海岸工程4海堤设计t101

海岸工程(I）河海大学港口航道专业海岸及海洋工程研究所本次课时需掌握内容1、复习海堤的设计A、波浪在堤坡上的爬高B、护坡计算2、防护墙稳定计算3、防浪胸墙稳定计算4、海堤抗滑稳定计算第二章海岸防护工程七、海堤设计1波浪在堤上爬高计算2护坡计算3防护墙稳定计算4防浪胸墙稳定计算5海堤抗滑稳定计算6地基沉降计算7软土地基加固8海堤防渗和堵漏第二章海岸防护工程1波浪在堤上爬高计算爬坡计算的目的：确定堤顶高程A港口工程技术规范（旧版）B前苏联规范C莆田法D港口工程技术规范（新版）E复式断面爬高计算F堤前有压载时的爬高计算第二章海岸防护工程2护坡计算主要设计内容A砌石护坡厚度计算

(1)《港口工程技术规范》法

(2)裴什金法B抛石单个块体重量计算

(1)Hudson公式

(2)前苏联规范法C护面混凝土板厚度计算A抛石单个块体重量计算

(1)Hudson公式块石经过挑选,比较均匀(课本)未经过挑选另外一种Hudson公式表达式——设计波高（m）；——块体稳定系数；——块体材料的重度（KN/m3）；——海水的重度（KN/m3）；——斜坡与水平面的夹角（°）。公式适合应用于不越浪的情况.在破波区域的块石重量应当适量加中,可以比计算的重量增加10%~25%,另外在堤头的块体重量也要增加.级配块石最大重量和最小重量按下列计算Wmax=3.6W50Wmin=0.22W50Hudson公式的有优缺点优点:结构简单，方便计算缺点:没有考虑波浪周期的影响有待于改进的问题….波浪周期实际上也与块石重量有关.护面垫层块石的重量可取护面块石稳定重量的1/20～1/10

