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研究生:黃俊維
研究生(外文):Chune-Wei Huang
論文名稱:不規則波作用下海堤堤趾沖淤特性之初步研究
論文名稱(外文):A Preliminary Study on Scouring and Depositing In the Vicinity to A Seawall under Irregular Waves
指導教授:簡仲和簡仲和引用關係
指導教授(外文):Chung-Ho Chien
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:水利及海洋工程學系碩博士班
學門:工程學門
學類:河海工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:66
中文關鍵詞:堤趾沖刷不規則波
外文關鍵詞:irregular wavescour
相關次數:
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  本研究主要係以在砂質底床上之試驗水槽中拍打不規則波之方式,初步探討海堤堤趾地形之沖淤特性,試驗斷面係參考西南海岸地形與海堤斷面以1/15之等比模型比尺加以佈置,即近灘坡度為1:30之砂質底床上,海堤堤面坡度為1:1.5、堤頂寬為26.7cm,並考量13.3及21.3cm兩種堤趾水深;試驗波浪則以2.07、2.58、3.1及3.61sec四種示性週期,分別拍打不同波高大小之不規則波浪。拍打波浪時,同步檢測碎波帶波高、堤趾波高、堤面溯上,以作為分析比較之用,待試驗波浪拍打完畢後,再量測海堤堤趾前處之地形變化,以 作為計算堤趾沖淤量之用。
  由因次分析結果顯示,堤趾最大沖刷深度與堤趾波高之相關性較佳,與深海波高之相關性較差,且與超越機率2%溯上值R2%之相關性較佳。由無因次分析結果顯示,無因次之堤趾最大沖刷深度(Δds,max/dt)與堤面坡度相似參數之關係受週期影響,與Ursell參數之關係較離散,惟與徐爾茲數或流動勢能參數之回歸關係最佳,數據分佈較集中。並藉回歸實驗數據,提擬堤趾最大沖刷深度與沖刷幅度,砂丘淤積高度與淤積位置等回歸式,以提供海堤堤基深度規劃設計時參考。
  最後本文提擬等效沖刷作用延時te觀念,藉以分析得堤趾沖刷歷程中,堤趾沖刷深度無因次參數Δd/Δds,max與無因次作用延時te/ts,max之關係(Δd為等效沖刷延於te時之沖刷深度,ts,max為最大沖刷深度形成之等效沖刷延時),將可用以描述波浪作用歷程中不同等效沖刷延時之堤趾沖刷深度變化情形,提供海堤堤趾安全評估之用。
  The characteristics of scouring and depositing in the vicinity to a seawall is preliminarily studied in the thesis, by the irregular wave experiments in a sand bed flume.
  Referring to the section profile of southwestern coast and seawalls, the layout in the flume is made with a model scale of 1/15; the sand bed in slope of 1:30 nearshore and 1:80 offshore, a seawall with a slope of 1:1.5 and crest width of 26.7cm, as well as two kinds water depths (13.3 cm , 21.3 cm) at the toe of seawall. While a sequent of irregular waves were generated with T1/3 =2.07, 2.58, 3.1 and 3.61sec, breaking wave height, wave height in front of the seawall, run-up along the seawall slope and scouring depth of sand beach were measured simultaneously for dimensionless analysis.
  The results reveal that the maximum scour depth Δds,max shows a good relation with the wave height in front of the seawall and most 2% larger run-up, and scouring parameterΔds,max/dt presents a natural-logarithmic correlation with Shields' number Ψm , in which dt=water depth at the toe of seawall. With regression of experimental data, the empirical formula of the maximum scour depth and width, the maximum deposit height and position were also suggested in this study.
  The concept of the equivalent scouring durations te was proposed to obtain the relationship of the dimensionless scouring depth Δd/Δds,max and time scale te/ts,max in this study (Δd=temporal scouring depth at te ; ts,max=total duration when Δds,max happens).Thus the temporal development of the scouring depth at the toe of seawall could be evaluated and used to assess the seawall safety during a sequent wave attacking.
中文摘要------------------------------------Ⅰ
英文摘要------------------------------------Ⅱ
誌謝----------------------------------------Ⅲ
目錄----------------------------------------Ⅳ
照片目錄------------------------------------Ⅴ
圖目錄--------------------------------------Ⅵ
表目錄--------------------------------------Ⅷ
符號說明------------------------------------Ⅸ
第一章 緒論---------------------------------1
1-1 前言-------------------------------------1
1-2 文獻回顧---------------------------------2
1-3 研究目的、方法與本文組織-----------------3
第二章 實驗配置與實驗方法-------------------4
2-1 實驗設備與器材---------------------------4
2-2 實驗條件、波浪條件與佈置-----------------6
2-3 實驗方法與步驟---------------------------10
2-4 實驗數據分析方法-------------------------14
第三章 實驗現象討論與因次分析---------------17
3-1 堤趾沖淤現象-----------------------------17
3-2 堤趾最大沖刷現象-------------------------19
3-3 等效沖刷作用延時-------------------------22
3-4 因次分析---------------------------------32
第四章 結果分析與討論-----------------------39
4-1 堤趾最大沖刷深度------------------------39
4-2 堤趾最大沖刷幅度------------------------57
4-3 堤趾淤積高度與位置----------------------59
4-4 堤趾沖刷深度變化歷程--------------------61
第五章 結論與建議---------------------------63
5-1 結論--------------------------------63
5-2 建議--------------------------------64
參考文獻 -----------------------------------65
附錄A 實驗數據表----------------------------附錄A1
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