专利名称：：确定扭王字块护面窄肩台防波堤胸墙不规则波浪力的方法
技术领域：
：本发明涉及一种采用扭王字块体作为护面块体的窄肩台防波提胸墙不规则波波浪力的确定方法，属于确定胸墙波浪力的
技术领域：
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背景技术：
：扭王字块护面的斜坡式防波提在海岸工程中应用广泛，提顶常设置胸墙以降低提顶高程而不降低抗御波浪爬高的标准，还可作为通往靠泊设施、导航设施或检查及维修用的通道等。胸墙设计是否合理对防波提工程的安全与造价有着重要的影响，而胸墙稳定设计首先就要确定波浪力，但目前已有的确定胸墙波浪力的方法不完善，而目前使用的对采用扭王字块体护面的防波提胸墙不规则波波浪力更是少有较系统的研究，其确定方法更不合理，仅仅通过一个固定的系数来反映各种不同类型块体的影响，更多的是靠工程设计人员的设计经验，该方法用于工程设计，计算结果和实际情况往往偏差很大，常导致胸墙设计不经济、不安全。
发明内容本发明的目的则是针对上述现有方法的不足，提供一种操作性强、计算准确的采用扭王字块体作为护面块体的确定扭王字块护面窄肩台防波提胸墙不规则波浪力的方法。本发明为实现上述目的，采用如下技术方案本发明确定扭王字块护面窄肩台防波提胸墙不规则波浪力的方法，所述不规则波浪力波浪力包括1/3大值水平波浪力Fxl/3、最大波浪压强Pmax、迎浪面波浪压强分布曲线的分布函数Y(x)、水平力波浪作用高度h、l/3大值浮托力Fyl/3、1%累积频率水平波浪力Fxl%和累积频率浮托力Fyl%，其特征是所述1/3大值水平波浪力Fx1/3的确定方法如下墙前水深为屯，波浪波高取有效波高Hs，波长为L，根据墙前水深屯、有效波高Hs求得墙前相对水深屯/扎，墙前相对水深范围-0.5(d/H,(0.5，当墙前相对水深d/Hs彡0时，根据ki=0.78+1.sew/ig154确定系数ki；当墙前相对水深(VU<0时，根据=0.78-0.98(-(11/氏)°_81确定系数1^1；根据波长L、有效波高扎，求得波坦L/Hs，波坦范围15^L/Hs^30，根据表1确定系数k2，介于下表中波坦之间的k2值由线性插值确定；表1<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>根据Fx1/3=Ykik2Hs2确定1/3大值水平波浪力Fxl/3，其中、为水的重度。优选地，所述最大波浪压强Pmax的确定方法如下根据表2确定系数k'工，介于下表中墙前相对水深之间的k'工值由线性插值确定表2<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>根据表3确定系数k'表3<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>根据P_=Y(k'1+k'2)扎确定最大波浪压力强度P_，其中Y为水的重度。优选地，所述迎浪面波浪压强分布曲线的分布函数Y(x)的确定方法如下迎浪面胸墙底端为零点，胸墙高度为X轴，波浪作用压强为Y轴，胸墙前扭王字块掩护高度为h。时，根据表4确定系数m，介于下表中墙前相对水深之间的m值由线性插值确定；表4<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>x代表胸墙上某一点从墙底算起的高度，当0<x彡h。时，根据Y(x)=0.7Pmax+0.3Pfflaxx/hc确定Y(x)，当hc<x彡h时，根据Y(x)=Pfflax(x-h)14431/(hc-h)14431nm确定Y(x)。优选地，所述水平力波浪作用高度h的确定方法如下胸墙前扭王字块掩护高度为h。时，根据h=h。+((l_l.4431nm)(Fxl/3/Pfflax-0.85h。))VL441确定确定胸墙上的不规则波波浪作用高度h。优选地，所述的不规则波1/3大值浮托力Fyl/3的确定方法如下胸墙底宽为B，当L/Hs>20时，系数y=0.55，当L/Hs彡20时，系数y=0.36；根据Fyl/3=0.35uPmaxB确定不规则波1/3大值浮托力Fyl/3。优选地，所述的不规则波1%累积频率水平波浪力Fxl%，根据表5确定系数n，介于下表中墙前相对水深及波坦之间的n值由线性插值求得；表5<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>根据Fxl%=nFxl/3确定不规则波累积频率水平波浪力Fxl%。