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1、第一章绪论一、海岸线、海岸带与海岸1、海岸线： 海洋与陆地的交界线称为海岸线。2、海岸带： 海岸线两侧具有一定宽度的条形地带称为海岸带。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。海岸带组成：潮上带、潮间带和潮下带。位于高潮位之上的区域为潮上带(38%)，位于高潮位和低潮位之间的区域称为潮间带(7%)，位于低潮位以下的区域为潮下带(55%) 二、海岸类型：基岩海岸、砂砾质海岸、淤泥质海岸、生物海岸1、基岩海岸定义：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。2、砂砾质海岸定义：又称堆积海岸，主要是平原的堆积物
2、被搬运到海岸边，再经波浪或风的改造堆积形成。3、淤泥质海岸定义：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。4 、生物海岸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。我国海岸带的环境特征:1、灾害性天气频繁2、大陆与海洋作用强烈- 陆相 : 泥沙。海相 :风浪、海啸3、人类活动影响显著: 径流和入海泥沙海岸线冲淤变化的影响因素1. 长期因素：海平面上升影响或地面沉降引起岸线蚀退。2. 短期因素：波浪、沿岸流、潮流、人类活动等四、海岸带开发与海岸工程（1）海岸防护工程作用：保护沿海城镇、农田、盐场
3、和岸滩，防止风暴潮的泛滥淹没，抵御波浪、水流的侵袭与淘刷。分类：海堤（或海塘）、护岸、丁坝和保滩工程第二章海岸动力因素第一节波浪一、波浪1、波浪要素：波峰 ( 谷) 、波长、周期、波速( 波型传播的速度) 、波高 ( 相邻波峰和波谷的垂直距离 ) 、振幅、波陡( 波高与波长之比) 、波峰线 ( 波峰的连线) 、波向线 ( 波浪传播方向，垂直于波峰线)。2、设计波浪： 平均波高（）、累积频率波高（）、1/10大波（）、有效波高（）二、潮汐H%FH101H31H精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 13 页一、沿海潮汐的特征1、潮
4、汐定义：海水在天体引潮力的作用下所产生的周期性运动。习惯上将海水铅直向涨落称潮汐，水平方向的流动称潮流。2、基本要素：高潮（在潮汐升降的一个周期中，当海面升至最高时）、低潮、潮差（相邻高潮与低潮的水位高度差）3、设计潮位：指港口水工建筑物在正常使用条件下的潮位。包括：设计高/ 低水位；极端高/ 低水位设计高（低）水位计算：1）设计潮位的标准设计高水位应采用高潮累积频率10的潮位，简称高潮10% ；设计低水位应采用低潮累积率 90的潮位，简称低潮90% 。2）资料年限应有多年或至少完整一年逐日每小时的实测潮位资料。3）设计潮位的推算方法设计潮位的推算采用绘制高潮或低潮累积频率曲线。极端高（低）水
5、位计算：l ）极端潮位的标准我国海港水文规范中规定，采用年频率统计的方法推求50 年一遇的高、低潮位作为极端水位。2）资料年限为了确定极端高、低水位，在应用频率分析方法进行统计分析时，要求应具有不少于20 年的年最高、最低潮位实测资料，并须调查历史上出现的特殊水位。3）极端水位的推算方法 A 、年频率统计的方法 B 、资料中有特大值时设计高潮位的推算方法 C 、资料短缺情况下设计高潮位的推算第三章海岸防护工程一、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、海堤工程的设计标准：Step 1
6、：确定海堤工程的防潮标准 step2、海堤工程的级别Step Step 4 ：波浪的设计标准，包括：设计波浪的重现期；设计波高的波列累积率。3、设计潮位的确定：设计高潮位由年最高潮位频率计算法确定4、设计波浪计潮位：（1）设计波浪的重现期T: 指某一特定波列的波浪平均多少年出现一次，代表波浪要素的长期统计分布规律。（2）设计波浪的波列累积频率P：指设计波浪要素在不规则波列中的出现频率，代表.短期分布规律。T=1/P5、海堤断面型式：斜坡式、陡墙式（包括直立式）、混合式海堤（一）斜坡式海堤1、形式 海堤的迎水面坡度比较缓m=ctg1，即 45o2、护坡形式 干砌块石或条石、浆砌块石、抛石、混凝土
