波浪与透水防波堤相互作用研究

抛石防波堤在港口工程中的应用十分广泛，波浪对防波堤的作用是首要考虑的问题，主要有两个方面：一是直接作用在防波堤上的波浪力；二是波浪透过护面块体和垫层进入堤心引起的波浪渗流力。前者已得到学术界的广泛研究，并为工程界提供了许多实用的计算方法；而波浪在多孔介质内的渗流力学是近十多年来发展起来的一门新兴学科，少有论著专门阐述波浪与透水防波堤的相互作用。

本书旨在较为系统地介绍国内外学者在波浪与透水防波堤相互作用方面的研究工作，特别是作者近期取得的新成果及其实际应用，希望有助于读者在了解已有成果的基础上进行新的研究和探索。本书*章介绍了波浪与透水防波堤相互作用的研究背景及意义、波浪与多孔介质相互作用及其后坡防护的研究进展；第二章介绍了后续章节用到的基本理论；第三章介绍了波浪与透水防波堤相互作用的半理论半解析解及理论分析结果；第四章基于Ｎ－Ｓ方程建立了波浪数值水槽，模拟了波浪与透水防波堤相互作用的过程，并采用波浪水槽物理模型试验结果对其进行验证；第五章采用物理模型试验方法系统研究了波浪作用下透水防波堤透射系数及堤心压强的变化规律，并得到了相关计算公式；第六章针对特定工程，对透水防波堤的渗透水量进行了物理模型试验研究；第七章对透水防波堤的后坡防护问题进行了系列物模试验研究，并得到了混凝土板护面、干砌块石护面、抛石护面等稳定厚度的计算公式。

第1章 绪论

 1.1 研究背景及意义…1 

 1.2 渗流理论研究…1

 1.3 波浪与多孔介质相互作用的数值模拟…4 

 1.4 波浪与多孔介质相互作用的模型试验研究…5 

 1.5 后坡防护…7 

第2章 基本理论….13 

第3章 波浪与透水防波堤相互作用的半理论半解析及理论分析…16 

 3.1 半理论半解析解…16

 3.2 理论分析…25 

 3.3 小结…29 

第4章 基于N-S方程的波浪与透水防堤相互作用的数值模拟…30

 4.1 数学模型建立…30 

 4.2 数值计算方法…33

 4.3 数值波浪水槽的验证…39

 4.4 计算结果分析…44 

第5章 透水防波堤透射系数及堤心压强试验研究…62

 5.1 概述…62 

 5.2 堤心石的模拟…66

 5.3 实验设计…70

 5.4 模型试验结果分析方法…76 

 5.5 透水潜堤波浪透射系数物理模型试验…78 

 5.6 出水抛石堤波浪透射系数物理模型试验…91 

 5.7 透水防波堤堤心压强物理模型试验…97

第6章 透水防波堤渗透水量试验研究…108

 6.1 试验条件和方法…108 

 6.2 试验结果及分析…110 

第7章  透水防波堤后坡防护问题研究…114 

 7.1 越浪量问题研究…115

 7.2 越波浪量的影响因素…118 

 7.3 后坡破坏问题研究…125

 7.4 计算公式汇总…145

 参考文献…146