防波堤设计计算书

河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院1目录第一章概述第二章自然条件21气象条件422海港水文723泥沙1024地质1025地震10第三章总平面布置31防波堤的布置原则1132防波堤轴线的布置原则1133口门的布置原则1134防波堤布置方案及比选12第四章防波堤结构型式比选第五章防波堤断面设计51断面D的设计1742断面G的设计28第六章地基稳定性验算61计算方法3862断面D的地基稳定性验算3863断面G的地基稳定性验算39第七章地基沉降计算71断面D处的沉降计算4072断面G处的沉降计算41第八章总结43参考文献附图河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院2海南六道湾防波堤设计王灶平（河海大学交通学院、海洋学院，江苏南京210098）摘要在海南三亚六道湾港区扩建防波堤。堤轴线根据波浪、风向、港区水域面积、地质条件等决定。本次设计采用斜坡堤。设计条件包括波高、水位、堤前水深。确定断面尺寸后还进行了计算边坡稳定性以及地基的沉降。通过本次设计，使我巩固了所学过的理论知识，并得到了一定程度的加深和扩大，并进一步提高了我的计算和编程能力，通过编写说明书和绘图，培养了我自学、独立分析问题和解决问题的能力。关键词防波堤；堤轴线；地基稳定；地基处理；地基沉降BREAKWATERDESIGNOFLIUDAOWANWANGZAOPING（COLLEGEOFTRAFFIC、COLLEGEOFOCEAN,HOHAIUNIVERSITY,NANJING，210098）ABSTRACTTHEPROJECTISTOCONSTRUCTBREAKWATERLOCATEDINLIUDAOWANINHAINANPROVINCETOPROTECTTHEPORTANDMINISHTHEWAVEHEIGHTTHEAXESOFBREAKWATERISCHOOSENACCORDINGTOWAVE,WINDWAYTHEWATERAREAOFTHEPORTGEOLOGICCONDITIONANDSOONINTHEDESIGNOFTHISSTRUCTURETRANSECT,PERPENDICULARBREAKWATERAREADOPTEDTHEDESIGNCONDITIONINCLUDEWAVEHEIGHT,TIDELEVELANDWATERDEPTHAFTERDEFININGTHESIZE,ICONDUCTTHEWORKOFTESTINGANDVERIFYINGTHESTABILITYOFSLOPEANDGROUNDWORKSETTLEMENTTHROUGHTHEDESIGN,IHAVECONSOLIDATEDTHEKNOWLEDGEILEARNEDINTHEBOOKSFURTHERMORE,IHAVEENLARGEDTHEEXTENTOFMYKNOWLEDGEIHAVEIMPROVEDTHEABILITYOFCALCULATIONANDPROGRAMMAKINGBYTHEWRITINGOFDIRECTIONSANDDRAWINGWITHAUTOCAD,IBEGINTOFORMANABILITYOFSTUDYINGANDSOLVINGPROBLEMSINDEPENDENTLYKEYWORDSBREAKWATER,AXESOFBREAKWATER,STABILITYOFGROUNDWORK,GROUNDWORKDISPOSITION,GROUNDWORKSETTLEMENT河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院3第一章概述海南省是我国的海洋大省，四面环海，海洋水域辽阔，所辖海域200多万KM2，大陆架面积80多万KM2。三亚地处海南省南端，南海的北部。南海海区广阔，北起文昌七州渔场，西至北部湾渔场西南部海面和越南东南部海面，东达东沙渔场，南到南沙渔场和西沙渔场，整个海区海产品蕴藏量非常丰富。由于三亚市老渔港建设年限较早，面对发展的渔业经济和旅游事业形势，表现出多方面的不适应。因此，规划将现有的三亚渔港作为临时避风停泊处，将三亚渔港搬迁至六道湾地区，建设功能齐全的国家级中心渔港。本次设计的防波堤是其中的一项重要的水工建筑物。如图1所示，六道湾港区周边SEN向均为岸线环抱，为了使港内水域及码头获得较好的掩护条件，六道湾渔港防波堤采用北堤和南堤组成双突堤的布置型式。本次毕设只设计北堤。图1。1海南六道湾地区地形图河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院4第二章自然条件21气象条件211风况据三亚气象站统计，三亚以E、EN和ENE风向最多，约占全年总频率的46。一年内几乎有八个月的时间被上述风向控制，其余四个月（710月）风向较乱，但以W、WSW风向为主，约占这四个月风频率的40，本区强风向为W、WSW向。具体见图21，图21为风向玫瑰图。图21三亚地区方向玫瑰图台风主要发生在610月，据统计，19491985年，36年中在三亚登陆和有影响的台风137次，热带风暴75次，平均每年出现18次，每次延时12天。台风季节最大风速瞬间达到40M/S（SW），全年平均风速27M/S。三亚气象站19611999年风况资料见下表21。