《海岸工程》实验指导书港口航道与海岸工程专业
《海岸工程》实验指导书 港口航道与海岸工程专业
实验一直立式防波堤堤前波压力测定实验一、实验目的意义模型制作及防波堤前波压力测定是海岸工程的一个重要的实验，实际工程中经常应用，它是判定防波堤安全性能的重要判据。因此本次实验主要有以下几个目的：1、通过试验，使学生了解造波机和测量仪器的工作原理。2、使学生了解不同波浪谱的适用范围及能量的分布情况，能够利用造波机制作出试验所需的依据波浪，要求所制作出的依据波满足试验要求。3、通过试验，使学生了解直立堤前不同波态的产生条件。4、使学生掌握直立堤迎浪面波浪压力的分布规律。二、 实验的内容1、依据波试验，2、试验模型制作3、波压力试验。三、仪器设备水槽及造波机、波高仪，压力传感器，采集系统等。四、实验原理1、试验波谱不同的波谱有不同的适用范围，具体根据试验海区的波浪情况确定，以下是J谱的表达式：(Tp)-4 ,[-(/p-1 /20]S(f)=β, H1/3T,-4 f-5 exp此处0.06238-[1.094-0.01915lny]β, =.0.230 +0.03360.185(1.9 +)TH1/3Tp=10.132(y + 0.2)-0.559
实验一 直立式防波堤堤前波压力测定实验 一、 实验目的意义 模型制作及防波堤前波压力测定是海岸工程的一个重要的实验，实际工程中经常应 用，它是判定防波堤安全性能的重要判据。因此本次实验主要有以下几个目的： 1、通过试验，使学生了解造波机和测量仪器的工作原理。 2、使学生了解不同波浪谱的适用范围及能量的分布情况，能够利用造波机制作出 试验所需的依据波浪，要求所制作出的依据波满足试验要求。 3、通过试验，使学生了解直立堤前不同波态的产生条件。 4、使学生掌握直立堤迎浪面波浪压力的分布规律。 二、 实验的内容 1、依据波试验，2、试验模型制作 3、波压力试验。 三、 仪器设备 水槽及造波机、波高仪，压力传感器，采集系统等。 四、 实验原理 1、试验波谱 不同的波谱有不同的适用范围，具体根据试验海区的波浪情况确定，以下是 J 谱的 表达式： 2 2 exp / 1 / 2 2 4 5 4 1/ 3 ( ) . 4 5 ( ) exp p f f J p p S f H T f T f 此处 .1.094 0.01915ln 0.230 0.0336 0.185 1.9 0.06238 1 j 0.559 1/ 3 1 0.132 0.2 H p T T
TTp=或10.532(y + 2.5)-0.569=3.32、模型试验原理模型制作必须满足几何相似和重力相似原则。依据波制作必须满足佛罗德相似准则和雷诺相似准则。(1）弗劳德（Froude）准则F,==惯性力常数gL重力(2）雷诺（Reynolds）准则R.=α-惯性力=常数粘性力模型试验中常用的比尺：长度比尺：入=Lp/ Lm入t =入 1/2时间比尺：^t = ^-1/2频率比尺：入t =入 1/2速度比尺：入t=入压强比尺：入t=入3力比尺：入t =入5/2流量比尺：入t=入3/2单宽流量比尺：入t=^4能量比尺：五、实验方法、步骤1、根据试验波浪要素，确定合适的模型比尺，并将原型波浪、水位换算成模型值：选择合适的波浪谱。2、依据波试验：通过调整H1/3、T1/3，H1%，T1%，制作出合适的依据波，要求误差范围：土5.0%。3、直立堤模型制作，该项工作由教师指导学生在试验前完成，由于不涉及防波堤