A抛石石单单个个块块体体重重量量计计算算(2)前苏苏联联材料料:块石石、、混混凝凝土土、、钢钢筋筋混混凝凝土土块块体体从建建筑筑物物的的顶顶部部到到0.7H考虑虑了了波波长长的的影影响响问题题是是波波坦坦比比较较大大时时候候，，上上述述计计算算公公式式重重量量偏偏大大。。修正正后后：：（（在0.7H波高范范围围内内））Z>0.7H,单单个个块块体体的的重重量量应应该该按按下下列列计计算算与波波浪浪能能量量集集中中与与表表面面有有关关B砌石石护护坡坡厚厚度度计计算算(1)《《港口口工工程程技技术术规规范范》法港工工规规范范公公式式应应用用范范围围:海港港水水文文规规范范:m=1.5~3,d/H=1.5~4,L/H=10~25公式式中中H选择择:当d/L>=0.125,H(4%),当d/L<0.125,H(13%),(2)裴什什金金法法(堤防防规规范范采采用用,结果果比比较较适适中中)干砌砌块块石石….应用用范范围围:1.5<=m<=5,公式式中中H选择择:当d/L>=0.125,H(4%),当d/L<0.125,H(13%),浆砌块石石…..H(13%)(2)干砌条石石护面层层厚度A——系数，斜斜缝干砌砌可取1.2，平缝干干砌可取取0.85；C抛石石人工块块体护坡坡面层厚厚度计算算抛石：层数：2~3层层先计算稳稳定块体体重量，，再计算厚度度，并于图纸上上标明厚厚度人工块体体A---垂直于厚厚度h的护面层层平均面面积P---护面层的的空隙率率栅栏板：：斜坡坡度度系数m=1.5～2.5时,栅栏板的的厚度按按下式计计算：A——系数，斜斜缝干砌砌可取1.2，平缝干干砌可取取0.85；作用于栅栅栏板面面上的最最大正向向波压强强度设计计值按下下式计算算护面混凝凝土板厚厚度计算算先计算波波浪作用用下产生生的浮拖拖力决定定板的厚厚度，然然后根据据破波压压力计算算置于弹弹性基础础上的护护面板的的配筋。。斜坡的坡坡度1:2~1:5第二章海海岸防防护工程程3防护墙稳稳定计算算稳定计算算内容：：A墙身抗倾倾复稳定定性计算算B施工期间间，防护护墙稳定定性C墙身整体体沿墙底底面或墙墙身沿各各水平缝缝的抗滑滑稳稳定性D防护墙沿沿垫层与与地基接接触面的的抗滑稳稳定性E地基稳定定计算第二章海海岸防防护工程程A墙身抗倾倾复稳定定性计算算B各水平缝缝抗滑稳稳定计算算C防护墙沿沿垫层与与地基接接触面的的抗滑稳稳定（非非粘性土土）（粘性土土）D防护墙沿沿垫层与与地基接接触面的的抗滑稳稳定（粘粘性土））（粘性土土）4防浪胸墙墙稳定计计算斜坡堤承承载能力力极限状状态设计计时，应应以设计计波高及及对应的的波长确确定的波波浪力作作用为标标准值，，并应考考虑一下下三种设设计状况况及相应应的组合合：持久状况况、短暂暂状况和和偶然状状况。持久状况况，应考虑设设计高水水位、设设计低水水位和极极端高水水位时，，波浪对对斜坡堤堤的作用用。短暂状况况，应考虑设设计高水水位和设设计低水水位时，，波浪对对斜坡堤堤的作用用，波高高的重现现期可采采用2～5年。4防浪胸墙墙稳定计计算主要荷载载：波浪浪水平力力，波浪浪上托力（参考海海港水文文规范中中的8.2.11）荷载计算算过程：：A先按堤前前水深和和波高确确定堤前前波浪形形态，依依次分类类确定波波压力计计算公式式B计算海堤堤前水深深的波压压力分布布，截取取作用与与胸墙部部分的波波压力（参考海海港水文文规范8.1）稳定性计计算内容容：抗倾倾复性和和抗滑移移性（可参考考防波堤堤规范2.3）（一）波波浪对胸胸墙的作作用及组组合计算波浪浪对胸墙墙作用力力时，一一般波高高采用1%波高，波波长由平平均周期期算得胸墙上的的平均压压强及波波压力分分布高度度1、无因次次参数、、按按规规范《海港水文文规范》JTJ213-98公式计算算d1---胸墙前水水深（m），当静静水面在在胸墙底底面以下下时，d1为负值，，d——堤前水深深（m）；H——设计波高高（m）；L——波长（m）；-2.波峰作用用时胸墙墙上平均均压力强强度按按规范《海港水文文规范》JTJ213—98公式计算算：当——与无因次次参数和和波坦有有关关的平均均压力强强度3、胸墙上上波压力力分布高高度——与无因次次参数和和波坦有有关的波波压力作作用高度度系数4、单位长长度胸墙墙上水平平波浪力力标准值值P（））的计算算：5、单位长长度胸墙墙底面上上的波浪浪浮托力力标准值值计算——波浪浮托托力折减减系数，，采用0.7b——胸墙底宽宽(m)（二）胸胸墙抗滑滑、抗倾倾稳定性性验算1、沿墙底底抗滑稳稳定性的的承载能能力极限限状态设设计，按按下式计计算——结构重要要性系数数；——水平波浪浪力分项项系数；；——波浪浮托托力分项项系数；；——自重力分分项系数数；——土压力分分项系数数；f———胸墙底面面摩擦系系数设计计值。