斜坡式防波堤

值，并应考虑三种设计 状况与相应的组合。 ⑴持久状况：应考虑以下的持久组合 ①设计高水位：波高应采用相应的设计波高； ②设计低水位： A、当有推算的外海设计波浪时，应取设计低水位进行 波浪浅水变形，求出堤前的设计波高； B、当只有防波堤建筑物附近不分水位统计的设计波浪 时，可取与设计高水位时相同的设计波高，但不超过低水位 时的浅水极限波高。 null ③极端高水位：波高采用相应的设计波高；极端低水位时，可不考虑波浪的作用。 ⑵短暂状况：对未成型的斜坡堤建筑物进行施工期复核时，水位可采用设计高水位和设计低水位，波高的重现期可采用2～5年。 ⑶偶然状况：应考虑地震作用的偶然组合，即进行地震力作用下斜坡堤的整体稳定验算，但不考虑波浪对堤体的作用。此时，水位采用设计低水位。 二、护面块体稳定性计算 1、护面块体的稳定重量计算 从现有国内外的研究成果看，块体失稳有三种型式：滑动、滚动、上举脱出。 第二十一届国际航运会议上推荐西班牙、挪威、瑞典、前苏联和美国公五种计算公式。在相同情况下，各种公式的计算结果差异还比较大。我国的港工防波堤推荐采用美国Hudson公式。null　　⑴西班牙的伊里巴伦公式 反压力：F∝γbHA A∝(wg/γb)2/3 式中： A ---块体的受力（反压力）面积（m2） W ---块体在空气中的重量（t） γb---块体在空气中的重度（kN/m3） H----设计波高 g----重力加速度（m/s2） 则反压力： null由平衡条件可得： μ为摩擦系数，取μ＝1得： 因： 则： null令 ： 本公式缺点： a. K′----稳定系数是常数，没有考虑块体肩的相互嵌固 制约作用（结果偏大） b. 稳定重量偏安全，保守，尤其是当m<2时。 null　　⑵Hudson公式 　　①计算公式 　　根据试验得： KD---稳定系数，不再是常数，与护面结构类型和块体稳定标准有关，考虑了块体间得相互嵌固，随块体得种类、构造层数，随机失稳而异 n%---即在设计水位上、下一倍设计波高的范围内，在波浪打击下移动和滚动的块体个数占此范围内块体总数的百分比。 null ②适用条件 A、正向波作用下（波的峰线平行于堤轴线）且堤前波浪不破碎； B、用于计算设计水位上下一倍设计波高范围内的护面块体的单个块体的稳定重量； 不适用于波浪周期较长，波小于1/30的坦波，此时建议用前苏联公式进行复核。 ③注意事项 A、对于斜向波 β<45°可视为正向波 β>45°波浪作用减弱，此时应对W折减，折减程度通过模型试验确定。但对抛石堤、砌石堤可用m’=cosα/cosβ代替m，按上式计算（可不做试验）。 null 例外：对于人工块体护面的斜波堤，特别是工字型块 体护面，波向波的作用不一定减弱，因此不宜考虑折减。 B、斜波堤堤头部分，波浪作用条件恶劣，块体重量要 增加20%—30% C、堤位置在波浪破碎区（d/H<1.5时）堤身和堤头的块 体重量相应再增加10%—25% ④几个不同部位的稳定重量 堤顶、外坡、内坡、垫层、水下支撑棱体，堤心石等块 体稳定重量与Hudson公式W成比例。查规范。 null三、砌石护面层厚度的确定 砌石护面（干砌、浆砌块石或干砌条石）由于块石间相互挤紧，而形成一个面。在波浪对护面层作用过程中，在护面层上、下出现压力差。在某一瞬间可出现护面层底面压力差大于表面压力，因此产生一股向上的推力。此时单个块石因被周围块石挤紧，一般不会脱出而由一片护面层的重力来平衡上推力。因为单位面积的砌石护面重力只与其厚度有关，所以砌石护面的稳定性由护面层厚度来控制。 　　⑴干砌块石或浆砌块石护面厚度 该公式适用于m=1.5～3，d/H=1.5～4和L/H=10～25的情况。null②干砌条石护面 该公式适用于m=0.8～1.5，d/H=1.7～3.3和L/H=12～25的情况。 四、人工块体护面厚度t和所需块体数量N的确定 null五、堤顶胸墙波压力的计算及胸墙稳定性计算 1、胸墙波压力分析 波浪在斜坡式防波堤前破碎，对胸墙的作用大致分为三 种情况： ⑴波浪在胸墙前或坡顶附近破碎，冲击点在墙上，整个 墙面受波浪冲击Pmax； ⑵波浪在坡面上部破碎，射流作用在坡面上部，但部分 水体上爬作用于墙面0—Pmax； ⑶波浪在坡面低处破碎，冲击点在坡面下部，部分水体 上爬到坡顶墙脚下P=0。null2、 波压力大小及与波浪破碎位置的关系 ⑴波压力大小 通常只计波峰作用，其作用在胸墙上的平均波压力强度 KP---平均压强系数。与ξ及坦波L/H有关。 ⑵波压力p随波浪破碎位置而变化，而破碎位置与下列因素有关：d1/d,d/H,H/L,用复合因素ξ来反映前三个因素的影响 。 null试验表明 情况C: 情况A： 情况B： null 3、胸墙上波压力作用高度计算 式中： KZ---作用高度系数，与L/H（坦波）有关 d1---胸墙前的水深 当水位在坡顶以上时，d1为正； 当水位在坡顶以下时，d1为负； z---波压力作用高度至静水面的距离 nullnull4、单位长度上胸墙的总波压力 5、胸墙底面上的总波浪浮托力 备注： ①当胸墙前斜坡护面块石或单层四脚空心方块时，可不 考虑胸墙护面的影响，波压力不折减 ②当墙前有掩护块体时，并满足二排二层时，取折减系 数0.6。null6、 胸墙稳定性计算（与直立堤的相同） ⑴沿墙底抗滑稳定性的承载能力极限状态表达式 Eb----胸墙底面埋深大于等于1m时，内侧地基土或填 石的被动土压力（kN）,可按有关公式计算并乘以0.3 ⑵沿墙底抗倾稳定性验算 null六、地基整体稳定性验算 采用圆弧滑动法验算时 ⑴圆心一般取在堤内侧 ⑵采用设计低水位 ⑶不计波浪作用 有软土夹层等情况时，宜用非圆弧滑动面法计算 当地基整体稳定性不能满足要求时，⑴可修改堤的断面 设计如放缓边坡，在堤两侧设置反压等，⑵可以进行地基加 固。 null 斜波堤的软基加固可采用下列方法： ⑴当地基为淤泥且厚度较小时可采用抛石挤淤法（h<3m 时，可取得较好的效果）； ⑵当淤泥厚度<5m时，可采用排水砂垫层或铺设土工布法 。进行排水固结，砂垫层厚度可取1-2m,其宽度应大于堤底宽 度； ⑶当软土层较厚时，宜采用排水砂井或排水板法； ⑷当淤泥较厚，且采用陆上推进填石的施工方法时，可采 用爆炸排淤法，（爆炸排淤填石法是一种水上处理软土的新技 术，已在国内工程中获及成功，它施工简便，经济效益好，施 工质量高，工期短等； ⑸搅拌水泥土法：软土层较厚 。null