7、预制板、现浇整体混凝土、；沥精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 13 页青混凝土、人工块件、水泥土及草皮护坡3、优点：（1）因迎水面坡度缓，则稳定性好；堤前反射小；（2）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；（3）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。4、缺点：（1）堤身断面大，需工程量和占地面积较多；（2）在一定的坡度范围内，迎水坡的波浪爬高较大；（3）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）陡墙式海堤1
8、、特点： （1）陡墙式海堤的迎水面用块石或条石砌成m=1.8H；d/L=0.05-0.12时，可采用浅水立波法计算直墙式建筑物上波峰作用力和波谷作用力。2、森弗罗简化法当 H/L=1/30和 d/L=0.139-0.2时，可采用森弗罗简化法计算直墙式建筑物上的立波作用力。3、插值法4、欧拉坐标一次近似法5、合田良实法三、破波作用力1、远破波作用力 2 、近破波作用力第五章防波堤工程1、定义 对于建造在开敞海岸、海湾或岛屿的港口，为防御波浪对港域的侵蚀而建造的用于掩护水域的一种结构物。2、功能1）防御波浪、冰棱的袭击，保证港内水域的平稳；2）阻拦泥沙，减少港内淤积，保证港内水深；3）堤的内侧可兼
9、作码头。3、防波堤的分类1）按平面型式：（1）突堤：一端与岸连接，另一端伸向海中，组成港口的口门。（ 2）岛堤：两端均不与岸连接，位于离岸一定距离的水域中，设有堤根。2）按结构型式分：重型防波堤：斜坡式、直立式、混合式；轻型防波堤：透空式、浮式、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 13 页压气式、水力式4、防波堤的累计频率标准海港水文规范规定：1、重现期：斜坡式、直立式、墩柱式、桩基式 50年；护岸等非重要建筑物，25 年；灯塔， 100 年，必要时，按照历史最大值设计2、波列累积率：不同结构型式，不同验算指标，不同部位，使
10、用的波列累积频率可能不同（一）斜坡式：由堤心石、护面和护底组成（一般）（1） 优点： a、消浪功能好，波浪大部分不反射；b、对地基承载要求不高，损坏后易修复；c、施工容易，一般不需大型起重设备，便于就地取材。（2） 缺点： a、护面块石易被波浪冲走，需经常维修，增加后期费用；b、堤两侧不能直接做系靠船舶的码头之用；（3） 适用范围：适用于水深不大（20m-28m ），地基承载能力有限的情况；B 、若作直立式，地基承载力不够；c、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）（2）缺点： a、确定斜坡顶标高，要经济，进行技术比较（建议基肩上的水深不小于2.5H）；b、论证方案稳定
11、性，需做模型实验，增加设计费用，延长设计时间。（四）特殊型式的防波堤1、透空防波堤：（1） 优点：比较经济，施工也容易。（2） 缺点：不能阻止泥沙进入，不能减小水流对港内水域的干扰。（3） 适用范围：水深较大，波浪小，无防砂要求的水库港、湖泊港。2、浮式防波堤：由有一定吃水深度的浮排和锚链系统组成。（1） 优点：不受水深，地质条件的限制；易拆除，易修建，较经济。（2） 缺点：锚链设备复杂，可靠性差，易起锚，不能阻止泥沙进入港内，不能减少水流对港内水域的影响。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 13 页（3） 适用范围：波陡大
12、，水位变幅比较大的渔港或作临时防护。3、喷气式、喷水式防波堤：原理：使波长变短，波陡变大，直到波浪破碎，消耗波能。优点：施工简单，基建投资少，安装、拆迁方便。缺点：动力消耗大，运输费用高。适用：围堰施工，打捞沉船及临时的装卸作业。斜坡式防波堤一、结构形式按材料分，大致可分为：（1）抛石防波堤：抗浪能力差，多用于波浪不大且石料来源丰富的情况；（2）砌石防波堤：石料来源丰富的情况；（3）人工块体护面防波堤：抗浪能力强，多用于波浪大的情况。二、特点1、抛石防波堤：（1）不分级堤优点：堤身密实、沉降均匀、施工简单；缺点：块石重量轻，容易受波浪冲击破坏、后期维修费用高，因此逐渐被分级堤替代。（2）分级堤
