，根據(jù)Y(x)=0.7Pmax+0.3Pfflaxx/hc確定Y(x)，當(dāng)hc<x彡h時，根據(jù)Y(x)=Pfflax(x-h)14431/(hc-h)14431nm確定Y(x)。優(yōu)選地，所述水平力波浪作用高度h的確定方法如下胸墻前扭王字塊掩護(hù)高度為h。時，根據(jù)h=h。+((l_l.4431nm)(Fxl/3/Pfflax-0.85h。))VL441確定確定胸墻上的不規(guī)則波波浪作用高度h。優(yōu)選地，所述的不規(guī)則波1/3大值浮托力Fyl/3的確定方法如下胸墻底寬為B，當(dāng)L/Hs>20時，系數(shù)y=0.55，當(dāng)L/Hs彡20時，系數(shù)y=0.36；根據(jù)Fyl/3=0.35uPmaxB確定不規(guī)則波1/3大值浮托力Fyl/3。優(yōu)選地，所述的不規(guī)則波1%累積頻率水平波浪力Fxl%，根據(jù)表5確定系數(shù)n，介于下表中墻前相對水深及波坦之間的n值由線性插值求得；表5<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>根據(jù)Fxl%=nFxl/3確定不規(guī)則波累積頻率水平波浪力Fxl%。優(yōu)選地，所述的不規(guī)則波累積頻率浮托力Fyl%，根據(jù)表5確定系數(shù)n；根據(jù)Fyl%=nFyl/3確定不規(guī)則波累積頻率浮托力Fyl%。本發(fā)明的有益效果有1、本發(fā)明能夠準(zhǔn)確地確定采用扭王字塊體作為護(hù)面塊體的窄肩臺防波提胸墻不規(guī)則波波浪力，根據(jù)防波提斷面結(jié)構(gòu)具體尺寸、來波的特性等進(jìn)行波浪力確定。相對于現(xiàn)有的采用固定折減系數(shù)方法，具有計算準(zhǔn)確、更有可操作性等優(yōu)點。2、能更為合理的設(shè)計防波提胸墻，使得防波提設(shè)計更為安全而經(jīng)濟(jì)。3、是一種能夠廣泛確定各種確定采用扭王字塊體作為護(hù)面塊體的窄肩臺防波提胸墻不規(guī)則波波浪力的方法。圖1為本發(fā)明所針對的防波提斷面型式示意圖。圖2為胸墻上的壓強分布示意圖。圖3波浪力確定流程。圖4采用扭王字塊護(hù)面的斜坡式防波提。圖中標(biāo)號1為胸墻；2為扭王字塊護(hù)面；3為提心石；4為護(hù)底，5為大塊石墊層。具體實施例方式下面結(jié)合附圖及具體工程實例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明如圖1至圖3所示，本發(fā)明為確定采用扭王字塊體作為護(hù)面塊體的確定扭王字塊護(hù)面窄肩臺防波提胸墻不規(guī)則波浪力的方法，其中包括1/3大值水平波浪力Fxl/3、最大波浪壓強P_、迎浪面波浪壓強分布曲線的分布函數(shù)Y(x)、水平力波浪作用高度h、l/3大值浮托力Fyl/3、1%累積頻率水平波浪力Fxl%和累積頻率浮托力&1%等的確定方法。本發(fā)明首先根據(jù)水位、波浪要素及初步確定的防波提斷面獲得提前相對水深屯/Hs，波坦L/Hs。采用扭王字塊護(hù)面的斜坡式防波提，其具體結(jié)構(gòu)及尺寸見圖4。提前水深13.02m,胸墻前水深為屯=-0.08m,胸墻高5.4m,胸墻底寬B=6m,提頂肩寬b=6.5m,胸墻前扭王字塊掩護(hù)高度為h。=2.4m，試驗波要素見表6。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>不規(guī)則波1/3大值水平波浪力Fx1/3的確定根據(jù)墻前相對水深屯/扎=-0.018按照K=0.78-0.98(-d/H,)0'81確定系數(shù)=0.742；根據(jù)波坦L/Hs=19.45按照表1確定系數(shù)k2=2.8。根據(jù)Fx1/3=ykik2Hs2確定不規(guī)則波1/3大值水平波浪力Fx1/3=412.2kN/m。