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1、中华人民共和国行业标准波浪模型试验规程JTJ/T2342001主编单位：南京水利科学研究院批准部：中华人民共和国交通部施行H期：2002年5月1日关于发布波浪模型试验规程(JTJ/T2342001)的通知交水发2001773号各省、自治区、直辖市交通厅(局、委),长江、珠江航务管理局及有关企事业单位：由我部组织南京水利科学研究院等单位修订的波浪模型试验规程,已经审套通过,现批准为推荐性行业标准,编号为JTJ/T234-2001自2002年5月I日起施行。波浪模型试验规程(Jn301-88)(试行)同时废止。本规程由交通部水运司负责管理和解释,由人民交通出版社出版发行。中华人民共和国交通部二。0
2、，年十二月二十五日修订说明本规程是在波浪模型试验规程(JTJ301-88)(试行)的基础上编制而成。主要包括:波浪模型试验的基本规定、整体和断面物理模型试验、桩基和墩柱建筑物及水下管线物理模型试验、浮式建筑物物理模型试验、波浪泥沙物理模型试验和波浪数值模拟等技术内容。本规程主编单位为南京水利科学研究院.参加单位为大连理工大学和天津港湾工程研究所。波浪模型试验规程(JTJ301-88)(试行)自1988年实施以来,对统一波浪模型试验技术要求和分析方法发挥了积极的作用。随着我国海岸及港口工程建设的迅速发展,以及模型试验技术的进步,对波浪模型试验提出了一些新的要求,波浪模型试验规程(JTJ301-8
3、8)(试行)的内容在深度和广度上已与当前的形势不相适应。为统一和规范波浪模型试验新的技术要求,促进研究质量的提高,需要对波浪模型试验规程(JTJ301-88)(试行)进行补充和修订。为此,交通部水运司组织南京水利科学研究院等单位在进行大最地调杳研究、总结近IO余年来国内外波浪模型试验技术的实践经验、广泛征求有关单位和专家意见的基础上,对波浪模型试验规程(JTJ301-88)(试行)进行了修订。本规程共分9章31节及7个附录,并附条文说明。本规程编写人员分工如下：1总则:左其华杨正己2术语:杨正己贺辉华王鉴义3波浪物理模型试验的基本规定:杨正己俞聿修陈国平张馥桂刘子琪4整体物理模型试验:张散桂杨
4、正己左其华黄海龙5斜坡式和直墙式建筑物断面物理模型试验:刘子琪杨宪章6桩基和墩柱建筑物及水下管线物理模型试验:俞聿修7浮式建筑物物理模型试验：王凤龙8波浪泥沙物理模型试验:杨正己9波浪数值模拟:左其华潘军宁王红川丁炳灿附录A、附录B：陈国平潘军宁附录C:潘军宁王红川丁炳灿附录D：刘子琪杨宪章附录E、附录F：左其华潘军宁王红川丁炳灿附录G：黄海龙附加说明:杨正己本规程于2001年7月20日通过部审,于2001年12月25日发布,2002年5月1日起实施。本规程由交通部水运司负责管理和解释。请有关单位在使用本规程过程中,将发现的问题和意见及时函告交通部水运司和本规程管理组，以便修订时参考。目次1总
5、则12术语23波浪物理模型试验的基本规定53.1一般规定53.2相似准则63.3波浪与水流模拟93.4试验设备和测鼠仪器H3.5试验数据采集和处理124整体物理模型试验164.1一般规定164.2边界条件模拟164.3波浪传播与变形模型试验174.4港内水域平稳度校型试验n4.5船行波模型试验185斜坡式和直墙式建筑物断面物理模型试验195.1一般规定195.2斜坡式建筑物断面模型试脸205.3宽肩台式抛石防波堤断面模型试验215.4直墙式建筑物断面模型试验225.5越浪量和波浪度高试验236桩基和墩柱建筑物及水下管线物理模型试验246.1一般规定246.2桩基和Ift柱建筑物模型试验246.
