经典，创新和非常规的海岸线保护措施外文翻译资料

 2022-07-27 16:42:53

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经典，创新和非常规的海岸线保护措施

亨克bull;简bull;哈根

荷兰代尔夫特理工大学海岸工程部

摘要：

本文的目的是给出最新的一些最新的关于海岸线结构保护的发展概述。其他演示文稿中对沿海保护结构的需要作了一些讨论，包括“软化”技术，如海滩营养的解决方案，请看院长和教皇的论文。

关于松散岸堤保护的最新的发展，可以看礁石在浅水中稳定状态的相关报道。本课题将在演示文稿中详细阐述“范甘特”现象。

在所需的岩石尺寸变得过大的情况下，通常需要使用混凝土构件。由于存在许多因素，最近PIANC工作组确定了217个不同的组成元素，但其中大多数很少被应用。最新发展的具体块元素是Core-Loc（由美国陆军工程兵团开发）和Xbloc（由荷兰的德尔塔海洋顾问开发）。两种块元素在制定稳定的边坡保护措施中都有特别的优点;同时，它们的缺点是复杂的形状使它们的造价更昂贵。

像Core-Loc和Xbloc这样的块元素的优势之一就是它们可以单层应用。最近的研究表明，简单的混凝土立方体块也可以在单层中应用，但是需要特别注意二级层的放置密度和岩石尺寸。

另一个发展是使用极重的聚集体;通过使用磁铁矿，可达到高达4000 kg / m3的特定密度。使用较重的密度的主要优点是单个块的重量因子可以降低5个数值。因此，更薄的层是可能的，并且也可以使用较轻的施工设备。

作为岩石和混凝土结构的替代品，也可以通过使用地理学体系来建立。事实上，这些都是沙袋上的各种变化。土工布技术使得现在可以创建具有各种所需强度的、符合地理学特征的过滤设备。虽然仍然有一些关于地理学的耐久性的争论，一般来说，通过使用水下的材料，耐用性并不是真的问题了。基本上，三种类型的土工织物结构物在海岸线保护中是相互关联的。

当然，古典沙袋也一直在应用。只不过用的是大尺寸的。1立方米大开口的大袋子经常用于创建临时水坝，而封闭的袋子经常被应用为水下护岸，或作为隐藏的保护能力只能成为在灾难的情况下才能派上用场。

在土工布其他最近的发展是土工包和土公管的应用。土工包是巨大的袋（250立方米），用开体泥驳放在原位。依靠土工包可以用砂构造比较陡峭的水下结构。土公管是很长的管子，直径为5米，长度超过100米。土公管在原位置就被填充。

这两种类型主要应用在沙子是容易获得的条件下，但岩石必须从其他地方运输，因此相当昂贵。

要讨论的最后一个发展是倾向于更简单的结构。特别是对于小规模的结构，有时是没吸引力、没有先进和精确的设计的部分，但可以使它的结构变得更简单、在低纬度能承受更多损伤。从长远来看，这可能是一个更便宜的解决方案。

关于混凝土防波堤装甲单元的最新发展

传统抛石防波堤是由大规模的装甲岩石保护。不幸的是，对付大波浪时，所需的岩石尺寸变得如此之大，以至于找到这些岩石都成了问题。因此作为一种替代品，混凝土元件在很多年前就已被使用。基本上混凝土构件的发展上可以区分为两种倾向：

bull;尽可能地保持元素结构简单，降低生产和放置成本。缺点是混凝土的数量不是最小的。这种方法导致了混凝土立方体的应用。

bull;最大限度地提高渗透和内部摩擦。缺点是导致形状复杂，生产成本高，但材料利用率低。这种方法产生了许多单元体，像Tetrapod 、LOC和Xbloc。所有这些区块发展是商业资本和专利授权的，虽然有些专利是过期的。最近国际航运协会发表了一个与混凝土元素有关的目录[ 2004国际航运协会公关目录]。

在勾连块体新的发展已经开始让这些元素存在于一个单一层。这节省了大量的材料，也减少了总的放置时间。缺点是，形状变得更加复杂，安置也必须小心。尤其要注意第一层在防波堤的放置位置。

各种混泥土防波提块

几年前在南非的白云岩，微弱的混凝土单元已经得到发展。这件很轻，但非常稳定，已应用于多项防波堤。不幸的是，由于细长的设计，存在着意想不到的高风险，即其中有一边支撑易折断。

基于勾连快体和白云岩在上个十年已经被美国陆军工程师开发的经验，核心位置这一块是非常稳定的，并且可以应用在一个单一的层[梅尔比和土耳其人，1997 ]。布局要认真做，严格按照工程师的核心指导。

去年，来自荷兰的三角洲海洋顾问，已经提出了一种新的块--Xbloc，这是根据模型试验，如内部核心一样稳定，同时也可以应用于单个层没有问题。根据三角洲海洋顾问所表明，这一块的优点是容易制造，并适应那么严格的放置规定 [ 2003 ]等。

