深水斜坡堤破坏致因分析及修复方法研究
防波堤的主要作用是使港口水域不受波浪作用,广义上说用于防护来自海侧的波浪、流、泥沙和流冰传到水域内的水工建筑物,都可称作防波堤。它在海岸工程中具有重要的作用和特殊的地位。随着港址逐渐向外海发展,在水深超过20m处建设防波堤的情况日益增多。在《防波堤设计与施工规范(JTS154-1-2011)》中明确了水深超过20m的防波堤为深水防波堤堤,其断面型式、尺度和构造要求等方面多与浅水防波堤有所差异。尤其是当深水堤发生破坏时,往往造成重大的经济损失并产生极大的影响。 本文以沿海某船厂防波堤破坏为研究背景,收集并分析了10个国内外防波堤破坏的案例,重点研究沿海某船厂深水防波堤破坏的工程实例,分析该次防波堤的破坏原因,提出防波堤修复方案,并结合修复工程的物理模型试验对方案进行优化。形成了以下主要结论: (1)通过分析10个国内外防波堤工程破坏的实例,总结防波堤破坏的致因主要包括:波浪资料不准确;现行计算方法无法全面囊括各种要素,如破碎破作用、斜向浪作用等;结构设计中的问题,如越浪冲刷、护堤失稳、地基承载力不足、护面块体断裂、构造缺陷等;以及施工质量控制缺陷。 (2)经过对沿海某船厂破坏情况的分析,总结破坏原因包括:原推算波浪偏小,使扭王字块体重量小,在台风作用下失稳破坏;下部棱体顶高程较高,在棱体失稳后护面块体沿坡下滑,护面大面积失稳破坏;原设计没有设护底块石,可能是导致坡脚被掏刷的一个原因;原设计顶肩只能安防1排人工块体,容易导致挡浪墙前部和底部块石被掏刷;挡浪墙施工中分层现浇砼结合不良,导致墙体破坏。针对破坏可能的致因,提出以12t扭王字块体为护面的带肩台斜坡堤结构做为修复方案。 (3)经断面物理模型试验验证后,优化了断面结构型式,包括:抬高消浪肩台至1.3m,以使波浪在堤前更多破碎,以降低越浪量;降低蹬脚棱体顶面高程至-11.5m,以减小波浪和沿堤水流对其冲击影响;水下1.0倍波高以下护面块体受力较小,适当减轻块体重量。并且根据工程特点,进行了越浪影响分析,在不影响舾装码头工作的情况下,适当控制挡浪墙高程。
深水斜坡堤;破坏致因;修复工程;质量控制;物理模型试验
中国海洋大学
硕士
水利工程
于定勇
2014
中文
U656.2
64
2015-04-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）