1、绪论一、海岸线、海岸带与海岸1、海岸线：一般系指多年大潮平均高潮位与陆地的交界线。2、海岸带：海陆两侧具有一定宽度的条形地带称为海岸带。海洋和陆地相接的地带海岸带的宽度各国规定不尽相同，我国规定：一般岸段，自海岸线向陆地延伸 10km 左右；向海扩展到 10-15m 等深线。海岸带包括潮上带、潮间带和潮下带。位于平均高潮位之上的区域为潮上带，位于平均高潮位和低潮位之间的区域称为潮间带，位于平均低潮位以下的区域为潮下带。 3、海岸：由后滨、前滨、外滨组成。后滨（或后滩）常位于高潮位之上，属于潮上带。前滨又称滩面，位于波浪冲击的上限与低潮海滨线之间的地区，也称潮间带，是受拍岸波浪作用强烈的地区。外
2、滨又称滨面，属潮下带，从低潮海滨线向外延伸，经过宽度不等的破波区或破波带。这个区域是破碎的波浪强烈作用下的泥沙运动区域。二、海岸类型根据海岸的形态、成因、物质组成和发展阶段等特征分为：基岩海岸：一般是陆地山脉或丘陵延伸与海面相交，经过波浪作用形成的海岸。砂砾质海岸：又称堆积海岸，主要是平原的堆积物被搬运到海岸边，再经波浪或风的改造堆积形成。淤泥质海岸：主要由江河携带入海的大量细颗粒泥沙，在波浪和潮流的作用下输运沉积形成。生物海岸：包括红树林海岸和珊瑚礁海岸。红树林海岸由红树植物与淤泥质潮滩组合而成；珊瑚礁海岸由热带造礁珊瑚虫遗骸聚积而成。 3、 海岸线冲淤变化的影响因素可分为长期作用和短期作用
3、；由于海平面上升或地面沉降引起岸线蚀退，以及河流改道使泥沙补给条件剧烈变化而出现海岸变迁属于长期作用。短期作用则主要是指波浪、沿岸流、风暴潮、河流丰枯变化、风等自然因素以及人类工程活动因素对海岸的影响。4、 海岸带的环境特征（1 ） 灾害性天气频繁 （2）大陆与海洋相互作用强烈（3 ）人类活动影响显著第二章、潮汐一、波浪1.波型：风浪：在风场中风直接作用下形成和传播的波浪。涌浪：离开风场继续传播的波浪称为涌浪。混合浪： 涌浪在传播进入另一个风场后的波浪。 特征: 涌浪和风浪的频率比风浪：波面粗糙，波长和周期短，波峰陡峭，波峰线短，常出现波浪溢浪(白帽)现象。涌浪：波面光滑，波峰线长，波长和周期
4、长于风浪。2.波向：常浪向：波浪出现频率最多的波向为常浪向。强浪向：最大波高出现的波向为强浪向。 波浪玫瑰图： 将波浪的出现频率、最大波高、平均波高分别标在 16 个方位，得到波浪玫瑰图。3.波高：一般实测波高有平均波高和最高波高。平均波高反映经常出现的波浪场。最大波高反映最危害的波浪强度。二潮汐：（定义：狭义、广义）1.狭义：也称为天文潮，指海水受月球和太阳引力作用而形成的一种有规律的水位升降。2.设计潮位：海岸工程中的设计潮位包括：设计高水位、设计低水位；极端高水位和极端低水位。随便：（1）设计高水位：在海岸港和潮汐作用明显的河口港，设计高水位应采用高潮累积频率 10%的潮位，简称高潮 1
5、0%；当有历时累积频率统计资料时，也可采用历时累积频率 1%的潮位为设计高水位。在汛期潮汐作用不明显的河口港，应采用多年历时 1%的潮位为设计高水位。（2 ） 、设计低水位：在海岸港和潮汐作用明显的河口港，设计低水位应采用低潮位累积频率 90%的潮位，简称低潮 90%；当有历时累积频率统计资料时，也可采用历时累积频率 98%的潮位。在汛期潮汐作用不明显的河口港，应采用多年历时 98%的潮位为设计低水位。（3 ） 、极端高水位：应采用重现期为 50 年的年极值高水位。（4 ） 、极端低水位：应采用重现期为 50 年的年极值低水位。第三章 波浪对海工建筑物的相互作用*波的相关定义1. 1/10 大
6、波：波群或观测的全部波浪中，按波高大小的顺序，就相当于总数的1/10 的大波及对应其波高的周期，进行平均得到的波浪，并以H1/10 和T1/10 表示。(所有的波高由大到小排列，取前面的十分之一来做平均的波高)2. 有效波或1/3 大波：是指将海浪的观测数据根据波高大小由大到小排列，取前1/3 的大波平均，即为有效波高。并以H1/3 或Hs 和对应的周期为 T1/3 或Ts 表示。3. 累积概率（F）波高（HF）：实际海面上不规则波列所出现的概率F 对应的波高。例如1000个波浪，按波高一次排列，其中第10 个（累积概率为1%）波高，则称为累积概率1%波高，并记为H1%, 余类推。4. 设计波