河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院5表2119611999年）各向平均风速、最大风速及频率表方位最大风速（M/S）平均风速（M/S）频率（）N12175NNE24227NE203113ENE183410E233014ESE17317SE17287SSE16325S14334SSW19291SW20323WSW18354W20343WNW12301NW30201NNW11151六道湾渔港港区的风况基本与三亚相同。212气温三亚属热带海洋性季风气候，6月份气温最高，1月份最低，年平均气温255C，极端最高气温36C，极端最低气温2C，月平均气温207C。河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院6表22各月平均气温月份月平均气温（C）月份月平均气温（C）120072842219828032409272426310259528111243628412222213降水三亚地区有旱季和雨季之分，510月为雨季，降水量占全年的90，11月至翌年4月为旱季，降水量较少。表23各月平均降水量月份月平均降水量（MM）月份月平均降水量（MM）174783276885378985479107958111766841273历年最大降水量16939MM，出现于1960年；历年最小降水量746MM，出现于1969年；多年平均降水量11903MM；日最大降水量2242MM，出现于1962年；日降水量大于25MM，平均每年出现158天；日降水量大于50MM，平均每年出现53天；河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院7日降水量大于80MM，平均每年出现16天；最长连续降水日数，出现在1967年9月1330日，计18天，降水量2458MM。214湿度年平均相对湿度为79，冬季相对湿度为7375，夏季相对湿度为8184。表24各月平均相对湿度月份相对湿度（）月份相对湿度（）174783276885378985479107958111766841273215雾况根据有关资料，三亚地区没有雾日记录，年工作天数可达320天以上。216雷暴根据19611970年统计，年平均出现533天，最早出现在2月19日。22海港水文221潮汐三亚地区为弱潮海区、潮差较小，平均潮差仅088M。潮汐为不正规日潮混合潮型，以日潮为主，且有明显的日潮不等现象。222海流本港区海流以潮流为主，涨潮流为自S向N向，落潮流为SW、SSW向，涨、落潮平均流速分别为0203M/S和0406M/S。223潮位特征值（国家85高程）历年最高潮位2313M历年最低潮位0947M河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院8历年平均潮位0553M最大潮差214M历年平均潮差085M224设计水位（国家85高程）设计高水位1683M（高潮累积频率10）设计低水位0327M（低潮累积频率90）极端高水位2683M（50年一遇）极端低水位1067M（50年一遇）基面关系当地理论深度基准面在76榆林基准面以下09M，85国家高称基准在76榆林基准面以下0483M。225波浪（1）六道湾中心渔港所处的榆林湾海区，其近岸波浪完全由季风和陆岸所制约。根据中国海岸带和海涂资源综合调查报告，榆林站短期海浪观测站资料的波浪要素见下表。表25榆林海区各向波浪要素波向NNNENEENEEESESESSE频率（）37411815最大波高（M）14071009051016平均波高（M）03020303030304平均周期（S）27262926252733表26榆林海区逐月波要素月份123456789101112全年逐月平均波高（M）030405040506070806040202048逐月最大波高（M）11151816152024434625050646河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院9（2）根据大连理工提供的其结果是在不同水位情况下，WSW向50年重现期的波浪最大，则按照不同潮位计算得到三亚六道湾渔港防波堤轴线不同水深处、不同潮位条件下的重现期50年一遇的防波堤设计波浪要素，结果汇总于表27。表27六道湾地区WSW向设计波浪要素设计波浪要素方向计算水位计算水深H1MH5MH13MHML（M）T（S）水深DMH/D119M679575496332985145830228115M670568490328975141830231100M6505544803259341268302562683500M57951346133778993076830439119M660560484325959135830240115M648551476320948131830274100M6285374673189051168302721683500M53147543032071393066830479119M601513445301901115730260115M585499433294888111730263100M56448642529383796730303WSW0,327500M41237734827360793046730584（3）码头及护岸前设计波要素根据港内波况计算分析结果，南、北两条防波堤建成后，港内波况得到明显改善，在各种工况情况下，码头及护岸前承受的H13波浪力均小于10M，270HP码头前承受的波浪力最大，其重现期50年一遇的设计波要素如下极端高水位，H1135M，H13093M，L713M，T93S河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院10极端低水位，H1129M，H13094M，L487M，T93S设计高水位，H1133M，H13092M，L664M，T93S设计低水位。