不規(guī)則波最大波浪壓強P_的確定根據(jù)墻前相對水深屯/扎=-0.018按照表2確定系數(shù)k':=0.953；根據(jù)波坦L/Hs=19.45按照表3確定系數(shù)1^'2=0.285。根據(jù)Pmax=y(k'！+k'2)Hs確定不規(guī)則波最大波浪壓強Pmax=55.8kPa。胸墻上的壓強分布根據(jù)墻前相對水深屯/扎=-0.018，系數(shù)m=0.201；根據(jù)求得的Pmax確定迎浪面「39.06+6.975jc(0<x<hr)醒壓強分布曲線的分布函數(shù)W=|3那.幻―x嚴(yán)(u明。不規(guī)則波波浪作用高度h的確定根據(jù)胸墻前扭王字塊掩護(hù)高度h。=2.4m、求得的1/3大值水平波浪力Fxl/3及最大波浪壓強？_，按照h=hc+((l-1.4431nm)(Fxl/3/Pfflax-0.85h。))Vl_441確定不規(guī)則波波浪作用高度h=5.76m。不規(guī)則波1/3大值浮托力Fyl/3的確定根據(jù)波坦L/Hs=19.45求得系數(shù)P=0.36；根據(jù)B=6m按照Fyl/3=0.35uPmaxB確定不規(guī)則波1/3大值浮托力Fyl/3=42.2kPa。不規(guī)則波1%累積頻率水平波浪力Fxl%的確定根據(jù)墻前相對水深屯/扎=-0.018及波坦L/Hs=19.45，按照表5確定系數(shù)n=2.12；根據(jù)Fxl%=nFxl/3確定Fxl%=nFxl/3=873.9kN。不規(guī)則波1%累積頻率浮托力Fyl%的確定根據(jù)求得的系數(shù)n按照Fyl%=nFyl/3確定Fyl%=89.5kN。權(quán)利要求一種確定扭王字塊護(hù)面窄肩臺防波堤胸墻不規(guī)則波浪力的方法，所述不規(guī)則波浪力波浪力包括1/3大值水平波浪力fx1/3、最大波浪壓強Pmax、迎浪面波浪壓強分布曲線的分布函數(shù)Y(x)、水平力波浪作用高度h、1/3大值浮托力Fy1/3、1％累積頻率水平波浪力Fx1％和1％累積頻率浮托力Fy1％，其特征是所述1/3大值水平波浪力Fx1/3的確定方法如下墻前水深為d1，波浪波高取有效波高Hs，波長為L，根據(jù)墻前水深d1、有效波高Hs求得墻前相對水深d1/Hs，墻前相對水深范圍-0.5≤d1/Hs≤0.5，當(dāng)墻前相對水深d1/Hs≥0時，根據(jù)k1＝0.78+1.86(d1/Hs)1.54確定系數(shù)k1；當(dāng)墻前相對水深d1/Hs＜0時，根據(jù)k1＝0.78-0.98(-d1/Hs)0.81確定系數(shù)k1；根據(jù)波長L、有效波高Hs，求得波坦L/Hs，波坦范圍15≤L/Hs≤30，根據(jù)表1確定系數(shù)k2，介于下表中波坦之間的k2值由線性插值確定；表1L/Hs15202530k22.662.833.052.75根據(jù)Fx1/3＝γk1k2Hs2確定1/3大值水平波浪力Fx1/3，其中γ為水的重度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定扭王字塊護(hù)面窄肩臺防波提胸墻不規(guī)則波浪力的方法，其特征在于所述最大波浪壓強Pmax的確定方法如下根據(jù)表2確定系數(shù)k'工，介于下表中墻前相對水深之間的k'工值由線性插值確定表2<table>tableseeoriginaldocumentpage2</column></row><table>根據(jù)表3確定系數(shù)k'2表3<table>tableseeoriginaldocumentpage2</column></row><table>根據(jù)HS確定最大波浪壓力強度？_，其中Y為水的重度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定扭王字塊護(hù)面窄肩臺防波提胸墻不規(guī)則波浪力的方法，其特征在于所述迎浪面波浪壓強分布曲線的分布函數(shù)Y(x)的確定方法如下迎浪面胸墻底端為零點，胸墻高度為X軸，波浪作用壓強為Y軸，胸墻前扭王字塊掩護(hù)高度為h。