7、浪的重现期：指某一特定波列累积频率的波浪平均多少年出现一次，它代表波浪要素的长期（以几十年计）统计分布规律。5. 设计波浪标准的含义设计波浪的重现期标准主要反映建筑物的使用年数和重要性。而设计波浪的累积频率标准则主要反映波浪对不同类型海工建筑物的不同作用性质。6. 直墙式、墩柱式、桩基式和一般的斜坡式建筑物的强度和稳定性计算时，重现期50 年。斜坡式护岸等非重要建筑物，破坏后不致造成重大损失者，重现期25 年。特殊重要的建筑物（海上灯塔）当实测波高大于重现期为50 年的同一波列累积频率的波高时，可按实测波高计算。7当推算的波高 浅水极限波高时，应按极限波高采用。周期用平均周期；波长：一、 波浪
8、对直墙式建筑物的作用1. 直立墙前的波态有:立波、远破波和近破波三种。2. 立波：波浪将在墙面上完全反射，反射波与入射波相叠加形成的波。3. 立波形成条件：进行波的波峰线与直立墙的轴线大致平行；墙长大于一倍波长；墙前有足够的水深。4. 远破波：在墙前半波长或稍远处发生破碎的波浪，称为远破波。5. 近破波：在墙面或其附近发生破碎的波浪，称为近破波。6. 立波的计算（d1.8H） 浅水立波法森弗罗简化法插值法欧拉坐标一次近似法海岸防护工程一、概述1.海岸侵蚀的原因：（1 ）自然因素：海平面上升，波浪对岸滩上部的冲刷，风力输沙，沿岸输沙（2 ）人为因素：开采地下资源造成陆地下沉，沿岸输沙被拦截，海滩
9、采矿，天然海岸防护的变动。2.海岸防护工程定义：保护海岸滩地，抵御风浪、沿岸流和潮流对岸滩的冲刷与剥蚀所修建的建筑。类型：（1）传统：丁坝、离岸堤、护岸和海堤、人工海滩补沙（2）新型：水力插板桩坝、钢筋砼半圆型丁坝、离岸堤、双排管道丁坝3.海岸防护措施的选择丁坝：沿岸输沙为主的海岸 离岸堤：横向泥沙运动为主的海岸线 人工海滩补沙：横向泥沙运动为主的海岸线护岸：不单独采用，与丁坝，离岸堤结合使用二、海堤1.定义：在河口、海岸地区，为了防止大潮的高潮和风暴潮的泛滥及其伴随风浪的侵袭造成土地淹没，在沿岸原有地面上修筑的一种专门用来挡水的建筑物。2.断面形式：直立式、斜坡式、混合式(一)、斜坡式海堤（
10、1 ）特点海堤的迎水面坡度比较缓，m1 斜坡堤堤身一般用当地土料填筑或吹填，迎水面设置护坡。为了减小堤身断面的土石方量而又不降低抗御波浪爬高的标准，常在堤顶设置高约1m 的防浪胸墙。而为了防止堤脚受潮、浪冲刷，影响堤脚稳定，一般可在堤脚处设置抛石棱体，或作大方脚或丁砌条石，还有在坡前做单桩夹石或两桩夹石。（2 ）护坡要求护坡应有足够的厚度和重量，防止失稳。 护坡下应设置反滤层或过渡层。防止堤身土在渗流作用下从护坡块石的缝隙中流失。 有足够的保护范围，以免坡脚或坡顶受冲刷后危及堤身安全应尽可能就地取材、施工简单、便于维修，造价经济。（3 ）胸墙或防浪墙要求高度宜高于堤顶 0.81.0m，不宜超过
11、 1.2m 底宽 0.81.2m，顶宽 0.61m 迎浪墙、直立斜坡度 1： 0.21：0.5底部埋深大于 0.5m。（4 ）优点因迎水面坡度缓，则稳定性好；堤前反射小； 堤身底宽大，堤基应力分布比较均匀，在海滩淤泥地基上筑堤较为有利；施工较简易，可就地取材，对风浪引起的堤身变形和局部破坏适应性强，便于修复。（5 ）缺点堤身断面大，需工程量和占地面积较多 在一定的坡度范围内，迎水坡的波浪爬高较大；在滩地高程较低情况下，由于施工时往往要求先堆土方，后做护坡，结果容易导致已堆筑的土方被冲失。(二)、直立式海堤（1 ）特点直立式海堤的迎水面用块石或条石砌成 m100 年 1 级、100-50 年 2