H1129M，H13092M，L54。2M，T93S23泥沙根据实地调查，该港址海岸比较稳定，未见表层泥沙或岸线向前推移现象。由于本港区附近没有河流，六道湾南北侧分别有六道角、神岛和莺歌鼻阻挡，因此避免了河流挟带泥沙及邻近岸滩泥沙造成淤积的可能。在本港区可能造成泥沙运动的主要动力因素是波浪，近岸破碎波产生的沿岸流带动泥沙顺岸移动。其次是海流作用，但六道湾为砂质海岸，海湾成弧状，且湾度较浅，由于落潮流较大，湾内泥沙不易产生淤积现象。24地质具体见海南有色长勘勘察院海南省高速公路有限责任公司三亚中心渔港扩大初步设计阶段工程地质勘察报告书（2004年5月）25地震三亚地区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值005G，设计特征周期045秒（III类场地），设计地震分组为第一组，故不需要进行抗震计算。河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院11第三章总平面布置选择防波堤布置形式时，需要考虑波浪、流、风、泥沙、地形地质等自然条件；船舶航行、泊稳和码头装卸等营运要求以及建设施工、投资等因素。防波堤布置的合理与否，直接影响港口营运、固定资产投资及维护费用大小和长远发展，是某些海港总平面布置的关键性工作。31防波堤的布置原则布置防波堤轴线时，要与码头线布置相配合，码头前水域应满足允许作业波高值。防波堤所围成的水域应有足够的面积和水深，供船舶在港内航行、调头、停泊以及布置码头岸线。防波堤所包围的水域要适当留有发展余地，应尽可能顾及到港口发展的“极限”和港口极限尺度的船型。防波堤所包围的水域也不全是越大越好，水域面积形状要注意大风方向港内自生波浪对泊稳条件的影响。要充分利用有利的地形地质条件，将防波堤布置在可利用的暗礁、浅滩、沙洲及其他不大的水深中，以减少防波堤投资。从口门进港的波浪，遇堤身反射，反复干扰亦是恶化港内泊稳条件的因素。32防波堤轴线的布置原则防波堤轴线布置应该是扩散式的，使进入口门的波能能很快扩散在较长的波峰线上，波高迅速减少，这样布置轴线也有利于在口门附近布置方便航行的调头圆。防波堤轴线转弯时折角宜在120180之间，折角处根据结构功能，尽量圆滑或多折线型连接。尽量缩短防波堤轴线与当地最大波向正交的长度，因为堤轴线与波向斜交时，作用于堤上的波力可减少。布置防波堤轴线要注意小范围内地质条件的变化，有时轴线稍加移动，可减少大量的地基处理费用。33口门的布置原则河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院12口门的布置可分为侧向式、正向式。若船舶进出港方便，海岸泥沙不活跃，采用侧向式可避免强浪直射码头，为码头布置有更多灵活性创造条件。口门的布置对港口使用及将来的发展影响较大。因此口门位置应尽可能位于防波堤突出海中最远、水深最大的地方，方便船舶进入。船舶进口门时通常航速为46KN，故从口门至码头泊位，一般宜有大于4倍船长的直线航行水域和调头圆，以便于船舶进入口门后控制航向、减低航速、与拖船配合或完成紧急转头等操作。船舶进出口门，航行安全是重要的。口门方向力求避免大于7级横风和大于08KN的横流。口门轴线适应船舶航行安全是首要的，使从口门进入的波能尽可能少，以维持水域泊稳要求也是重要的。口门宽度，船舶通过口门时不宜错船或超越。口门宽度早任何情况下不宜小于设计船长，并应很好研究预测本港极限尺度船型的船长。口门数量，与航行密度、港口性质、环境条件等因素有关，在满足泊稳要求的条件下，两个口门一般比一个好。两个口门可以大小船分开进出等，增加运行的灵活性。两个口门也常有利于环保，增强港内水域的自净能力，在泥沙活跃的海岸要具体分析。在船舶周转量大的港口，要核算一下口门的通过能力。34防波堤布置方案及比选波浪在行近过程中遇到建筑物，除发生波浪反射现象外，部分继续传播，是被掩护水域中的水面亦产生波动，这种现象称为波浪的绕射，这是波能从能量高地区域向能量低的区域进行重新分布的过程，因此绕射后同一波峰线上的波高是不等的，但波长、周期不变。影响波浪绕射规律主要为人工建筑物的布局，为此六道湾渔港防波堤平面布置方案，特别是口门布置方案的不同，直接关系到港内波浪绕射后波高的分布和大小。由于六道湾港区周边SEN向均为岸线环抱，为了使港内水域及码头获得较好的掩护条件，六道湾渔港防波堤采用双突堤的布置型式。有双突堤组成的口门后各点的绕射系数颗通过计算或查图求得，绕射系数以下列函数形式表示DK河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院13（31）LBFKD式中为底摩擦系数，为海水密度，B为口门宽度，L为入射波波长，为堤后某点F同口门中点的连线与通过口门中点的波向线间的夹角。