6、3带梁板透空建筑物模型试验266.4水下管线模型试验267浮式建筑物物理模型试验277.1般规定277.2浮式防波堤模型试验277.3系泊船舶运动Ir撞击力和系缆力模型试验288波浪泥沙物理模型试验308.1-般规定308.2沿岸输沙的波浪泥沙模型试验308.3岸滩横剖面的波浪泥沙模型试验318.4建筑物附近底床局部冲刷模型试验339波浪数值模拟359.1一般规定359.2风浪数值模拟359.3开敞水域波浪传播数值模拟369.4港内水域波浪传播数值模拟379.5波浪力数值模拟37附录A不规则波试验数据统计分析39附录B随机数据时间序列的谱分析43附录C随机数据时间序列的互潜分析47附录I）单向
7、波合成多向波模型试验51附录E波浪折射数学模型53附录FHeIInhohZ方程边界元法57附录C本规程用词用语说明61附加说明本规程主编单位、参加单位、主要起草人、总校人员和管理人员名单62附条文说明651总则1.0.1为统一波浪模型试验技术要求和分析方法,提高研究成果的可靠性.为水运工程建设提供科学依据,制定本规程。1.0.2本规程适用尸海岸、近海和内陆水域等水运工程的波浪、波浪与水流,及其与建筑物、岸滩等相互作用的物理模型试验和数值模拟试验。1.0.3波浪模型试验除应符合本规程外,尚应符合国家现行有关标准的规定。2术语2.0.1波浪模型模拟波浪为主要动力因素及其与建筑物、岸滩等相互作用的模
8、型,包括物理模型和数值模拟两种方法。2.0.2物理模型.将研究对象按一定的相a准则缩制而成的实体模型。2.0.3数值模拟针对研究对象和需要解决的问题,采用合适的数学物理方程,按定解条件进行数值求解的方法。2.0.4模型比尺原型与模型各对应物理量间的比值。2.0.5正态模型水平长度比尺与垂直长度比尺相等的模型。2.0.6变态模型水平长度比尺与垂直长度比尺不相等的模型。2.0.7模型的变率模型水平长度比尺和垂直长度比尺的比值。2.0.8几何相似模型与原型的线性尺度之间成固定比例关系。2.0.9运动相似模型与原型各相应的速度、加速度的比值相等,且方向相同.2.0.10重力相似模型与原型的惯性力和重力
9、在相应方向上的分敬比值相等。2.0.11弹性相似模型与原型的惯性力和弹性力在相应方向上的分量比值相20.12相似准则模型与原型的物理现象保持相似所必须遵守的规则，2.0.13规则波波高、波周期不变的波浪。2.0.14不规则波波高、波周期随机变化的波浪。2.0.15单向不规则波单一方向传播的不规则波,又称二维不规则波。2.0.16多向不规则波多方向传播的不规则波，又称三维不规则波。2.0.17频率谱波浪能量随频率变化的分布。2.0.18方向谱波浪能R随频率和方向变化的分布。2.0.19方向分布函数表征波能沿方向分布规律的函数。2.0.20潜峰频率频率谱密度峰值相对应的频率。2.0.21波能波动水
10、体所具有的动能和势能。2.0.22波面波动水体的自由表面。2.0.23波峰线垂直于波浪传播方向相邻的波峰顶点的连线。2.0.24造波机二次反射来自模型建筑物及试验水槽或水池壁的反射波传至造波机后再次发生的反射。2.0.25波群波列中大于某一波高的若干连续出现的波浪。2.0.26比波高测点波高与原始入射波高或指定控制点波高的比值。2.0.27沿岸输沙在波浪和水流作用下形成的沿岸方向的泥沙输移。2.0.28岸滩横剖面与岸线垂直的岸滩剖面。2.0.29验证试验为检验和校正模型与原型相似程度的试验C2.0.30线性波流体动力学方程和边界条件中只保留线性项所描述的波浪，2.0.31非线性波流体动力学方程
11、和边界条件中,除线性项外,尚保留二阶或高阶项所描述的波浪C2.0.32边界条件物理模型试验和数值模拟中边界上的控制条件C2.0.33初始条件数值模拟中起始时的控制条件。3波浪物理模型试验的基本规定3.1一般规定3.1.1波浪模型试验应根据工程规划和设计要求选用物理模型试验或数值模拟试验。必要时,应同时进行物理模型试验和数值模拟试验。3.1.2波浪模型试验中所研究的问题能简化为二维时，可采用断面模型；当研究的问题不能简化为二维时应采用悠体模型。3.1.3波浪模型试验前,应根据试验任务的要求编制试验大纲。试验大纲应包括下列内容：(1)试验依据和遵守的技术标准；(2)项目概况.试验目的、内容和要求；