2、沿墙底底抗倾稳稳定性的的承载能能力极限限状态设设计，按按下式计计算：——水平波浪浪力的标标准值对对胸墙后后趾的倾倾覆力矩矩（kN·m）；——波浪浮托托力的标标准值对对胸墙后后趾的倾倾覆力矩矩（kN·m）；——胸墙自重重力标准准值对胸胸墙后趾趾的稳定定力矩（（kN·m）；——土压力的的标准值值对胸墙墙后趾地地面的稳稳定力矩矩（kN·m）；——结构系数数，取1.25；第二章海海岸防防护工程程5海堤抗滑滑稳定计计算（1）软土地地基失稳稳的主要要前兆：A沉陷急剧剧增加B坡角隆起起C堤身有纵纵向裂缝缝D空隙水压压力增大大，坡角角有渗水水（2）海堤稳稳定计算算要解决决的问题题：1根据地基基强度指指标和工工程的安安全系数数，设计计海堤。。2根据海堤堤断面，，验算稳稳定性。。第二章海海岸防防护工程程（3）重度的的选择A浮容重B干容重C饱和容重重D浸润线的的确定（（浙江省省规范5.2.4）（4）海堤抗抗滑计算算的工况况A初步设计计阶段,竣工断面面的稳定计计算B施工设计计阶段,堵口截流流断面(未闭气)的稳定计计算C施工设计计阶段,堵口刚完完成时候候非堵口口断面的的稳定计计算D施工设计计阶段,未堵口时时海堤施施工断面面的稳定定计算第二章海海岸防防护工程程（4）海堤抗抗滑计算算的工况况第二章海海岸防防护工程程（5）海海堤抗滑滑计算方方法A总应应力法B固结结有效应应力法C法D有效效应力法法E复合合滑动面面简化计计算法海堤地基基强度指指标和应应用范围围A一般海堤堤采用总总应力法法,其中施工工期断面面验算采采用不排排水剪或或快剪强强度指标标,竣工期间间断面稳稳定采用用固结不不排水或或者固结结快剪强强度指标标,实际计算算还需要要适当折折减.B大中型工工程采用用适当固固结有效效应力法法,地基强度度指标采采用不排排水剪或或者固结结不排水水剪C小型工程程采用法法,强度指标标采用现现场十十字板剪剪切测定定的指标标,强度随地地基深度度而增加加.D大型工程程有条件件采用有有效应力力法,毕肖普法法.采用有效效强度指指标,并且准确确确定孔孔隙水压压力分布布,一般用测测量孔隙隙水压力力的三轴轴固结结不排水水剪切试试验确定定,也可以直直剪仪进进行慢剪剪试验确确定,E对于存在在复合软软土夹层层的情况况,采用复合合滑动面面简化计计算法A总应力法法(瑞典条分分法)（A）总应力法法B固结有效效应力法法B固结有效效应力法法CCD有效应力力法三个问题题1.要迭代计计算2.对于测试试强度指指标的仪仪器设备备要求比比较高,不易推广广.3.为负值,要注意会会趋趋于0.注意最好不要要用此方方法;比较大时时,有效法向向反力出出现负值值,不合理.E复合滑动动面简化化计算法法E复合滑动动面简化化计算法法参考堤防防设计规规范Ｐ９９１，也也叫改良良元弧法法第二章海海岸防防护工程程６海堤沉沉降计算算淤泥.天然含水水率大于于液限,天然孔隙隙率大于于等于1.5的粘性土土.淤泥质土土:天然孔隙隙率小于于1.5,但是大于于1.0的粘性土土.概念：初初始沉降降固结沉降降沉降原因因：初初始沉降降固结沉降Ａ初始沉降降Ｂ固结沉降降1、首先在防防波堤断面面上选择沉沉降计算点点的位置，，再按作用用在基础上上荷载的性性质，求出基底应力力的大小和分分布。当基基础有埋置置深度d时，采用基底净净应力去计算地基基中的附加加应力2、将地基分分层。在分分层时天然然土层的交交界面为分分层面，同同时在同一一类土层中中，各分层层的厚度不不宜过大。。3、计算地基基中土的自自重应力分分布。求出出计算点垂垂线上各分分层层面处处的竖向自自重应力（（从地面算算起）。4、计算地基基中竖向附附加应力分分布。根据据防波堤三三角形简化化，条形基基础上受三三角形均布布荷载作用用。此时地地基附加应应力系数采采用下式进进行计算：：其中参数、、式中：b——基底宽度；；x——计算点距角角点距离（（取值）；；z——计算点垂线线上各分层层层面距地地面距离。。由求求出计计算点垂线线上各分层层层面处的的竖向附加加应力。。当时时，，确定该处处深度为压压缩层的厚厚度。5、按算术平平均求各分分层平均自自重应力和和平平均附加应应力：：6、求第i分层的压缩缩量。根据据第i分层的平均均初始应力力及及初始始应力与附附加应力之之和，，得到每层层土体的压压力增量。。于是可得第第i分层的压缩缩量。7、最后将每每层的压缩缩量累加７软土地基基加固A、软土地地基处理采采用方法出出发点：工程上能否否实现，经经济上是否否合理B、主要处处理方法：：置换砂垫层层法----也叫清清淤法适用范围,软土比较较薄。(2)镇镇压层法作用：增加加海堤断面面的抗滑力力矩，提高高圆弧滑动动的安全系系数，改善善堤基的应应力分布，，提高地基基的稳定。。施工：注意：要对对称施工，，以免失稳稳不利因素：：占用较大大土地面积积７软土地基基加固(3)排排水砂垫法法砂垫厚度大大于50cm，软土土厚度不超超过5m(4)竖竖向排水预预压固结法法７软土地基基加固竖向排水预预压固结法法的布置和和要求：排水砂井袋装砂井塑料板排水水不利面：承承受水平切切力的能力力差，容易易被切割７软土地基基加固(5)土土工织物法法作用：可以以提供元