海堤结构型式及抗滑稳定性计算分析.doc

海堤结构型式及抗滑稳定性计算分析.doc海堤结构型式及抗滑稳定性计算分析
毛昶熙段祥宝毛佩郁 张士君周骥
（南京水利科学研究院） （浙江省水利厅）
摘要本文在东南沿海的海堤结构型式及有关潮位、波浪和海淤土强度的资料基础上，进行了非 稳定渗流有限元法计算，以及在潮位和波浪作用下的抗滑整体稳定性计算分析。比较了单圆弧滑 动和复合圆弧滑动以及加筋抗滑的有限元法计算结果，认为海淤软基抗滑计算以复合圆弧更为合 理，斜坡式比直立式海堤的抗滑稳定性稍好，结合三防（防浪、防冲、防渗）考虑，当以带平台的 复式断面海堤结构型式为好，但仍应因地制宜。
关键词海堤，结构型式，稳定分析，潮位变化，波浪冲击，渗流，有限元法。
1海堤结构型式
海堤结构型式有斜坡式、直 立式和带平台复式断面3种，文 献［1］从消浪防冲观点推荐了带 平台的斜坡复式断面加反弧防浪 墙的结构型式，但影响结构型式 的因素很多，因地制宜至为重要。 例如在海滩淤泥土上堆筑堤防， 以斜坡土堤防渗、外加块石护面 防冲为宜；海淤土上的围垦海堤 以缓坡加平台和两边压载排渗为
宜；地基较好、石料方便地区， 则可建造接近直立墙式海堤或平 台消浪混合式海堤。浙江省海堤 现状可以概括为图1所示的3种 典型断面结构形式⑷，并认为都 是建造在海淤土上的。本文也将
厚30cm的碎石过渡层，防浪墙顶 咼程10m,顶宽80cm,堤顶米用
图1海堤结构型式
混凝土护面厚10cm,石渣垫层
30cm 厚。
（2）直立式海堤概化断面见
图1(b),干砌石防护墙。土方与 石方间有60cm厚的过渡层。其余 基本类同斜坡式堤。
(3)复合海堤式概化断面见 图1(c),平台设在设计高潮位下 40cm处，其顶部采用浆砌块体补 强， 间隔留有干砌体保留缝隙供波浪水、气进出。平台下为1 ：，平台上 部则采用1 ： ，石方与土方间用50cm厚石渣过渡。
2研究内容和计算方法
水工建筑物设计建造是否安全经济，必须预先知道作用在建筑物上的水力条 件，包括潮涨潮落、波浪冲击和渗流破坏力以及排水固结过程等水的作用力。可 是由于缺乏依据很少能完善地考虑这些力进行设计。本文只从渗流场计算分析研 究堤身及堤基的稳定性，波浪压力及爬高则按照相近似海堤型式的水工模型试验 资料加以转换引用，本文研究内容及其计算条件和方法如下。
,潮位周期为
12. 4h,最大潮斧为6m,潮位曲线如图2所示。计算时选取最高潮位时稳定渗流 场作为初始条件，以一个潮位周期后的流场作为分析资料。
2. 2波浪作用下海堤 渗流分析选取最高潮 位时稳定渗流场作为 计算初值，然后考虑波 浪向坡上爬高，再跌入 波谷时流场分布。波要
素也采用50年一遇重 现期，波高H=2. 30m, 周期T=6s. 3s形成波£ 峰，其波压力根据文献M [2]中试验资料，绘出 沿墙面波压力分布，以 水头值赋给单元结点 上，再3s形成波谷， 波谷以上坡面按自由 渗出段。其中直立式海 堤采用丁山海堤试验 资料，带平台的复式断 面采用苍山门外塘试 验资料，斜坡式参照弧
岛水库护坡试验资料。 各式堤坡上的波压力 分布如图3所示。
，下游坡则计算 高潮位