1. 研究目的与意义（文献综述）

防波堤是港口海岸工程中的一种重要水工建筑物，设计防波堤要将我们所学的理论知识与工程实际结合起来。防波堤具有防御波浪、冰凌的袭击，围护港池，保证港内水域平稳，以保护港口免受坏天气影响，为船舶提供平稳、安全的停泊和作业条件和减少或减少或阻止泥沙进港，减轻港内积淤，保证港内水深，堤内侧可兼作码头，或安放系锚设备，供船舶停靠，节省投资的功能。因此，选择合适类型的防波堤对于我们的防波堤设计至关重要。由施斌^[1]对防波堤的断面形式分类有下面三种；1.斜坡式防波堤一种较常用的经典防波堤形式, 波浪与斜坡式防波堤作用产生显著变形,发生破碎,给斜坡造成局部集中的动水压力以及底流作用,同时在水下防波堤坡面还会产生向上作用的反压力。因此,斜坡式防波堤外坡通常采用天然块石或者混凝土块体或作为护面,从而防止波浪冲刷,堤身一般用分层分级块石堆成梯形断面;堤顶高程主要根据波浪在护面上的上爬高度和容许越波量来确定。在实际工程应用中,斜坡式防波堤主要用于浅水区以及软土地基的情况。2.直立式防波堤为正向波浪在直墙堤前将发生完全或不完全反射,形成立波。完全立波波高约为两倍原始波高,波长不变;在墙面和墙前半波长处波峰与波谷交替出现,称为波腹;在墙前四分之一波长处水面几乎不动,称为波节。这样,直墙将承受立波的压力和浮托力, 因此常采用钢筋混凝土沉箱或混凝土巨块构筑, 波浪较小时也可采用木笼, 近来也有采用大型管柱排列的结构。直墙堤适用于岩基或较密实的地基,墙底常铺一层碎石基床,堤外基床面视需要铺设护面块石,堤内侧可兼作码头用。容许越浪时堤顶高程可降低,有时还采用削角顶盖和带消浪空室的沉箱以减少立波压力。斜向波浪或不规则波的方向谱分量,在直墙前反射形成三向波,峰谷呈棋盘状交替出现,确定沿堤线波浪的合压力需要考虑直墙分段的影响。3.混成堤上部为混凝土直墙、下部用斜坡式抛石突基床混合组成的防波堤。根据突基床顶高程的不同,波浪在直墙前的破碎临界水深变化于 0.8~1.7倍波高范围内。在满足地基承载力的前提下,应尽量采用较低的突基床,使直墙前水深大于临界水深形成立波。突基床过低,直墙前水深小于临界水深,则不可避免地形成破波,直墙上将 承受压强比立波压力大得多的破波压力,直接影响直墙的稳定。因此,在破波条件下,应尽量采用较高的基床,使波浪破碎在基床上,不直接冲击直墙,此时,直墙上承受的是部分波浪或破波水流的波压力。突基床外侧需采用大块石或人工块体护面和压肩。堤内侧也可兼作码头。通过查阅徐伟,赵海涛，信书^[2]的文献可知朱家尖月岙渔港位于舟山群岛第5大岛—— 朱家尖岛东北部月岙村,地理坐标29.57n, 122.24e。目前,经常来往于月岙渔港避风,卸渔的渔船近300艘,现有避风锚泊面积,码头泊位严重不足。为切实保障渔民生命财产安全,方便渔民生产作业,"十一五"期间,浙江省人民政府计划每年投人渔港基础设施建设资金2.4亿,大力推进标准渔港体系建设.以省标准渔港体系建设为契机,月岙渔港将按国家Ⅱ级渔港标准,对现有渔港基础进行改,扩建,以更好地为月岙村及周边渔民服务。在这个自然背景下我们可以对比选用直立式防波堤。不仅因为其适宜当地的自然条件，而且具有堤身整体性好，水上安装工作量小，不需要大型起重设备，施工进度快，工程造价低等特点。

国内研究现状：牛恩宗，邓磊，马德堂^[3]在大连港大窑湾岛式防波堤采用了具有透流，轻型特点的梳式防波堤。吴浩，孙大鹏，夏志盛^[4]则通过混合型边界元和分区边界元方法建立一个适用于求解波浪与大开孔消浪结构相互作用的强非线性波浪变形数值模式,该数值模式具有较好的精度,可应用于开孔沉箱防波堤消浪效果的计算和研究。张文全^[5]通过直墙消波沉箱防波堤和上部为斜面的沉箱防波堤结合，在普通沉箱防波堤的前方设有带槽的曲面透空墙和消能室而设计的曲面消波沉箱防波堤。杨志坚唐诗雨，王彬，等^[6]则在沉箱防波堤的基础上结合了振荡水柱波浪发电装置形成喇叭型防波堤兼作波浪发电装置的设计。对于波浪力对防波堤的作用，佟德胜，郭科，郄禄文^[7]为了研究削角直立式防波堤上波浪力的分布规律，寻求合适于削角直立堤的波浪力计算公式提出了相应的水平波浪力，斜面竖向波浪力及堤底浮托力的不确定系数，并建议对斜面竖向波浪力的计算值进行适当调整。还有谢世楞^[8]对直立堤与斜坡堤优化设计，他提出事先均不规定设计波浪的重现期标准,而对于重现期在一定范围内变化的不同波浪,都分别按相同的结构型式和设计原则来进行堤身的断面设计,然后确定包括建造费用和维修费用的总投资最少的最佳断面。在青岛崂山前海直立式防波堤兼码头工程的设计中，宋军港，徐文琦^[9]通过规范计算值与断面物理模型试验数据的对比分析,合理确定断面尺度、堤顶高程和越浪量等重要设计参数。特别是通过多组试验的数据分析,对挡浪墙的外形尺度和护底宽度进行优化,采用通过增大护底块体重量的方式有效地减小护底长度,充分运用试验手段对于设计规范的护底相关规定做出了有益的探索和补充,为深水直立式防波堤的设计改进提供了借鉴。沈雨生，周益人，潘军宁^[10]对国内外浮式防波堤的主要研究成果和进展进行了综述,从理论推导、经验公式和数值计算3个方面归纳和总结了浮式防波堤波浪透射系数的计算方法。介绍了浮式防波堤结构型式的研究进展,重点分析了浮箱式、浮筒式、浮筏式及其相应改进结构等不同型式浮式防波堤的消浪原理和消浪效果,分析比较了不同结构型式浮式防波堤的优缺点。介绍了浮式防波堤在国内外的工程应用,并分析了限制浮式防波堤应用的主要原因,指出了目前浮式防波堤研究方面的不足,以及推广应用浮式防波堤需要进一步研究的内容。最后曹义国，夏俊桥^[11]在连云港徐圩港区直立式防波堤工程采用一种新型桶式结构,为了解决该结构的海上运输与安装,节省施工费用,施工中采用水上气浮拖带运输,通过排气、排水实现负压下沉,保证了新型桶式结构的顺利实施。在桶式基础结构气浮拖运和负压下沉过程中,通过自动控制系统控制桶式基础结构的姿态和沉放精度,保证了工程质量。