13、优点：石料利用合理，便于有计划的开采石料；缺点：石料的来源和数量不易保证。抛石堤适用条件：水深浅、基软、石料丰富、波浪小。对不分级堤：设计波高小于2 2.5m 对分级堤：设计波高小于3 4m 2、砼块体堆筑或护面的斜波堤：（1）抛填砼方块斜波堤优点：重量大（最大可达60 80t ）稳定性好，抗波能力大。缺点：需要大型起重设备，水泥用量大、费用高。抛石堤适用条件：波浪较大、缺乏石料，但有大型起重设备的情况。（2）砼块体护面堤块体重量轻、效果好，一般使用于波高小于3m的情况。栅栏板块体缺点：支撑棱体承载力要求较高；对斜坡平整度要求高。异形方块特点：形状因素比较好，即具有高度的不规则性，有利于块体之
14、间相互结合，增大块体的稳定性；空隙率大，表面粗糙，有利于波浪在斜坡上破碎，波能消散。缺点：块体形状复杂、制作麻烦、施工（起吊）和使用中因肢体连接部位较弱易断裂，从而失去块体的防护作用，给防波堤带来险情。护面块体适用于：水深大、波浪大、地质条件软的情况。三、断面设计（一）断面尺寸：1、堤顶高程 2 、堤顶宽度确定原则：除必须保证在波浪作用下，堤顶块体的稳定性外，还应保证满足施工和使用要求。基本要求：人工块体护面；砌石护面堤；抛填砼方块。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 13 页3、支承棱体和肩台宽度支承棱体功能：（ 1）减少
15、主护面块体的数量；（2）支撑护面防止其下滑；（3）保护护底块石免遭冲刷。设戗台的堤干砌块石或浆砌块石护面的防波堤通常设有戗台。为保证护面的施工条件，戗台的高程宜设在施工水位附近，宽度不宜小于2m 。宽肩台堆石堤为了有效的减少波浪爬高，更好的消能，肩台高程可定在设计高水位以上13m ，宽度取2.3 2.9H，且不小于6.0m。4、胸墙的构造胸墙型式：一般有L 型和反 L型；材料：可为浆砌块石，砼或钢筋砼结构；胸墙高度：一般在堤顶面以上2m左右，胸墙底面一般嵌入堤顶以下约1m ；胸墙前基本要求：一般有块石或人工块体做掩护；胸墙稳定性：由于胸墙本身承受破碎波波压力的作用，因此，胸墙本身的断面尺寸需通
16、过稳定性验算来确定。5、斜坡坡度设计影响因素：取决于波浪要素、护面结构的类型和块体重量等因素。确定原则：外侧内侧（外缓内陡）；上部下部（上缓下陡）抛石护面安砌块石人工块体护面；堤头堤身（二）构造1、堤心 2 、护面块体 3 、外坡护面块体下的垫层 4 、堤底垫层及堤前护底块石 5 、其他部位（三）斜坡式防波堤的计算1、计算内容护面块体的稳定重量和护面层厚度栅栏板的强度堤前护底块石的稳定重量胸墙的强度和抗滑、抗倾稳定性地基的整体稳定性地基沉降2、计算状态持久状况：应考虑以下的持久组合设计高水位：波高应采用相应的设计波高；设计低水位：A、当有推算的外海设计波浪时，应取设计低水位进行波浪浅水变形分析
17、，求出堤前的设计波高；B、当只有防波堤建筑物附近不分水位统计的设计波浪时，可取与设计高水位时相同的设计波高，但不超过低水位时的浅水极限波高。极端高水位：波高采用相应的设计波高；极端低水位时，可不考虑波浪的作用。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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 13 页偶然状况：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、结构型式（一）重力式直
18、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：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。1、方块式直立堤墙身块体型式方块式墙身主要有：普通方块（正砌方块、斜砌方块）、巨型方块和消浪方块。优点：墙身坚固耐久，施工简便，能抵御较大的波浪。缺点：自重大，地基应力大，砼用量多，水下安装和潜水工作量大，施工进度慢，堤身整体性能差，易随地基沉降而变形，对不均匀沉降比较敏感。适用条件：施工期波浪不大，现场起重设备能力较大和地基较坚实的情况。2、沉箱直立堤沉箱墙身主要有：矩形、圆形和带消能室的砼沉箱优点：堤身整体性好，水