则港内水域某处的波高值为（32）0HKD式中为入射波高。0H六道湾防波堤的布置设计了三种方案，针对这三种平面布置型式，计算了港内水域波浪绕射系数的分布情况，分述如下DK方案一如图31所示，口门朝向NW向，口门宽200M。南大堤堤头位于13M等深线处，北大堤堤头位于11M等深线处，口门中心位于12M等深线处。图31防波堤平面布置方案一河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院14六道湾港区常风向为ENE，强风向为WSW,因为南大堤基本把SSW向波浪掩护住，口门主要受WSW向波浪的影响，因此，该方案的优点为口门水深较大，船只进出回旋区域较大。与强风向、波浪夹角过大，船体受其作用较大，对渔船进出口门不利。从波浪绕射计算结果看，由于WSW向波浪可进入港内，南大堤堤后波浪左右较大，但港内东边岸线前沿波浪也较大，波浪绕射系数基本在0304之间，整个码头规划岸线中K4小于02的岸线不足400M。方案二如图32，在方案一的基础上，将南大堤向北偏转50，双突堤口门朝向装相NNW向，口门宽仍为200M。图32防波堤平面布置方案二从港内波浪绕射图可知，由于口门向北偏转，使WSW向波浪对港内岸线的影响大大减小，防波堤后波浪作用得到较大的改善，K4线基本上小于045，东边岸线的K4均小于河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院1502，区域部分在01以下，南大堤堤头位于12M等深线，北大堤位于105M等深线，口门中央位于11M等深线。该方案改善了港内泊稳条件，南防波堤堤后，特别是防波堤中部和根部的波浪大大减少，同时基本上避免了WSW主要波向对港内的传播，船只进出口门时受风浪影响较大，口门水深也较大，但相应减小了部分水域面积，主要是堤头部分的深水区。方案三如图5，在方案二的基础上，将口门向北移动，南大堤延长100M左右，北大堤缩短100M，口门方向同方案二。图33防波堤平面布置方案三该方案主要基于尽可能减少港内波浪的考虑。东边岸线KD基本小于02，但是口门距北岸太近不足500M，对船只进出回旋造成不便。根据以上分析，本次设计使用方案二。河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院16第四章防波堤结构型式比选断面型式有两个方案。方案一带防浪墙斜坡式结构，外侧护面块体设置戗台。戗台上护面为安放一层扭王字块体，戗台及以下为安放二层扭工字块体。方案二带防浪墙斜坡式结构，外侧护面无戗台。护面为安放一层扭王字块体一坡到底。与方案一区别之处为，取消戗台，增加越浪量，堤顶高程因此增加到与防浪墙顶标高一致。两个方案的比较如下表41表41两种斜坡式方案结构的比较结构特点主要优点主要缺点方案（一）斜坡式外侧带戗台为梯形断面；用人工硂块体抛筑而成；波浪作用时波能在坡面上大部分被吸收或消散。结构简单，施工方便，有较高的整体稳定性，使用于不同的地基，可以就地取材，破坏后易于修复耗费的石料用量大，堤内侧不能直接兼做码头。投资高于（二）。方案（二）斜坡式外侧不带戗台的梯形断面，结构特点基本同方案（）。人工块体较少，施工简单，投资较省。波浪爬高大，相应堤顶增高，结构稳定不如方案（一），对爆破挤淤堤脚要求高。结合上表的分析，本次设计采用方案（一）河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院17第五章防波堤断面设计51D断面设计（119M水深处）511设计条件设计水位、设计波浪要素和地质分别依自然条件为设计依据；该地区地震基本烈度为7度；结构安全等级为二级。512断面尺寸的确定（1）胸墙顶高程根据防波堤设计与施工规范（JTJ29898），对于设胸墙的斜坡堤，胸墙的顶高程宜定在设计高水位以上10125倍波高值处，从而，胸墙顶高程设计高水位（10125）H131683（10125）484（65237733）M。另一方面，胸墙顶高程要满足波浪爬高的要求。斜坡上波浪爬高示意图如图51所示。图51波浪爬高示意图根据海港水文规范（JTJ25098）的有关规定，正向规则波的爬高按下列公式计算河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院18（51）HRK1（52）423021MTHRM（53）/12/1LDTHM（54）/431STKM（55）251EXP0932R式中R为波浪爬高（M），从静水面算起，向上为正；为与斜坡护面结构型式有K关的糙渗系数，选取扭工子块（安放二层）038；R1为1、H1M时的波浪爬高（M）；（R1）M为与斜坡的M值有关的函数；RM为爬高函数；K1、K2、K3为系数，由规范可确定K1124，K21029，K3498。分设计高水位和极端高水位两种情况考虑。1）设计高水位1683M的情况可查得对应的堤前波要素，设计高水位下，对应的H13484M，L959M，D168311911583M。取坡度为115，则有5395832849512121/THLDTHHM86295314/92/41231SHTDSHLTKRM7053015EXP0932132EMM728286424211THRKTHKRMMH587301设计高水位下，胸墙顶高程168356683M。