12、(3)试验依据的基本资料，试验方法和实施方案；(4)试验设备和测量仪器；(5)主要试验人员、试验进度计划、预期的目标和试验结果。3.1.4在物理模型试脸前,应对试验设备和测最仪器进行校验。3.1.5试验成果报告应按下列格式编写：(1)封面,包括试验成果的名称、承担单位、参加单位和编制日期；(2)扉页,包括法人代表、技术主管、项目负责人、报告编写人和试验参加人员；(3)摘要,简述试验目的和方法及试验主要结论；(4)目次,包括试验成果报告的章、节名称和起始页码；(5)正文:(6)参考文献。316试验成果报告的正文应包括下列内容：(I)引言,包括试验的背景、目的和采取的技术路线等；(2)试验依据的基
13、本资料包括工程概况、工程布置、建筑物结构、水位、波浪、地形及其它水文、气象、泥沙和地质等资料；(3)试验内容和技术要求；(4)模型设计或数值模拟方法包括物理模型的相似条件、模型比尺的选择、模型的布置及试验设备和测量仪器等;数值模拟的基本控制方程、边界条件、求解方法、离散格式和参数的确定；(5)模型制作,包括图纸资料、边界和制作精度；(6)试验结果分析；(7)结语,包括试验主要结果、存在的问题及建议。31.7进行验证试验的项目，其试验成果报告的正文应包括验证试验相似性和合理性的内容C3.2相似准则3.2.1波浪物理模型试验宜采用正态模型C3.2.2正态模型的长度比尺应满足下列要求。3.2.2.1
14、断面物理模型长度比尺应符合表3.2.2的规定。断面物理模型长度比尺表3.2.2建筑物5!式模型K度比尺人斜坡式、直堵式、水下管线40桩里、墩住60浮式803.2.2.2整体物理模型长度比尺不应大于150。当有船舶模型置于其中时,模型长度比尺不应大于80o船行波试验时模型长度比尺不宜大于30。3.2.2.3模型的原始人射波，规则波波高不应小于2cm,波周期不应小于05s:不规则波有效波高不应小于2cm,谱峰值周期不应小于0.8s。3.2.3模型设计应根据波浪等动力因素及其与建筑物、岸滩等相互作用的特点,采用不同的相似准则,并应符合下列规定Q3.2.3.1波浪、波浪与水流及其与建筑物、岸滩等相互作
15、用的模型设计,应满足重力相似,其比尺按下列公式确定：入一4(3.2.3-1)儿=V(3.2.3-2)Ar=小(3.233)u=Alz2(3.2.3-4)Ap=A(3.2.3-5)入F=V(3.2.3-6)Aq=4(3.2.3-7)Aq=m(3.238)三A4(3.239)式中A-模型长度比尺；Zp原型长度:*-一模型长度；A-时间比尺；Ar频率比尺；Au-一速度比尺；丫-压强比尺；入F-一力比尺；人Q-一流量比尺；Aq-单宽流量比尺；Ae-能量:比尺。323.2波浪与斜坡式、直墙式建筑物相互作用的建筑物模型设计,应满足几何相似。与稳定性试验有关的建筑物构件的模型设计,除应满足几何相似外,尚应满
16、足质同、重心位置相似。3.2.33波浪与浮式建筑物相互作用的建筑物和船舶的模型设计,除应满足几何相似外,尚应满足惯性矩和自摇周期相似.其锚系结构尚应满足长度、质量:和弹性相似C3.23.4波浪与桩基、墩柱建筑物和水下管线相互作用的建筑物及其构件的模型设计应满足与原型几何相似.当速度力起主要作用时,应分析雷诺数的影响；当桩和水下管线模型刚度较小时,应计人弹性影响。32.3.5波浪作用下系泊船舶对码头掩击力的护舷模型设计,应满足弹性相似。3.2.4当整体物理模型的试验条件受到限制时,可采用变态物理模型。变态物理模型试验应符合下列要求。3.2.4.1变态整体物理模型设计,应根据现场资料和试验要求进行
17、分析满足主要相似条件,合理选择模型比尺,并应对相似条件进行验证。3.2.4.2变态整体物理模型应按重力相似设计,模型的变率应根据不同条件及要求选取,但不应大于5。32.43变态整体物理模型设计应满足下列要求：(1)以波浪折射为主时,波长、波周期和时间比尺按下列公式确定：而.=入卜(3.2.4-1)=久z2=J/2(3.2.4-2)t=(3.2.4-3)式中A-波长比尺；Ah-一模型垂直长度比尺；At波周期比尺；A1时间比尺O(2)以波浪绕射为主时波长、波周期和时间比尺按下列公式确定：Al = AI(3.244)(3.245)(3.2.4-6)AlN入H(T)I儿=式中Al波长比尺；不-模型水平