19、上安装工作量小，不需要大型起重设备，施工进度快，箱中填以砂砾可降低造价。缺点：沉箱的预制和水下需要相应的场地和设备，要有足够的水深的航道。箱壁较薄，在水位变动区易受海水侵蚀而损坏，而沉箱一旦破坏，修复困难。适用条件：有条件的地方（有预制能力，滑道和船坞，浮运水深足够）在实际工程中，矩形沉箱采用较多。3、大直径圆筒直立堤墙身直径为3以上的薄壁无底砼圆筒，置于抛石基床或部分沉入地基之中，筒中填充砂石。）置于抛石基床上的圆筒机构及其工作原理与一般重力式基本相同。）部分沉入地基中的圆筒直立堤，适用于软基和持力层较深的情况对于沉入地基较浅（1.5 3m ）的圆筒，其工作状态同重力直立堤。沉入较深的圆筒，
20、由于受土的嵌固影响较大，其工作状态不同于重力式结构。（二）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。1、单排桩防波堤它由打入地基中的排桩、桩顶部的帽梁和连接构件组成。2、 双排桩式防波堤两侧是打入地基中的排桩，每排桩由纵向导梁架住，然后用拉杆将双排桩对拉，双排桩中间用石料填充，顶部用混凝土覆盖，然后在盖板上浇注上部结构。3、钢板桩格形结构防波堤组成：由打入地基中的钢板桩组成封闭的系列格形结构，在空格中填充砂或石料。优点：格形结构防波堤整体稳定性较好，适用于水深大、波浪强的情况。缺点：钢板桩在水位变动区易锈蚀，需要采取保护措施。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师
21、归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 13 页（三）消能式防波堤1、顶部削角直立堤在直立堤的上部结构靠海侧做成较缓的斜面，犹如直立墙削掉一个角。优点： 1）堤前波浪在斜面上破碎，即削减了一部分波能，又减少了堤前波浪的反射，从而使波浪减少；2）作用在斜面的波压力的垂直分力还有利于堤的稳定，从而减小了堤的断面。缺点：削角斜面上的越浪较大。2、开孔消浪直立堤将沉箱靠海侧的箱壁上开一系列孔洞，部分波浪水体通过孔洞进入海侧箱格的消能室，利用堤前波浪与进入消能室水体的相位差和水体进入效能室后产生的剧烈紊动来消能，以达到减少波浪力的目的。适用条件：水深小于6m 、波浪周期小于6s 的环境。3、
22、开孔半圆形防波堤半圆形防波堤是由半圆形拱圈和底板组成，堤身内不抛填石料。拱圈上开孔可消耗波能，底板上开孔可减小波浪浮托力。特点：波浪力作用小，构件受力性能好。4、 削角空心方块防波堤结合削角斜面结构和开孔消浪结构两者的优点的一种新型结构。三、断面尺寸和构造（一）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。（二）断面尺寸拟定 1 、高程设计（1）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
23、.0 1.25 ）H （2）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M的造价。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。（三）断面构造 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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结
24、 - - - - - - -第 10 页，共 13 页型式：直立式，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 25 30一般情况下，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。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