2）极端高水位2683M的情况可查得对应的堤前波要素，极端高水位下，对应的H13496M，L85M，D268311914583M。取坡度为115，则有河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院1948359814264598121211/THLDTHHMM92598314/32/41231SHTDSHLTKRM0480915EXP0943251332EMM72424211THRKTHKRMMH259647380设计高水位下，胸墙顶高程26835227903M。经过分析比较，允许少量越浪，取该胸墙顶高程为77M。（2）堤顶宽度按构造要求，设计高水位下，B125；在极端高水位下，B125H1312549662M。根据工艺及使用要求，堤顶取两车道，故有效宽度B9M，所以堤顶宽度为9M（3）护面块体、垫层块石单个护面块体稳定重量根据防波堤设计与施工规范（JTJ29898），单个护面块体稳定重量可按下式计算（56）CTGSKHWBD310（57）B式中W为单个块体的稳定重量（T）；为块体材料的重度（KN/M3），扭工字块体B；H为设计波高，取极端高水位下的H13，为3M；KD为稳定系数，查规范3/2MKNB表425得KD24；为海水重度（KN/M3），取；为斜坡与水平面的夹/2510KN角（）COTM15。则有河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院20TCTGSKHWBD7635120341103实际施工时，取块石的重量为4T。护面层厚度护面层厚度按下式计算（58）3/10BWCNH式中H为护面层厚度（M）；为护面层块体层数，取；C为块体形状系数，2N查规范，块石随机安放，取C12。则有MCNHB623104210/3/垫层设计）垫层块石重量垫层块石重量取护面块体重量的1/101/20，即0204T。1042）垫层块石厚度垫层块石厚度不小于下式计算的结果（59）3/10BWCNH式中式中H为垫层块石厚度（M）；为垫层块体层数，取；C为块体形状2N系数，查规范，取C10；为垫层块石重度，取265KN/M3。则有BB106）M8502102103/3/WWCNHB垫层块石厚度取为095M。（4）护底块石设计堤前最大波浪底流速堤前最大波浪底流速按下式计算河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院21（510）LDSHGHV4MAX经比较，取设计低水位下，H13445M，L901M，D11573M。则有SSHDSHGLV/671905348914MAX护底块石稳定重量根据堤前最大波浪底流速查表，宜选用60100KG的块石。护底块石厚度067）M57026102103/13/WWCNHB护底块石厚度取为07M防波堤119M水深处（即D断面）断面图如附图1所示。513关于D断面胸墙设计及稳定性验算（1）作用分类及标准值计算胸墙的作用值包括自重力、波压力、土压力等，需考虑持久组合设计高水位下、持久组合极端高水位下，以及短暂组合（施工期）设计高水位下三种起主导作用的设计状况。持久组合，考虑设计高水位胸墙断面受力图如附2所示。单位长度的自重力标准值，块体重度取23KN/M。；MKNG/46381；822；K/41093413。MNG522波浪力标准值根据海港水文规范（JTJ25098）的有关规定，无因次参数、B分别按下式计河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院22算（511）LHD21（512）043293B式中D1为胸墙前水深（M），当静水面在胸墙底面以下时，D1为负值，；D为堤前水深，；H为设8176351MD5839683计波高，取设计高水位下对应的H1，为66M；L为对应的波长，取L959M。代入上式，则183060583137493/78221LHD6904293B满足，则波峰作用时胸墙上的平均压力强度按下式计算B（513）PHK240式中KP为与和波坦有关的系数，查图可取，代入上式HL75KPAP642610240胸墙上的波压力分布高度按下式计算（514）式中KZ为为与和波坦有关的系数，查图可取，代入上式HL40ZKMTHDTHZDZ352958132621单位胸墙上的总波浪力MKNDPP/6235640601式中系数06是考虑胸墙前有块体掩护，并满足两排两层时，波浪力的折减系数，下ZLDTHZD1河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院23面的浮托力应同样乘以06的折减系数。浮托力，式中取07是考虑波MKNPBPU/8312654370620浪力分布图的折减系数。）内侧土压力标准值墙后填石，则3/18,45MKN8275422TGTGKPKPAHEPP168751MKNEEB/843054230230式中03是按规范要求，当胸墙底面埋深不小于10M时，内侧填石的被动土压力按有关公式计算时考虑的折减系数。（）作用标准值产生的稳定或倾覆力矩自重力标准值对胸墙后趾的稳定力矩MKNMG/9648710942638946水平波浪力标准值对胸墙后趾的倾覆力矩KZDP/9873259621浮托标准值对胸墙后趾的倾覆力矩MKNBPMU/6743813土压力标准值对胸墙后趾的稳定力矩KHEB/90持久组合，考虑极端高水位胸墙断面受力图如附4所示。