或 0.569 1 0.532 2.5 T Tp 3.3 2、模型试验原理 模型制作必须满足几何相似和重力相似原则。依据波制作必须满足佛罗德相似准则 和雷诺相似准则。 ⑴ 弗劳德（Froude）准则 ＝常数 重力 惯性力 gL V Fr ⑵ 雷诺（Reynolds）准则 ＝常数 粘性力 惯性力 v VL Re 模型试验中常用的比尺： 长度比尺： λ＝Lp / Lm 时间比尺： λt ＝λ1/2 频率比尺： λt ＝λ-1/2 速度比尺： λt ＝λ1/2 压强比尺： λt ＝λ 力比尺： λt ＝λ3 流量比尺： λt ＝λ5/2 单宽流量比尺： λt ＝λ3/2 能量比尺： λt ＝λ4 五、 实验方法、步骤 1、根据试验波浪要素，确定合适的模型比尺，并将原型波浪、水位换算成模型值； 选择合适的波浪谱。 2、依据波试验：通过调整 H1/3、T1/3，H1％，T1％，制作出合适的依据波，要求 误差范围：±5.0％。 3、直立堤模型制作，该项工作由教师指导学生在试验前完成，由于不涉及防波堤
稳定，所以模型可以用木材或有机玻璃制作。但必须满足几何相似的原则。4、压力传感器的安装。在试验现场安装压力传感器。AEA2A32fA4FA523tA6沉箱8A78A88A9B4B3B5B2B198969691244压力传感器安装位置图5、试验模型的摆放。在试验水槽中安装沉箱模型，水位、高程必须符合要求。6、波压力测量试验。根据试验水位进行试验，试验水位一般分设计高水位、设计低水位、极端高水位和极端低水位。每个水位至少重复3次。六、实验数据整理和实验报告(1）实验过程。（2）用物理理论描述数学公式；（3）理论是实验误差及原因分析；
稳定，所以模型可以用木材或有机玻璃制作。但必须满足几何相似的原则。 4、压力传感器的安装。在试验现场安装压力传感器。 压力传感器安装位置图 5、试验模型的摆放。在试验水槽中安装沉箱模型，水位、高程必须符合要求。 6、波压力测量试验。根据试验水位进行试验，试验水位一般分设计高水位、设计 低水位、极端高水位和极端低水位。每个水位至少重复 3 次。 六、 实验数据整理和实验报告 (1) 实验过程。 (2) 用物理理论描述数学公式； (3) 理论是实验误差及原因分析； 41 91 24 59 24 26 22 52 50 23 71 20 98 96 96 沉 箱 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 B5 B4 B3 B2 B1
1+3设计低水位又0.58)R=97. 11KPa A5FA6Po箱iP=67.97KPa A78A97-9. 0B =58. 26KPadB4B2B1B3J R =58. 26KPaP（4）编写并提交实验报告
(4) 编写并提交实验报告。 B5 P u =58.26KPa B4 B3 B2 -9.0 沉 3.0 箱 A7 B1 A8 A9 A4 A6 A5 A1 A3 A2 8.8 P =67.97KPa P d =58.26KPa 设计低水位 P s =97.11KPa 0.58 P P u
附件实验报告书实验综述：表1断面波压力值实验名称断面号测量者记录者波高水位年月日断面号波高波长周期相对平均波压力备注波压力水深oh10.2h0.4h0.6h0.8hHn....理论与实验误差原因分析：
附件 实验报告书 实验综述： 表 1 断面波压力值 实验名称 断面号 测量者 记录者 波高 水位 年 月 日 断面号 波高 波长 周期 相对 水深 波压力 平均波压力 备注 1 0h 0.2h 0.4h 0.6h 0.8h H n . . . . . 理论与实验误差原因分析：
