大连理工大学：建设工程学部土木水利实验教学中心《港口航道与海岸工程专业实验》教学资源（讲义）港口航道与海岸工程专业实验课（主讲教师：韩丽华）

港口航道与海岸工程 专业实验课 主讲教师：韩丽华

港口航道与海岸工程 专业实验课 主讲教师：韩丽华

概述 ■ 港口、，海洋工程建筑物一般位于近海地区，经常受到波浪、 水流等海岸动力因素的作用。，因此，在港口建设中规划其平 面布置、设计各种海洋工程建筑物、防浪建筑物时，都必须 掌握海洋动力因素的变化规律，预计可能发生的对建筑物的 作崩力。，研究解决此类问题，一般采用数学模型和物理模型 两种方法。 ·数学模型的方法，变换条件容易，节省人力和经费等优势 但由宇有些实际工程问题，所涉及到的自然现象和边界 件 比较复杂，由此带来的计算技术方面的问题是相当困难 杂的； 物理模型的方法，它是将原型有关的动力因素，根据相似原 理，通过比尺的缩小，使原型有关现象在模型中复演，比较 直观，以便进行研究

概 述 „ 港口、海洋工程建筑物一般位于近海地区，经常受到波浪、 水流等海岸动力因素的作用 。因此 ，在港口建设中规划其平 面布置、设计各种海洋工程建筑物、防浪建筑物时，都必须 掌握海洋动力因素的变化规律，预计可能发生的对建筑物的 作用力 。研究解决此类问题 研究解决此类问题 ， 一般采用数学模型和物理模型 两种方法。 „ 数学模型的方法，变换条件容易，节省人力和经费等优势； 但由于有些实际工程问题 ，所涉及到的自然现象和边界条件 比较复杂，由此带来的计算技术方面的问题是相当困难和复 杂的； „ 物 模型的方法 物 理模型的方法 ，它是将原型有关的动力因素 它是将原型有关的动力因素 ，根据相似原 理，通过比尺的缩小，使原型有关现象在模型中复演，比较 直观 ，以便进行研究

、 模型试验的目的 1.对于难以计算的问题，提供设计依据 2.验证应用理论的正确性 3.寻找规律、发现理论的解答 4.配合数值计算解决问题

一、模型试验的目的 1.对于难以计算的问题，提供设计依据 2.验证应用理论的正确性 3 .寻找规律 、发现理论的解答 4.配合数值计算解决问题

二、模型试验的种类 根据试验任务不同，可选用不同的模型 来满足试验要求。 1.整体、半整体模型试验 2.断面模型试验 3.正态、变态模型试验 4.动床、定床试验

二、模型试验的种类 „ 根据试验任务不同，可选用不同的模型 来满足试验要求。 1 .整体 、半整体模型试验 2.断面模型试验 3.正态、变态模型试验 4 .动床 、定床试验

1.整体、半整体模型试验 当我们研究港内波浪状况时，需要把研究 的港区地形、码头和防波堤等建筑物都按 比例缩小，做成模型进行试验，这种模型 试验叫整体模型试验。 。1 如果建筑物是对称的，我们就采用半整体 进行模型试验，这种模型试验称半整体模 型试验

1.整体、半整体模型试验 „ 当我们研究港内波浪状况时，需要把研究 的港区地形、码头和防波堤等建筑物都按 比例缩小，做成模型进行试验，这种模型 试验叫整体模型试验。 „ 如果建筑物是对称的，我们就采用半整体 进行模型试验，这种模型试验称半整体模 型试验

2.断面模型试验 有些问题往往不需要整体模型，例如测防波 堤上的波压力或块体的稳定性，模型比尺不 能取得太小，此时只要沿防波堤轴线截取一 段进行试验即可，这种模型试验叫断面模型 试验

2.断面模型试验 „ 有些问题往往不需要整体模型，例如测防波 堤上的波压力或块体的稳定性，模型比尺不 能取得太小，此时只要沿防波堤轴线截取一 段进行试验即可，这种模型试验叫断面模型 试验

3.正态、变态模型试验 在一般问题的试验时，对原型的三个尺 度都用相同的比例尺来缩小成模型，这 样的模型试验叫正态模型试验。 ■但有些情况因受一些条件的限制，正态 模型不能满足试验要求，而采用变态模 型，变态模型试验在竖向和水平方向的 长度缩小倍数是不同的

3.正态、变态模型试验 „ 在一般问题的试验时，对原型的三个尺 度都用相同的比例尺来缩小成模型，这 样的模型试验叫正态模型试验。 „ 但有些情况因受一些条件的限制，正态 模型不能满足试验要求，而采用变态模 型，变态模型试验在竖向和水平方向的 长度缩小倍数是不同的

4.动床、定床试验 根据试验模型底床的变化与否，分为动 床试验和定床试验。定床试验是指在整 个试验中底床始终不变。 ■动床试验则与之相反，在研究泥沙运动 时多用此方法进行试验

4.动床、定床试验 „ 根据试验模型底床的变化与否，分为动 床试验和定床试验。定床试验是指在整 个试验中底床始终不变。 „ 动床试验则与之相反，在研究泥沙运动 时多用此方法进行试验

三、试验用的主要设备 (港海实验室） 港口、海洋工程建筑物的水力模型试验， 主要设备是港池、水 槽、造波机及造流系统。 1.港池平面尺寸长50m、宽8m、深1m。前端有不规则造波机、出 流口，后端有出流口、消能坡、消能网，主要用宇整体模型试 验 2.水槽平面尺寸长47m、宽1m、,深1.3m。前端有不规则造波机、 出流口，后端有出流口、消能坡、消能网，主要用子断面模型 试验， 3.造流系统包括在港池和波浪槽的前端、，后端、留有水流出口， 并匹配加流设备（泵、，阀门、 管系)使水流方向与波浪方向正 向或反向，用以模拟波流共同作用试验研究。 4.造波机安放在港池、水槽的前端，作为人工模拟波浪，造波机 能造规则波和不规则波

三 、试验用的主要设备 （港海实验室 ） „ 港 口 、海洋 程建筑物的水力模型试验 工程建筑物的水力模型试验 ，主要设备是港池 主要设备是港池 、 水 槽、造波机及造流系统。 1.港池平面尺寸长50 m、宽8 m、深1m。前端有不规则造波机、出 流口 ，后端有出流口 、消能坡 、消能网 ，主要用于整体模型试 主要用于整体模型试 验， 2.水槽平面尺寸长47 m、宽1 m、深1.3m。前端有不规则造波机、 出流口 ，后端有出流口 、消能坡 、消能网 ，主要用于断面模型 主要用于断面模型 试验， 3.造流系统包括在港池和波浪槽的前端 包括在港池和波浪槽的前端 、后端 、留有水流出口， 并匹配加流设备（泵、阀门、管系）使水流方向与波浪方向正 向或反向，用以模拟波流共同作用试验研究。 4.造波机安放在港池 造波机安放在港池 、水槽的前端 ，作为人工模拟波浪 作为人工模拟波浪 ，造波机 能造规则波和不规则波

三、试验用的主要仪器 1.水面波动的测量 《CBY-IⅡ型波高测量控制系统》 BY非型波高测量控制装口

三、试验用的主要仪器 1.水面波动的测量 《CBY-Ⅱ型波高测量控制系统》