12、 级、50-30 年 3 级、30-20 年 4 级、20m-28m ） ，地基承载能力有限的情况；若作直立式，地基承载力不够；若作斜坡式，材料用量太大（斜坡堤材料用量大致与水深平方成正比） 4、特殊型式的防波堤适用范围：透空防波堤水深较大，波浪小，无防砂要求的水库港、湖泊港；浮式防波堤（由有一定吃水深度的浮排和锚链系统组成）波陡大，水位变幅比较大的渔港或作临时防护；喷气式、喷水式防波堤围堰施工，打捞沉船及临时的装卸作业。四、斜坡式1.断面尺度：（1 ）堤顶高程（2 ）堤顶宽度人工块体护面：1.11.25H，但不小于 2m，且在构造上至少能安放两排或随机安放 3 块人工块体。砌石护面堤：1.1
13、1.25H抛填砼方块：由于堤底的透浪程度较大，堤顶的宽度不宜太宽，否则将影响港内的水面的稳定，在设计高水位处宽大于 3H。（3 ）水下棱体（4 ）胸墙（5 ）边坡坡度2.设计内容（1 ）计算内容1）护面块体的稳定重量和护面层厚度2）栅栏板的强度3）堤前护底块石的稳定重量 4）胸墙的强度和抗滑、抗倾稳定性5）地基的整体稳定性6）地基沉降（2 ）计算状态1）持久状况：应考虑以下的持久组合设计高水位设计低水位： 极端高水位2）短暂状况：对未成型的斜坡堤建筑物进行施工期复核时，水位可采用设计高水位和设计低水位，波高的重现期可采用 25 年。3）偶然状况：应考虑地震作用的偶然组合，即进行地震力作用下斜坡
14、堤的整体稳定验算，但不考虑波浪对堤体的作用。此时，水位采用设计低水位。直立式防波堤一直立式防波堤的结构型式：重力式直立堤、桩式直立堤、消能式防波堤 重力式直立堤：依靠结构本身的重量来抵抗水平外力，维持建筑物的稳定性。它主要由基床、墙身和上部结构等组成。按堤身结构分，主要有：钢筋混凝土沉箱式 普通混凝土方块式 巨型混凝土方块式 大直径圆筒式等。 桩式直立堤：有：单排桩式、双排桩式和钢板桩格形结构等形式。二. 组成及功能：上部结构：设置交通、挡波、削波；墙身：挡波、沙，维持港内稳定，并传递外力至基床； 基床：保护地基免受冲刷，平整地基便于安装，分布地基应力；护底：保护堤前地基，免受海水淘刷 。三.
15、 断面设计1 高程设计堤顶高程允许少量要求（无作业要求）=设计高水位+ （0.6 0.7）H基本不越浪（有作业要求）=设计高水位+ （1.0 1.25）H备注：直立堤设计波高，除特别注明外，均指重现期为 50 年、波列累计频率为 1%的波高 H，但不超过浅水极限波高。对于上部结构为削角型式的直立堤，其顶部高程宜取高值。墙身顶高程（沉箱或最上层方块的顶高程）施工水位+ 施工期波浪影响（0.30.5m） 基床的顶面高程防波堤总高度是一定的，所以基床和堤体的高度分配应考虑每延米的造价。定的高一些，可减少堤身高度，降低造价，但过高会造成近破波，因此设计时要注意以下几点：(I) 考虑地基承载能力；(II
16、) 结构总造价。2基床宽度 外肩宽（0.6 倍计算堤身宽）+堤身宽+内肩宽（0.4 倍计算堤身宽） ； 暗基床底宽不宜小于直立堤墙底宽度加两倍基床厚度。3、 基床厚度非岩石地基上的抛石基床厚度应由计算确定，但粘性土地基不小于 1.5m，砂土地基不小于 1.0m。4、 堤身宽度 原则上由稳定计算确定（抗倾覆、抗滑和地基承载能力及沉降等） ，初设时可取：B0.8堤高。 四、计算沿堤底和堤身各水平缝的抗倾覆稳定性沿堤底和堤身各水平缝的抗滑稳定性（波峰谷）沿基床底面的抗滑稳定性（明基床沿滑动面）明基床暗基床四断面构造要求1、上部构造基本要求应有足够的刚度和良好的整体性，并与墙身结构 连接牢固。型式直立
17、式，弧形式，削角面式等对削角面式：削角面与水平面的夹角 可取 2530一般情况下，削角直立堤的顶标高不应低于直立顶标高，即至少在设计高水位以上 0.7H处削角平面的拐点可设在设计高水位附近厚度厚度1m，嵌入沉箱或大直径圆筒的深度30cm。 2、 堤身结构方块、沉箱、大直径圆筒、格形钢板桩等（同重力式）对方块式，由于受到较大的波浪力作用，其最小重量应满足一定的要求。具体设计时参阅规范。3、 抛石基床结构型式：取决于波浪水深条件和地质条件暗基床：用于水深浅，易冲刷，表面土质差，在堤前无近破波的情况；明基床：由于水深大，地基承载力高，在堤前无近破波的情况；混合基床：用于水深大，地基差的情况，在堤前无近破波的情况块石重量：10100kg护底块石：基床向海一侧需修建堤前护底，取 12 层，厚度 0.5m。GpMd10fPGp0fPgp)(10