18、长度比尺；a-波周期比尺；A(Unh空J)原型与模型的Ianh之比；h水深:L波长；1时间比尺。(3)研究波浪反射时,建筑物模型和边界的反射系数与原型一致。3.3波浪与水流模拟3.3.1波浪和水流的模拟应满足重力相似准则。3.3.2波浪模型试验宜模拟单向不规则波。必要时,应模拟多向不规则波。单向不规则波和多向不规则波的模拟应满足下列要求。3.3.2.1单向和多向不规则波宜模拟工程水域的实测波潜。无实测波谱时,可采用现行行业标准海港水文规范(JTJ213)中规定的波谱或其它合适的波谱。必要时.应模拟波列及波群C3.3.2.2单向不规则波模拟的允许偏差应满足下列要求：(D波能谱总能量的允许偏差为1
19、0%；(2)峰频模拟值的允许偏差为5%;(3)在谱密度大于或等于0.5倍谱密度峰值的范围内,谱密度分布的允许偏差为15%;(4)有效波高、有效波周期或谱峰周期的允许偏差为5%;(5)模拟的波列中1%累积频率波高、有效波高与平均波高比值的允许偏差为15%。3.3.2.3多向不规则波宜按频率、方向对应法模拟波面,并按下列公式进行模拟：V/(%,yt)=micosfni/-Ami(xcosi+ysini)+lnJm*IiaI(3.3.2-1)Qmi=-J25(m,i)(3.322)m=矶+(-g)9(3.3.2-3)A3H-3L%=M(3.3.2-4)仇=Jmin+(i-O必(3.3.2-5)8=k
20、；%(3.3.2-6)%1a(i-1+Rmi)-2/(3.3.2-7)式中？(%,父,一波动水面相对于静水面的瞬时高度(m);*y/-分别为波动水面的水平位置(In)和时间(s);M频域分割数,通常取50100;/-方向等分数,通常取20;。m第m个频率、第i个方向的组成波振幅(m)；3mi,mi第m个频率、第i个方向的组成波圆频率(rads)和波数(radIn);a第i个组成波的方向角(rad);em.第m个频率、第i个方向的组成波初相位,在(0,2r)域内均布的随机数(rad);S(n,i)圆频率为叫c方向为O1的方向谱密度m2(Hz,rad);圆频率分割点间隔(rads);方向等分点间隔
21、(rad);SHiL分别为频谱的最高、最低圆频率(rad/s)；0nva,GmE分别为方向谱的最大、最小方向角(rad);Rm第m个频率、第i个方向的组成波在(0,1)域内均布的随机数。3.3.3当波浪模型试验采用规则波时,规则波平均波高和波周期的允许偏差应为5%。3.3.4水流的模拟应包括流速和流向的模拟水流平均流速的允许偏差应为5%。模型区的水流应保持平稳流向应与原型一致。3.3.5波浪和水流共同作用时.波浪和水流应采用同一比尺,并应符合下列规定。3.3.5.1试验基本资料分别给出波浪和水流要素时,应在试验水槽或水池放置建筑物模型前,在研究区域先模拟水流的流速和流向，再模拟无流时的波浪,并
22、进行合成。3.3.5.2试验基本资料给出波浪和水流合成要索时,可先进行波、流分离再模拟要求的水流和波浪。3.4试验设备和测量仪器3.4.1波浪模型试验水槽的有效段长度应大于10倍波长,水槽宽度宜大于0.5mc水槽两侧壁与水槽中轴线距离允许偏差应为2mmo水槽和水池的首尾两端应设消浪装置,且尾部消浪装置应能消除90%以上的反射波,并应采取措施消除或减小造波机二次反射波的影响。有斜向反射时水池的两侧也应设消浪装置。3.4.2波浪模型试验的生波和生流等设备应满足下列要求：(1)生波设备产生的波形平稳重复性好；(2)生流设备产生的水流平稳。3.4.3波浪模型试验测量仪器应满足下列要求。3.4.3.1置
23、于水中的传感器不应破坏波形和流场。34.32测量系统应满足灵敏度和稳定性的要求在满敬程条件下2h内的零漂允许偏差应为5%,波高仪线性允许偏差应为2%,总、力仪、波压仪和波动流速仪的线性允许偏差应为5%。34.33测波浪力时,测力系统的自振频率不宜小于测力频率的46倍,不规则波的测力频率宜取高频一侧力谱能量为总能8：30%处的颗率，当不能满足要求时,应按下列公式修正：尸=Fi(3.4.3-1)fi=(15)+(2e5)(3.432)式中F修正后的力(N);F1实测的力(N);修正系数:作用力的圆频率(md/s);SO-未考虑阻尼时测力系统的自振圆频率(md/s)；6测力系统阻尼系数(sT)。3.