单一层和双层Tetrapods块稳定性的研究 [DEJONG, 2003]

虽然Xbloc比天然岩石更平滑，但是顶部比较少。 这主要是由于块体具有比天然岩石更高的孔隙率（KLABBERS最近的研究[2004]）。

Delft最近的研究表明，也可以将一些较旧的元素应用于单层配置。 使用Tetrapods和Cubes进行模型测试表明，两个元素都可以实现稳定的结构[BAGHELOE，1998; VAN GENT ET.AL.，1999和VANDENBOSCH ET.AL.，2002]。 装甲层的填充密度为nv lt;0.4（nv为空隙率）。 单层的放置密度必须高于双层的情况下，并且次级装甲必须略大，以防止二次层的损坏。

在他的研究中，DEJONG [2003]发现，如果装甲中的空隙率为0.3，则不会由于材料密度，而是由于滑动和位移。 若没有发生滑动和位移， 实验表明，二次层的侵蚀是入射波高的函数，而不是波陡度的铠装层堆积密度的函数。 一般结论是，在nv lt;0.4的充分填充密度和正常设计的二次层的情况下，结构是稳定的，但是必须使用稍微不同的稳定曲线（见图）; 次级层的侵蚀永远不会超过二次层的Dn50的三倍。

斜坡上的立方体的倾倒选项[VERHAGEN ET.AL, 2002]

无论是立方体还是四足结构，所需的放置密度都可以通过单独放置起重机来实现。通常，立方体从水线周围的位置倾倒（这节省了很多时间）; 发现如果水深不大于块大小的五倍，则也可以通过倾倒实现所需的放置密度。另外还发现倾斜对角线比平行线倾倒更高的放置精度。 选项2（见图）给出了最佳结果[VERHAGEN ET.AL.，2002]。 这意味着从一个边缘驳船的倾倒通常不是一个好的选择。

实验室中的沉块实验[VERHAGEN ET.AL., 2002].

在初始测试期间，当块从水线上方掉落时，相当一些空气被封闭。 具有封闭空气的块体与垂直路径相比，没有空气块。 所以这就给人的印象是，从水面上滴下来的可能会比刚刚浸入水中的情况更为准确。 见图。 此外，在这些初步测试中研究了块的旋转。 结论是，所有的块都有一些倾斜，但是它们并没有真的开始旋转。

使用沉重的聚集体

几乎所有的装甲装置的稳定性方程都用作稳定性参数（H /Delta;D）。由于材料的密度包含在该参数中，这意味着密度的增加也将增加稳定性。在过去，该稳定性数字已经被验证了在2400和2800kg / m 3之间的范围的变化。然而，也可以使用极重的聚集体，并生产密度在4000kg /m3左右的混凝土。由于事先不清楚稳定性关系对这些现象仍然有效，所以进行了一些超重的测试[TRIEMSTRA，2000,2001]。其优点不仅在于使用更小的块也能实现相同的稳定性，而且还具有较轻的块。这似乎有些矛盾，但可以很容易地解释。由于密度是1.6倍，所以块的重量小鱼2.5倍。

结果是，虽然每公斤的材料成本较高（由于成本较高的骨料），但混凝土总成本可能较低。 但还有更多的好处，因为这些块较轻，起重机也可以更轻。 起重机的消耗也可以较少。 以这种方式可以实现相当大的节省。

示例：在10米深的水深中，一个简单的防波堤将需要大约一个大约6吨的Xbloc。假设防波堤比水位高5米; 那么总高度为15米，斜坡宽度为22.5米。 只需要2.5吨重的聚集体。 为了将6吨块放置在22.5米的距离上，需要120吨起重机。 在同一斜坡上放置2.5吨的砌块只需要40吨起重机。 这种起重机的正常价格只是100吨起重机价格的三分之一。 额外

好处是块的较小的体积，更容易运输等。

防波堤覆盖

倾斜结构超标的长期研究计划导致最近又出现了一套新的启动和覆盖准则（VAN DER MEER，2002）。公式的总体形状如下：

其中Q *和R *分别为无量纲顶点，无量纲顶峰高度。 结构的斜率由alpha;，波高，波长H和L给出。另外，在方程中加入多个系数，以考虑坡度粗糙度，护堤等的影响。

混凝土防波堤元素是极易渗透的。 这意味着超载不仅通过摩擦减少，而且还因为水流入结构。 两个效应通常在一个参数中考虑，即粗糙度系数gamma;f。因此，人造装甲的这个系数的值Xbloc可以低于岩石，虽然斜坡看起来更平滑。 最近对Xbloc的测试斜率表明，gamma;f的值可以低至0.3。

近海通常很浅的事实并不直接考虑在这个方程式内。 VAN GENT [2001]的调查显示，对于温和浅波的前景，可以通过不使用方程中的峰值期，而是使用Tm-1,0来考虑效果。