优选地，所述的不规则波累积频率浮托力Fyl%，根据表5确定系数n；根据Fyl%=nFyl/3确定不规则波累积频率浮托力Fyl%。本发明的有益效果有1、本发明能够准确地确定采用扭王字块体作为护面块体的窄肩台防波提胸墙不规则波波浪力，根据防波提断面结构具体尺寸、来波的特性等进行波浪力确定。相对于现有的采用固定折减系数方法，具有计算准确、更有可操作性等优点。2、能更为合理的设计防波提胸墙，使得防波提设计更为安全而经济。3、是一种能够广泛确定各种确定采用扭王字块体作为护面块体的窄肩台防波提胸墙不规则波波浪力的方法。图1为本发明所针对的防波提断面型式示意图。图2为胸墙上的压强分布示意图。图3波浪力确定流程。图4采用扭王字块护面的斜坡式防波提。图中标号1为胸墙；2为扭王字块护面；3为提心石；4为护底，5为大块石垫层。具体实施例方式下面结合附图及具体工程实例对本发明做进一步说明如图1至图3所示，本发明为确定采用扭王字块体作为护面块体的确定扭王字块护面窄肩台防波提胸墙不规则波浪力的方法，其中包括1/3大值水平波浪力Fxl/3、最大波浪压强P_、迎浪面波浪压强分布曲线的分布函数Y(x)、水平力波浪作用高度h、l/3大值浮托力Fyl/3、1%累积频率水平波浪力Fxl%和累积频率浮托力&1%等的确定方法。本发明首先根据水位、波浪要素及初步确定的防波提断面获得提前相对水深屯/Hs，波坦L/Hs。采用扭王字块护面的斜坡式防波提，其具体结构及尺寸见图4。提前水深13.02m,胸墙前水深为屯=-0.08m,胸墙高5.4m,胸墙底宽B=6m,提顶肩宽b=6.5m,胸墙前扭王字块掩护高度为h。=2.4m，试验波要素见表6。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>不规则波1/3大值水平波浪力Fx1/3的确定根据墙前相对水深屯/扎=-0.018按照K=0.78-0.98(-d/H,)0'81确定系数=0.742；根据波坦L/Hs=19.45按照表1确定系数k2=2.8。根据Fx1/3=ykik2Hs2确定不规则波1/3大值水平波浪力Fx1/3=412.2kN/m。不规则波最大波浪压强P_的确定根据墙前相对水深屯/扎=-0.018按照表2确定系数k':=0.953；根据波坦L/Hs=19.45按照表3确定系数1^'2=0.285。根据Pmax=y(k'！+k'2)Hs确定不规则波最大波浪压强Pmax=55.8kPa。胸墙上的压强分布根据墙前相对水深屯/扎=-0.018，系数m=0.201；根据求得的Pmax确定迎浪面「39.06+6.975jc(0<x<hr)醒压强分布曲线的分布函数W=|3那.幻―x严(u明。不规则波波浪作用高度h的确定根据胸墙前扭王字块掩护高度h。=2.4m、求得的1/3大值水平波浪力Fxl/3及最大波浪压强？_，按照h=hc+((l-1.4431nm)(Fxl/3/Pfflax-0.85h。))Vl_441确定不规则波波浪作用高度h=5.76m。不规则波1/3大值浮托力Fyl/3的确定根据波坦L/Hs=19.45求得系数P=0.36；根据B=6m按照Fyl/3=0.35uPmaxB确定不规则波1/3大值浮托力Fyl/3=42.2kPa。不规则波1%累积频率水平波浪力Fxl%的确定根据墙前相对水深屯/扎=-0.018及波坦L/Hs=19.45，按照表5确定系数n=2.12；根据Fxl%=nFxl/3确定Fxl%=nFxl/3=873.9kN。不规则波1%累积频率浮托力Fyl%的确定根据求得的系数n按照Fyl%=nFyl/3确定Fyl%=89.5kN。权利要求一种确定扭王字块护面窄肩台防波堤胸墙不规则波浪力的方法，所述不规则波浪力波浪力包括1/3大值水平波浪力fx1/3、最大波浪压强Pmax、迎浪面波浪压强分布曲线的分布函数Y(x)、水平力波浪作用高度h、1/3大值浮托力Fy1/3、1％累积频率水平波浪力Fx1％和1％累积频率浮托力Fy1％，其特征是所述1/3大值水平波浪力Fx1/3的确定方法如下墙前水深为d1，波浪波高取有效波高Hs，波长为L，根据墙前水深d1、有效波高Hs求得墙前相对水深d1/Hs，墙前相对水深范围-0.5≤d1/Hs≤0.5，当墙前相对水深d1/Hs≥0时，根据k1＝0.78+1.86(d1/Hs)1.54确定系数k1；当墙前相对水深d1/Hs＜0时，根据k1＝0.78-0.98(-d1/Hs)0.81确定系数k1；根据波长L、有效波高Hs，求得波坦L/Hs，波坦范围15≤L/Hs≤30，根据表1确定系数k2，介于下表中波坦之间的k2值由线性插值确定；表1L/Hs15202530k22.662.833.052.75根据Fx1/3＝γk1k2Hs2确定1/3大值水平波浪力Fx1/3，其中γ为水的重度。