24、5试验数据采集和处理3.5.1波浪数据采集和处理应符合下列规定。3.5.1.1不规则波试验的波浪数据采集时间间隔应小于有效波周期的1/10,且不宜大于高频截止频率对应周期的1/4,在波浪平稳条件下.连续采集的波浪个数不应少于100个,多向不规则波不应少于300个,并应按附录A计算波高和波周期的统计特征值,必要时,可按附录A计算波高、波周期的经验频率分布，按附录B和附录C进行潜分析。3.5.1.2规则波试验的波浪数据采集时间间隔应小于平均波周期的1/20。在波浪稳定条件下，连续采集的波浪个数不应少于10个,并取其平均值作为代表值。3.5.1.3波高和波周期分析应采用跨零点法,并应设阈值。3.5.
25、1.4试验数据处理前.应进行数据可靠性检查,并去除异常值。数据的取值应与仪器测址精度相匹配,并按有效数字运算，3.5.2多向不规则波试验的数据测暴和处理尚应符合下列规定。3.5.2.1应由多个波高仪或流速仪组成阵列，同步测量多点波面或多个波动量变化过程,可采用贝叶斯法分析多向不规则波的方向谱。采用波高仪阵列时,同步测量的波高仪不宜少于4个.波高仪之间的最小距离宜小于潜峰周期对应波长的310o3.5.2.2多向不规则波平均波向、综合平均波向、方向分布宽度和综合方向分布宽度等参数,可分别按下列公式计算：G(ft)sindm = arctanJ G( /, 6)CoSOd6,(3.5.2-1)XeX
26、P(砂 Gd/(3.5.2-2)%(/)=G(f6)(6-九户皿，(3.5.2-3)(3.5.2-4)式中平均波向(md);C(/,8)方向分布函数(radI);/-频率(H2)；6波向(rad);6综合平均波向(rad)；S()频率谱密度(m2Hz);m0-波浪频率谱的零阶矩(m2);/,/-波能分布的频率范围(HZ);%(/)方向分布宽度(rad);%综合方向分布宽度(rad)。3.5.2.3当多向不规则波遇有建筑物反射时,在建筑物前同步测定的波动量不宜少于5个,并将人射波和反射波分离,确定建筑物的反射系数,计算多向人射波和反射波的参数。3.5.3波浪爬高和落深数据采集和处理应在静水位处设
27、阈值，并以静水位为界,按波浪的数据采集和处理方法进行。3.5.4作用于建筑物上波浪力的数据采集和处理应符合下列规定。3.5.4.1波浪力的数据采集时间间隔应小于波浪数据采集的时间间隔,破波冲击力采集时间间隔应更小,避免漏掉压力峰值.并可根据所测力的最高频率和建筑物频率响应特征选定的截止频率进行滤波处理。3.5.4.2不规则波应连续采集100个以上波浪所对应的波浪力峰值,并应按附录A计算波浪力的平均值、1/3、1/10大值平均值和最大值,必要时,应按附录B和附录C进行谱和互谐分析。35.43规则波应连续采集IO个以上波浪所对应的波浪力峰值,取其连续K)个的平均值作为代表值。破波冲击力,应重复测量
28、多次.累计波浪力个数不宜少于100个除应计算平均值外,尚应按附录A计算波浪力的1/3J/10大值平均值和最大值等统计特征值Q3.5.5波浪作用于建筑物的反射系数可按下列公式计算：KR=(3.5.5-1)MR=窑(3.5.5-2)式中Kr不现则波综合反射系数；Er反射波总能量(J/m2);&人射波总能量：(J/m2);KH-规则波反射系数；，r反射波波高(m):，1人射波波高(m)o35.6波浪的透射系数可按下式计算：KT=，：(3.5.6)式中Kt波浪透射系数；/建筑物后的波高(m);入射波波高(In)O3.5.7不规则波作用下建筑物的动力响应和港湾共振影响的研究,宜进行波群特性分析,并可采用