河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院24（）单位长度的自重力标准值与持久组合，考虑设计高水位时相同，为21252KN/M。（）波浪力标准值；H取极端高水位下MD817063251MD5831496832对应的H1，为679M；L为对应的波长，取L985M。代入上式，则07879654831598/76221D30204293LB满足，则波峰作用时胸墙上的平均压力强度BKPAHKPP63574962510420胸墙上的波压力分布高度MTHLDTHZDZ7325098761单位胸墙上的总波浪力MKNDPP/40732650601浮托力BU/1562（）内侧土压力标准值与持久组合，考虑设计高水位时相同，为3084KN/M。（）作用标准值产生的稳定或倾覆力矩自重力标准值对胸墙后趾的稳定力矩MKNMG/9648水平波浪力标准值对胸墙后趾的倾覆力矩MKNZDP/561082734921河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院25浮托标准值对胸墙后趾的倾覆力矩MKNBPMU/279341532土压力标准值对胸墙后趾的稳定力矩MKNHEB/94短暂组合（施工期），考虑设计高水位胸墙断面受力图如附5所示。根据规范要求，对未成型的斜坡堤进行施工复核时，波高的重现期采用25年。（）单位长度的自重力标准值与持久组合，考虑设计高水位时相同，为21252KN/M。（）波浪力标准值；H取25年重现MD81763151MD58319683期设计高水位下对应的H1，为495M（约为50年重现期时对应值的075倍）；L为对应的波长，取L8384M（其周期约为50年重现期时对应值的0866倍）。代入上式，则194095483137843/95221LD6004293HB满足，则波峰作用时胸墙上的平均压力强度BKPAKPP14370594210240胸墙上的波压力分布高度MTHLDHTHZDZ52140829541单位胸墙上的总波浪力MKNDPP/45621371浮托力BU/20370河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院26（）作用标准值产生的稳定或倾覆力矩自重力标准值对胸墙后趾的稳定力矩MKNMG/864水平波浪力标准值对胸墙后趾的倾覆力矩MKNZDP/904251621浮托标准值对胸墙后趾的倾覆力矩KBPMU/190433D断面胸墙各种作用及标准值计算见表51所示。表51D断面胸墙各种作用及标准值计算持久组合计算内容设计高水位极端高水位施工组合设计高水位胸墙自重力标准值21252KN/M21252KN/M21252KN/M无因次参数018300780194无因次参数B036803680336胸墙上平均波压力强度4465KPA5763KPA3714KPA胸墙上波压力分布高度235M273M152M胸墙水平波浪力标准值6296KN/M9440KN/M5645KN/M波浪浮托力标准值3188KN/M4115KN/M4420KN/M胸墙内侧土压力标准值3084KN/M3084KN/M0自重力稳定力矩448996MKN/448996MKN/448996MKN/河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院27水平波浪力倾覆力矩7398MKN/10856MKN/2574MKN/波浪浮托力倾覆力矩7226/9327/10019/土压力倾覆力矩1439K/1439K/0（2）D断面胸墙抗滑稳定性验算沿墙底抗滑稳定性的承载能力极限状态的设计表达式如下（515）BEUGPFP0式中为结构重要性系数，取10；为水平波浪力分项系数，持久组合设计高水0P位取13，持久组合极端高水位和短暂组合取12；为浮托力分项系数，持久组合设计U高水位取11，持久组合极端高水位和短暂组合取10；为自重力分项系数，取10；G为被动土压力分项系数，取10；F为胸墙底面摩擦力设计值，取06。则各种组合情E况的计算结果如下持久组合设计高水位MKN/8196231左式MKN/3178406350右式左式右式，该情况下满足。持久组合极端高水位MKN/281340921左式MKN/6213840655右式左式右式，该情况下满足。短暂组合设计高水位MKN/746521左式MKN/92106200右式河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院28左式右式，该情况下满足。综上，D断面胸墙抗滑稳定性满足要求。（3）D断面胸墙抗倾稳定性验算沿墙底抗倾稳定性的承载能力极限状态设计表达式如下（5EGDUPMM1016）式中为结构系数，取125；其他各项系数同前。则各种组合情况的计算结果如下D持久组合设计高水位MKN/617521987301左式30/46右式左式右式，该情况下满足。持久组合极端高水位MKN/54237901568210左式/349右式左式右式，该情况下满足。短暂组合设计高水位MKN/6715904210左式/23/968右式左式右式，该情况下满足。综上，D断面胸墙抗倾稳定性满足要求。