2.根据权利要求1所述的确定扭王字块护面窄肩台防波提胸墙不规则波浪力的方法，其特征在于所述最大波浪压强Pmax的确定方法如下根据表2确定系数k'工，介于下表中墙前相对水深之间的k'工值由线性插值确定表2<table>tableseeoriginaldocumentpage2</column></row><table>根据表3确定系数k'2表3<table>tableseeoriginaldocumentpage2</column></row><table>根据HS确定最大波浪压力强度？_，其中Y为水的重度。3.根据权利要求1所述的确定扭王字块护面窄肩台防波提胸墙不规则波浪力的方法，其特征在于所述迎浪面波浪压强分布曲线的分布函数Y(x)的确定方法如下迎浪面胸墙底端为零点，胸墙高度为X轴，波浪作用压强为Y轴，胸墙前扭王字块掩护高度为h。时，根据表4确定系数m，介于下表中墙前相对水深之间的m值由线性插值确定；表4<table>tableseeoriginaldocumentpage2</column></row><table>x代表胸墙上某一点从墙底算起的高度，当0<x彡h。时，根据Y(x)=·0.7Pmax+0.3Pfflaxx/hc确定Y(x)，当hc<x彡h时，根据Y(x)=Pfflax(x-h)14431/(hc-h)14431nm确定Y(x)。4.根据权利要求3所述的确定扭王字块护面窄肩台防波提胸墙不规则波浪力的方法，其特征在于所述水平力波浪作用高度h的确定方法如下胸墙前扭王字块掩护高度为h。时，根据h=h。+((l-l.4431nm)(Fxl/3/Pfflax-0.85h。))Vl_441确定确定胸墙上的不规则波波浪作用高度ho5.根据权利要求1所述的确定扭王字块护面窄肩台防波提胸墙不规则波浪力的方法，其特征在于所述的不规则波1/3大值浮托力Fyl/3的确定方法如下胸墙底宽为B，当L/Hs>20时，系数y=0.55，当L/Hs彡20时，系数y=0.36；根据Fyl/3=0.35uPmaxB确定不规则波1/3大值浮托力Fyl/3。6.根据权利要求1所述的确定扭王字块护面窄肩台防波提胸墙不规则波浪力的方法，其特征在于所述的不规则波累积频率水平波浪力Fxl%，根据表5确定系数n，介于下表中墙前相对水深及波坦之间的n值由线性插值求得；表5<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>根据nFxl/3确定不规则波累积频率水平波浪力Fxl%。7.根据权利要求6所述的确定扭王字块护面窄肩台防波提胸墙不规则波浪力的方法，其特征在于所述的不规则波累积频率浮托力Fyl%，根据表5确定系数n；根据Fyl%=nFyl/3确定不规则波累积频率浮托力Fyl%。全文摘要本发明公布了一种确定扭王字块护面窄肩台防波堤胸墙不规则波浪力的方法，属于窄肩台防波堤胸墙不规则波波浪力的确定方法。根据防波堤断面尺寸、波浪要素及潮位等因素取得堤前相对水深d1/H1％、波坦L/H1％值确定波浪力，包括1/3大值水平波浪力Fx1/3、最大波浪压强Pmax、迎浪面波浪压强分布曲线的分布函数Y(x)、水平力波浪作用高度h、1/3大值浮托力Fy1/3、1％累积频率水平波浪力Fx1％和1％累积频率浮托力Fy1％。本发明能够准确、合理地确定采用扭王字块体作为护面块体的窄肩台防波堤胸墙不规则波波浪力，能使得进行防波堤胸墙设计安全而经济，具有计算准确、操作性强等优点，适用于各种采用扭王字块体作为护面块体的窄肩台防波堤胸墙不规则波波浪力计算。文档编号E02B3/14GK101798803SQ20101013394公开日2010年8月11日申请日期2010年3月26日优先权日2010年3月26日发明者严士常,卢坚,潘少华,郑金海申请人:河海大学