25、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： 10 100kg 护底块石：基床向海一侧需修建堤前护底，取12 层，厚度 0.5m。四、防波堤的计算（一）重力式直立堤的承载能力极限状态、设计状况和作用组合 1 、作用竖向荷载仅自重力，水平荷载主要是波浪力。在进行承载能力极限状态时，应以设计波高及对应的波长确定的波浪力作为标准值。2、设计状况及相应组合持久状况（重现期为50 年）设计高水位时：波高采用相应的设计波高（重现期为50 年），考虑持久组合。设计低水位时，波高采用以下两种方法： A、当推算外海设计波浪时，应取设计低水位进行波浪浅水变形分析，求出堤前的设计波高； B、当只有建
26、筑物附近部分水位统计的设计波浪时，可取与设计高水位时相同的设计波高，但不超过低水位时的浅水极限波高。设计高水位时，堤前波态为立波，而设计低水位时，已为破碎波，尚应对设计低水位至设计高水位之间可能产生最大波浪力的水位情况进行计算。极端高水位时，波高采用相应的设计波高；极端低水位时，可不考虑波浪力的作用。短暂状况：应考虑以下组合对未成型的重力式直立堤进行施工期复合时，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510 年。偶然状况在进行重力式直立堤地基承载力和整体稳定性计算时，应考虑地震作用的偶然组合。水位采用设计低水位，不记波浪与地震作用的组合。（二）重力式直堤计算 1 、计算内容沿堤底
27、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；暗基床基床和地基承载力精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 13 页整体稳定性（应带入波浪力）地基沉降明基床护肩块石和堤前护底块石的稳定重量对沉箱结构尚应计算沉箱的吃水，干舷高度和浮游稳定性沉箱的外壁、隔墙、底板和底板悬臂的承载力和裂缝宽度。2、护肩块石和护底块石护肩块石和坡面：参阅规范附录F 计算或查表。护底块石：根据堤前最大的波浪底流速Vmax按规范表4.2.21选取。堤前为立波；堤前为远破波；堤前为近
28、破波。（三）直堤堤头和堤根的设计特征1、堤头设计特征平面形状和加宽特征形状：方形（矩形和折角形）、圆形和半圆与矩形的组合加宽：向港内、向港外和向两侧。设计时宜向港内加宽堤头的结构特征适当加宽护底宽度（堤头处水流流速和波浪底流速都较大）。堤头基床的内外坡度比堤外缓，并要加强基肩部分的保护堤头顶部三面均要设胸墙，且比堤外胸墙高，以保护堤头设施堤头段和堤外段衔接处要设变形缝堤头段长度(1.5 2) 倍堤头宽度2、堤根设计特点一般采用斜坡式当水深较大，且为岩基，堤为直立时，可考虑用直立式堤根，但在堤根部分要抛石，以免波能集中。第六章围海工程1、定义： 在沿海修筑海堤围割部分的工程。2、分类： 按平面布
29、局分为顺岸围垦、海湾围垦和河口围垦。主要建筑物是海堤，其次是水闸。3、堵口工程：1）工程内容：龙口布置、堵口方法及程序、截流堤设计及闭气等。2）堵口时间：应根据当地具体情况来选定，避开最不利因素：台风、大潮等，在合龙后有足够时间在大潮、台风季节来到之前进行闭气和加高培厚，把挡潮大堤全线修建到设计高程。3）龙口尺寸和位置选择：围垦面积小，吞吐量不大，海涂面平坦，无深巷情况，海堤全线底高程及地质条件均相近，可采用一个龙口或分散龙口的方法，最后在一个落潮时段内同时进行合龙。围垦面积大，吞吐量大，有深巷情况，一般采用集中口门的方法。4）龙口水力计算步骤：选择堵口设计潮位与设计潮型；推求内港水位过程线；
30、计算Zt、vt 、qt 、pt 曲线5）堵口方法：平堵：从龙口底部逐层向上抬高堆石潜堤立堵：从龙口两侧堤头进占缩窄口门平立堵结合6）闭气： 内闭气（我国广泛采用）外闭气精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 13 页7）闭气材料：应按照就地取材的原则，并综合考虑抗渗性，在水中的抗流失性及排水固结性能选定。一般常用的有海泥、黄土及砂等。有时为了提高海泥抗剪强度，加速其固结，可以采用海泥和砂混合抛投和分层抛投，以利排水，效果较好。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 13 页