52G断面设计（50M水深处）521断面尺度的确定（1）胸墙顶高程与D断面类似，一方面，胸墙的顶高程宜定在设计高水位以上10125倍波高值处，河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院29即胸墙顶高程设计高水位（10125）H1316831254307058M，另一方面，还要满足爬高的要求。护面块石同样取扭工字块体两层，则038，此外，KK1124，K21029，K3498。1）设计高水位1683M的情况设计高水位下，对应的H13430M，L713M，D1683506683M。取坡度为115，则有731371682TANH3047152121/1/LDTHM2371684/6298/41231SHTDSHTKRM0731051EXP092532EMM235819424211THRKTHKRMRKR1H038223543365设计高水位下，胸墙顶高程16833655333M。2）极端高水位2683M的情况与设计高水位相类似极端高水位2683M时，RKR1H392,所以胸墙顶高程为268339266（M）。经过分析比较，取该胸墙顶高程为7M。（2）堤顶宽度按构造要求，设计高水位下，B125；在极端高水位下，B125H1312546157625M根据工艺及使用要求，堤顶设置两车道，故有效宽度B9M，所以堤顶宽度为9M（3）斜坡堤边坡坡度与B断面类似，安放两层人工块体，边坡坡度取115。（4）护面设计河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院30单个护面块体稳定重量波高取极端高水位下的H13，为461M，则TCTGSKWBD25312503461103实际施工时，仍取块石的重量为4T。护面层厚度护面层厚度MWCNHB8923104210/3/式中为护面层块体层数，取；C为块体形状系数，查规范，块石随机安N放，取C12。（5）垫层设计垫层块石重量垫层块石重量取护面块体重量的1/101/20，即0204T。1042垫层块石厚度106）M852310210/3/WWCNHB垫层块石厚度仍取为095M。（6）护底设计堤前最大波浪底流速经比较，取设计低水位下，H13348M，L607M，D4673M。代入，则有SSHLDSHGHV/34276048934MAX护底块石稳定重量根据堤前最大波浪底流速查表，宜选用90150KG的块石。护底块石厚度河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院31077）M6502102103/13/WWCNHB护底块石厚度取为07M。防波堤5M水深处（即G断面）断面图如附图3所示。522关于G断面胸墙设计及稳定性验算（1）作用分类及标准值计算持久组合，考虑设计高水位胸墙的作用值与考虑的荷载组合同上，胸墙断面图和D断面一样，如附图2所示。（）单位长度的自重力标准值；MKNG/462381；/8502。K/2121（）波浪力标准值胸墙前水深；堤前水深；MD176831MD683056831H取设计高水位下对应的H1，为531M；L为对应的波长，取L713M。代入上式，则1860315687371/5221LD409043293B满足，则波峰作用时胸墙上的平均压力强度BKPAHKPP923571520420胸墙上的波压力分布高度MTHLDTHZDZ124037168351单位胸墙上的总波浪力河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院32MKNZDPP托力BU/659372（）内侧土压力标准值墙后填石，则3/18,45MKN8275422TGTGKPKPAHEPP1687541MKNEEB/84304230230（）作用标准值产生的稳定或倾覆力矩自重力标准值对胸墙后趾的稳定力矩KMG/9648710926438964水平波浪力标准值对胸墙后趾的倾覆力矩MKNZDP/9873259621浮托标准值对胸墙后趾的倾覆力矩KBPMU/6743813土压力标准值对胸墙后趾的稳定力矩MKNHEB/90持久组合，考虑极端高水位胸墙的作用值与考虑的荷载组合同上，胸墙断面图和D断面一样，如附图4所示（）单位长度的自重力标准值与持久组合，考虑设计高水位时相同，为21252KN/M。（）波浪力标准值；H取极端高水位下对MD17068321MD6837056832河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院33应的H1，为579M；L为对应的波长，取L789M。代入上式，则01779568310978/45221HD3043293LB满足，则波峰作用时胸墙上的平均压力强度BKPAHKPP438795210420胸墙上的波压力分布高度MTHLDTHZDZ74150978651单位胸墙上的总波浪力MKNDPP/5607413680601浮托力BU/8322（）内侧土压力标准值与持久组合，考虑设计高水位时相同，为3084KN/M。