根据VanDerMeer和Klabbers四维方程和Xbloc方程的无尺寸覆盖[CUI, 2004]

作为替代，KLABBERS ET.AL. [2003]建议不要使用Iribarren数字[Ir =tanalpha;/radic;（H / L）]作为超过方程的基础，但Ursell数[U=（H/d）/（d / L2]。特别是对于混凝土防波堤，这可以更准确地预测超载。他们的方程是：

a和b的拟合值分别为0.01和-3.58。 在这个方程式中，应该使用结构底波的局部波长。

从上述数据可以看出，特别是对于Xbloc，Klabbers等人的公式。al给出更好的结果，但是可以看出，在Tetrapod斜率的情况下，该方程的结果不会比Van der Meer公式更差。应该意识到在KLABBERS ET.AL的公式中，不包括结构的斜率作为参数。这种影响尚未得到研究，因为具有混凝土防水要素的斜坡通常以1：1frac12;的固定坡度建成。

土工布的使用

土工布应用在多种沿海沿海保护品种中。土工布重要作用是具有滤波特性，可以防止颗粒过滤器的更换将微粒洗出。土工布的另一个重要功能就是他们是可以用来建造容器的廉价骨料，如沙子，并以这种形式承受水流和波浪的侵蚀力。以这种方式包装沙子可以代替岩石和混凝土元素。本文将讨论三种类型的应用程序。

闭合尼龙袋的抓斗放置，十一月1957（照片Cas Oorthuys，RVD）

大型土工织物袋

使用简单的沙袋已经相当过时了。几个世纪以来，沙袋是用来抵御洪水的。但是，只要是沙袋就必须用手处理，大小不得不被限制。沙袋不应超过50公斤，否则准确手工配售是不可能的（此外欧洲劳工条例限制大重量的袋子要处理一个人到25公斤。一个50公斤的袋子

只能由两个人处理）。但使用机器则可以使用更大的袋子。

虽然1957年在荷兰的pluimpot口关闭时大尼龙袋已经进行了测试。然而，在随后的几年里，这些袋子并没有被频繁使用，因为当时的材料成本很高。

在荷兰的julianakanaal一溃堤急救工程（照片Michiel wijnbergh / Hollandse Hoogte）

在那时，体积为1立方米的塑料袋在工业运输和储存散装物料方面相当标准。这些袋也可以很容易地用于紧急堤防；近年来，在洪水泛滥的过程中，这些袋子经常被应用。对于防水板是一个有吸引力的选择，因为袋子很便宜（他们通常都是买的二手），不仅在市场上很充足，而且便于叉车或起重机来处理。

在迪拜日益恶化的沙袋，对地方当局造成的视力等问题[ Weerakoon，2003 ]

对于永久结构，这些类型的袋子不经常使用。然而，定制袋使用坚固的非织造材料也用于更永久的结构。在这一刻，这样的袋子也作为软岩销售（商标为Naue Fasertechik，急救工作在荷兰，在julianakanaal堤防一月2004）。对于永久结构来说，保证足够的高度是非常重要的，否则在波浪条件下BAS不稳定。

通常袋子被用作“隐藏的保护”。事实上，他们形成了一层海岸保护，只有在风暴期间才能有效，以防止过度的跨岸侵蚀。在由于在沿岸运输沿岸保护梯度侵蚀情况下是无效的。然而，塑料袋也可以应用于构建丁坝，虽然在大多数情况下，优先考虑再到土公管

如前所述，沿岸建设往往是“隐藏保护执行”。这样，防止紫外线辐射破坏土工织物，但土工布变得不那么容易受到破坏。虽然造成的破坏可以被修复（参见下面的讨论），土公管是昂贵的，需要大量的管理工作。

因为袋子通常不是完全稳定的，所以它们会变形。轻微的变形不是从强度的角度来看问题，而是给人一种负面的视觉冲击。通常这是不能接受的，意味着海滩与旅游功能的损害。

要认识到，隐藏保护沿岸可以容易地被执行，但它是不可能用沙袋建造防波堤作为隐蔽工程。他们唯一的隐藏沙袋方式是用岩石覆盖丁坝。然而，在大多数情况下在经济上不吸引人。

土工包

土工包是相对较新的工程系统。尼科伦开发了系统，而且为土公包（尼科伦石棉纱，1988）这个名字申请了版权。土工包实际上是一个大袋子，装在一个开体泥驳中，并在一个特定位置被驳船倾倒。土工包在最近几年已经应用到了一些地方，主要是作为填充单元、护岸和防波堤。应用深度可达30米。geocontainer技术的概述是由皮拉尔奇克给出的[ 2000 ]。

土工包标准的基本材料是高质量的geolon PP，其长度为80 - 100和宽度为200千牛/米。土工包总是根据开体泥驳舱横向拉伸强度来制造；容纳能力从200立方米到300立方米。

放置土公包(Rijkswaterstaat拍摄)

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