国外发展现状：paprota^[12]通过在波浪槽中安装由波纹槽底部的多孔管组成的气动防波堤模型，并与活塞式空气压缩机连接。上升的气泡形成一个空气屏障，消散波浪能量并减少传播波浪的高度。该模型暴露于具有固定参数的规则波浪中，并通过改变供应给管道的空气量来修改其性能。粒子图像测速和声学多普勒测速方法被用来测量用作防波堤的水下空中屏障附近的波流速度场。为了评估气动防波堤在阻尼波中的有效性并确定导致波能消散的过程，测量由自由表面高程配准支持。根据测量结果，分析了不同波浪条件下气动防波堤的性能。结果表明，由上升气泡引起的湍流区域内能量的耗散可被认为是气动防波堤能量衰减的主要机制。l rossi,pranzini e,lami g,et al^[13]使用静态的岸边保护结构通常被认为是减少海岸线活力的不可逆转的变化，但可以对结构进行修改，使其更加符合人类需求，并创造出更具流动性的海滩。这个概念通过比较由出现的分段式海上防波堤改造成连续的水下结构而造成的海滩和近岸的形状和体积的变化来记录1983年至1987年期间，意大利托斯卡纳海岸福洛尼卡湾建造了分段防波堤。防波堤创建了一个不对称的海岸线，海滩凸起部分朝向结构和向缺口向陆地的海湾。 2011年至2013年期间，防波堤被拆除，巨石被用来创建一个连续的远离海洋的淹没式防波堤，海平面在海平面以下-0.5英寸处有一个更宽的波峰。目的是为了获得更好的海景和更宽阔的海岸宽度。在这个过程中，自然过程允许更大的自由来重塑海滩。海岸线在改造后变直，但在2013年至2016年间平均退缩12.9英寸。这项研究提供了修改防波堤以使海岸线功能更自然的评估之前为数不多的原型之一。 rs shih^[14]解释海上结构损坏的主要原因是波浪冲击力。防护结构，如浸没式防波堤，屏蔽防波堤和各种桩通常设计用于提供额外的冲击力衰减（减少）。在本研究中，通过物理实验研究了高透水管道防波堤对波浪冲击力和波压的降低。波浪冲击的过程相当复杂，涉及强烈的非线性和瞬态效应。海浪结构通常受到波浪冲击力强烈的部分破坏;因此，波浪冲击力的影响是沿海建筑物安全和/或破坏需要考虑的重要因素之一。这项研究解决了使用高透气密度小口径管道的问题，这可以有利于港区内海水的对流和交换，并且有效地进行波浪吸收。研究调查了安装在海堤前的透水管屏防波堤的性能，以减少波浪冲击力和波浪压力。物理实验通过在各种条件下考虑规则波和不规则波来进行。实验结果表明，垂直放置在路基前方的透水管道障碍物可以有效减轻和减少70％以上的波浪冲击力。

2. 研究的基本内容与方案

设计的基本内容

设计的主要内容是针对朱家尖月岙渔港，设计一种直立式防波堤，以保障渔民生命财产安全、方便渔民生产作用。根据防波堤设计与施工规范，设计针对本项目的直立式防波堤，并根据对其进行验算，以确认其合理性.

其中包括以下几点：

3. 研究计划与安排

进度安排

1-4周：阅读参考文献，撰写开题报告，并完成外文翻译
4-8周：直立式防波堤设计及计算
9-13周：完成毕业设计报告，准备答辩

4. 参考文献（12篇以上）

[2] 信书, 徐伟, 赵海涛,等. 朱家尖月岙渔港透空式防波堤设计[j]. 水运工程, 2012(1):54-58.

[3] 牛恩宗, 邓磊, 马德堂. 梳式防波堤的试验研究与实施[j]. 中国港湾建设,2001(6):5-8.

[4] 吴浩, 孙大鹏, 夏志盛. 波浪与大开孔消浪结构作用非线性数值模拟[j]. 海洋工程,2010, 28(3):117-122.