实验二防波提护面块体稳定实验一、实验目的意义1、通过试验，使学生了解造波机的工作原理和测量仪器的安装使用2、使学生了解不同波浪谱的适用范围及能量的分布情况，能够利用造波机制作出试验所需的依据波浪，要求所制作出的依据波满足试验要求。3、通过模型制作，使学生了解防波堤的结构组成。4、使学生掌握护面块体重量的计算方法。5、使学生了解护面块体的失稳过程，了解不同水位作用时块体受波浪力最大的区域。6、使学生通过观察试验现象，了解护面块体的失稳过程，能够总结出波浪对护面块体的作用规律。二、 实验的内容1、实验仪器操作2、试验模型制作3、块体稳定试验。三、仪器设备水槽及造波系统，波高仪，采集系统、压力传感器等。四、实验方法、步骤1、根据试验波浪要素，确定合适的模型比尺，并将原型波浪、水位换算成模型值：选择合适的波浪谱。2、依据波试验：通过调整H1/3、T1/3，H1%，T1%，制作出合适的依据波，要求误差范围：±5.0%。3、护面块体模型制作，该项工作由教师指导学生在试验前完成，先根据护面块体的尺寸制作模具，然后用水泥砂浆制作，制作时要求配重，使模型重量符合要求
实验二 防波堤护面块体稳定实验 一、 实验目的意义 1、通过试验，使学生了解造波机的工作原理和测量仪器的安装使用。 2、使学生了解不同波浪谱的适用范围及能量的分布情况，能够利用造波机制作出试 验所需的依据波浪，要求所制作出的依据波满足试验要求。 3、通过模型制作，使学生了解防波堤的结构组成。 4、使学生掌握护面块体重量的计算方法。 5、使学生了解护面块体的失稳过程，了解不同水位作用时块体受波浪力最大的区域。 6、使学生通过观察试验现象，了解护面块体的失稳过程，能够总结出波浪对护面块 体的作用规律。 二、 实验的内容 1、实验仪器操作 2、试验模型制作 3、块体稳定试验。 三 、 仪器设备 水槽及造波系统，波高仪，采集系统、压力传感器等。 四 、 实验方法、步骤 1、根据试验波浪要素，确定合适的模型比尺，并将原型波浪、水位换算成模型值； 选择合适的波浪谱。 2、依据波试验：通过调整 H1/3、T1/3，H1％，T1％，制作出合适的依据波，要求 误差范围：±5.0％。 3、护面块体模型制作，该项工作由教师指导学生在试验前完成，先根据护面块体 的尺寸制作模具，然后用水泥砂浆制作，制作时要求配重，使模型重量符合要求
4、防波堤模型制作。要求模型尺寸符合要求，垫层、提心石重量在规定的范围之内。5、根据试验水位进行试验，试验水位一般分设计高水位、设计低水位、极端高水位和极端低水位。试验中注意观察不同部位块体的晃动情况，明确什么情况属于稳定、什么情况属于失稳。资料整理和实验报告五、(1）实验过程。(2）护面破坏过程；(3)）理论是实验误差及原因分析：(4)）编写并提交实验报告
4、防波堤模型制作。要求模型尺寸符合要求，垫层、堤心石重量在规定的范围之 内。 5、根据试验水位进行试验，试验水位一般分设计高水位、设计低水位、极端高水 位和极端低水位。试验中注意观察不同部位块体的晃动情况，明确什么情况属于稳定、 什么情况属于失稳。 五、 资料整理和实验报告 (1) 实验过程。 (2) 护面破坏过程； (3) 理论是实验误差及原因分析； (4) 编写并提交实验报告
附件实验报告书实验综述：表1斜坡堤护面破坏过程纪录表实验名称断面号测量者记录者水深压力年日月波长断面号波高周期不同波压力破坏情况备注水深OhI0.2h0.4h0.6h0.8hHn.........:破坏过程描述：理论与实验误差原因分析：
附件 实验报告书 实验综述： 表 1 斜坡堤护面破坏过程纪录表 实验名称 断面号 测量者 记录者 水深 压力 年 月 日 断面号 波高 波长 周期 不同 水深 波压力 破坏情况 备注 1 0h 0.2h 0.4h 0.6h 0.8h H n . . . . . 破坏过程描述： 理论与实验误差原因分析：