時，根據(jù)表4確定系數(shù)m，介于下表中墻前相對水深之間的m值由線性插值確定；表4<table>tableseeoriginaldocumentpage2</column></row><table>x代表胸墻上某一點從墻底算起的高度，當(dāng)0<x彡h。時，根據(jù)Y(x)=·0.7Pmax+0.3Pfflaxx/hc確定Y(x)，當(dāng)hc<x彡h時，根據(jù)Y(x)=Pfflax(x-h)14431/(hc-h)14431nm確定Y(x)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的確定扭王字塊護(hù)面窄肩臺防波提胸墻不規(guī)則波浪力的方法，其特征在于所述水平力波浪作用高度h的確定方法如下胸墻前扭王字塊掩護(hù)高度為h。時，根據(jù)h=h。+((l-l.4431nm)(Fxl/3/Pfflax-0.85h。))Vl_441確定確定胸墻上的不規(guī)則波波浪作用高度ho5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定扭王字塊護(hù)面窄肩臺防波提胸墻不規(guī)則波浪力的方法，其特征在于所述的不規(guī)則波1/3大值浮托力Fyl/3的確定方法如下胸墻底寬為B，當(dāng)L/Hs>20時，系數(shù)y=0.55，當(dāng)L/Hs彡20時，系數(shù)y=0.36；根據(jù)Fyl/3=0.35uPmaxB確定不規(guī)則波1/3大值浮托力Fyl/3。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定扭王字塊護(hù)面窄肩臺防波提胸墻不規(guī)則波浪力的方法，其特征在于所述的不規(guī)則波累積頻率水平波浪力Fxl%，根據(jù)表5確定系數(shù)n，介于下表中墻前相對水深及波坦之間的n值由線性插值求得；表5<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>根據(jù)nFxl/3確定不規(guī)則波累積頻率水平波浪力Fxl%。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的確定扭王字塊護(hù)面窄肩臺防波提胸墻不規(guī)則波浪力的方法，其特征在于所述的不規(guī)則波累積頻率浮托力Fyl%，根據(jù)表5確定系數(shù)n；根據(jù)Fyl%=nFyl/3確定不規(guī)則波累積頻率浮托力Fyl%。全文摘要本發(fā)明公布了一種確定扭王字塊護(hù)面窄肩臺防波堤胸墻不規(guī)則波浪力的方法，屬于窄肩臺防波堤胸墻不規(guī)則波波浪力的確定方法。根據(jù)防波堤斷面尺寸、波浪要素及潮位等因素取得堤前相對水深d1/H1％、波坦L/H1％值確定波浪力，包括1/3大值水平波浪力Fx1/3、最大波浪壓強Pmax、迎浪面波浪壓強分布曲線的分布函數(shù)Y(x)、水平力波浪作用高度h、1/3大值浮托力Fy1/3、1％累積頻率水平波浪力Fx1％和1％累積頻率浮托力Fy1％。本發(fā)明能夠準(zhǔn)確、合理地確定采用扭王字塊體作為護(hù)面塊體的窄肩臺防波堤胸墻不規(guī)則波波浪力，能使得進(jìn)行防波堤胸墻設(shè)計安全而經(jīng)濟(jì)，具有計算準(zhǔn)確、操作性強等優(yōu)點，適用于各種采用扭王字塊體作為護(hù)面塊體的窄肩臺防波堤胸墻不規(guī)則波波浪力計算。文檔編號E02B3/14GK101798803SQ20101013394公開日2010年8月11日申請日期2010年3月26日優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日發(fā)明者嚴(yán)士常,盧堅,潘少華,鄭金海申請人:河海大學(xué)