（）作用标准值产生的稳定或倾覆力矩自重力标准值对胸墙后趾的稳定力矩MKNMG/9648水平波浪力标准值对胸墙后趾的倾覆力矩MKNZDP/94327156021浮托标准值对胸墙后趾的倾覆力矩KBPMU/3874583土压力标准值对胸墙后趾的稳定力矩河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院34MKNHEMB/3914短暂组合（施工期），考虑设计高水位胸墙的作用值与考虑的荷载组合同上，胸墙断面图和D断面一样，如附图5所示根据规范要求，对未成型的斜坡堤进行施工复核时，波高的重现期采用25年。（）单位长度的自重力标准值与持久组合，考虑设计高水位时相同，为21252KN/M。（）波浪力标准值；H取25年重现期MD1768321MD683056831设计高水位下对应的H1，为398M（约为50年重现期时对应值的075倍）；L为对应的波长，取L6337M（其周期约为50年重现期时对应值的0866倍）。代入上式，则205983617376/9221LD48004293HB满足，则波峰作用时胸墙上的平均压力强度BKPAKPP2934982510420胸墙上的波压力分布高度MTHLDHTHZDZ92043769831单位胸墙上的总波浪力MKNDPP/6309231浮托力BU/4547（）作用标准值产生的稳定或倾覆力矩自重力标准值对胸墙后趾的稳定力矩MKNMG/9648河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院35水平波浪力标准值对胸墙后趾的倾覆力矩MKNZDPM/0914263021浮托标准值对胸墙后趾的倾覆力矩KBPU/6843563故G断面胸墙各种作用及标准值计算见表52所示。表52G断面胸墙各种作用及标准值计算持久组合计算内容设计高水位极端高水位施工组合设计高水位胸墙自重力标准值21252KN/M21252KN/M21252KN/M无因次参数018600170205无因次参数B038603830348胸墙上平均波压力强度3592KPA4843KPA3329KPA胸墙上波压力分布高度112M174M092M胸墙水平波浪力标准值2414KN/M5056KN/M3063KN/M波浪浮托力标准值2565KN/M3458KN/M3645KN/M胸墙内侧土压力标准值3084KN/M3084KN/M0自重力稳定力矩448996MKN/448996MKN/44996MKN/河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院36水平波浪力倾覆力矩1352MKN/4399MKN/1409MKN/波浪浮托力倾覆力矩5814/7838/8262/土压力倾覆力矩1439K/1439K/0522G断面胸墙抗滑稳定性验算沿墙底抗滑稳定性的承载能力极限状态的设计表达式如下（5BEUGPFP017）各项系数的取值同B断面。则各种组合情况的计算结果如下（1）持久组合设计高水位MKN/3821423左式MKN/42318306550右式左式右式，该情况下满足。持久组合极端高水位MKN/6720521左式MKN/4821360430右式左式右式，该情况下满足。短暂组合设计高水位MKN/042631左式MKN/64210550右式左式右式，该情况下满足。综上，G断面胸墙抗滑稳定性满足要求。（2）G断面胸墙抗倾稳定性验算沿墙底抗倾稳定性的承载能力极限状态设计表达式如下河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院37（5EGDUPMM1018）各项系数的取值同B断面。则各种组合情况的计算结果如下持久组合设计高水位MKN/95310531左式/72/92右式左式右式，该情况下满足。持久组合极端高水位MKN/53814152310左式709/9468右式左式右式，该情况下满足。短暂组合设计高水位MKN/168378943210左式5/68右式左式右式，该情况下满足。综上，G断面胸墙抗倾稳定性满足要求。河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院38第六章地基稳定性验算61计算方法（1）根据JTJ25098港口工程地基规范的有关规定，土坡和地基的稳定性验算，其危险滑弧应满足以下承载能力极限状态设计表达式（61）RKSDM/式中分别为作用于危险滑弧面上滑动力矩的设计值和抗滑力矩的标准值；RKSDM,为抗力分项系数。R（2）采用简单条分法验算边坡和地基稳定，其抗滑力矩标准值和滑动力矩设计值按下式计算（62）KIIKIIIKRKTGWQLCMCOS（63）IKIISDSN河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院39式中R为滑弧半径（M）；为综合分项系数，取10；为永久作用为第I土条的重RKIW力标准值（KN/M），取均值，零压线以下用浮重度计算；为第I土条顶面作用的可变作IQ用的标准值（KPA）；为第I土条宽度（M）；为第I土条滑弧中点切线与水平线的夹角IBI（度）；分别为第I土条滑动面上的内摩擦角（度）和粘聚力（KPA）标准值，取均KIC,值；为第I土条对应弧长（M）。IL62断面D的地基稳定性验算图61边坡稳定性计算图计算结果如表61表61地基稳定性计算结果表断面D验算内容外坡内坡河海大学2009届学生毕业设计交通学院、海洋学院40圆心1圆心2圆心3圆心1圆心2圆心3滑动力矩设计值MSD2335484146968717155278279928100900135100抗滑力矩标准值MRK2828891253