29、下列参数表示：(1)用群高因子表示波群的高度特征：GFH=h(3.5.7)式中GFH-波群的群高因子,其变化范围为01;波包线的标准差(m);方-波包线4(4)的均值(m),波包线4(f)可采用Hilbert变换技术由波面记录算得。(2)用平均连长表示波群的长度特征。3.5.8水流模拟的流速测点布置和数量应按试验条件和要求确定测点流速的测最应重复23次,取其平均值作为代表值。4整体物理模型试验41一般规定4.1.1波浪传播与变形、港内水域平稳度和船行波,及斜向波、多向波和船行波等对建筑物作用的研究,应采用整体物理模型试验C4.1.2整体物理模型试验宜在室内进行。在室外进行时,应避免因凤引起的涟
30、波或小波的影响C4.1.3整体物理模型试验的范围,应包括试验要求研究的区域和对研究区域波浪要素有影响的水域。4.14整体物理模型的比尺选择应根据试验水池和建筑物结构的尺度、波浪等动力因素和试验仪器测量精度确定,并应充分利用试验条件,采用较小的模型比尺。4.1.5整体物理模型的每组试验应至少重复3次,并取其平均值作为代表值C4.2边界条件横拟4.2.1试验水池中造波机与建筑物模型的间距应大于6倍平均波长。模型中设有防波堤堤头时,堤头与水池边界的间距应大于3倍平均波长,单突堤堤头与水池边界的距离应大于5倍平均波长,并应在水池边界设消浪装置，减小反射影响。进行多向不规则波试验时研究区域应位于多向波的
31、有效范围内。4.2.2整体物理模型的地形可按下列程序制作：(1)采用不小于1：5000的地形图,按选定的模型比尺划出试验模型的范围,并在图上绘出平面控制导线和网格；(2)在试验水池中进行控制导线和网格、地形等高线和建筑物的轮廓线放样,并设置12个模型水准点；(3)用等高线控制点法或断面板法控制高程；(4)模型的地形采用砂等材料充填,压实后,用水泥砂浆抹面。制模断面和控制点高程的允许偏差为Imm,抹面后的地形高程允许偏差为士2mm。4.2.3波浪等动力因素和边界条件.宜通过工程水域的实测资料进行验证。4.3波浪传播与变形模型试验4.3.1研究近岸水域的波浪传播变形、航道和建筑物等对波浪传播的影响
32、时,宜进行波浪传播与变形的模型试验。4.3.2波浪传播与变形的模型设计除应满足波浪的折射、绕射和反射等相似条件外,尚应考虑底摩阻的影响。4.3.3模型应根据试验要求布置测波点。原始入射波测点应设在水深较大、波形平稳处,对重点研究和波浪变化明显的水域应加密测点。测点的间距不应小于20cm。4.3.4试验结果可采用波高或比波高表示。对不规则波，可采用与原始人射波同一累积率的特征波高或特征比波高表示。4.3.5采用合成法进行多向波模型试验可按附录D的方法进行。4.4港内水域平稳度模型试验4.4.1研究波浪对船舶进出港内水域、装卸作业等的影响时,宜进行港内水域平稳度模型试验。4.4.2港内水域平稳度模
33、型试验应在港内水域外不受建筑物影响的水域,布置12个波浪监测点。4.4.3港内水域测波点的布置应按第4.3.3条的规定执行,并应在每个泊位码头前1/2船宽处增设不少于1个测波点。试验为规则波且建筑物为直墙式时,增设的测波点应布置在波腹处。4.4.4试验结果可采用波高或比波高表示。必要时,应绘制波高或比波高等值线图。通过船舶运动检测港内水域平稳度时,应测定船舶运动最O4.4.5港内水域面积小、形状规则、人射波周期较大时,应考虑长周期波及波群在港内水域引起共振的影响。4.46研究波浪对取、排水工程的影响时,其模型试验除应按港内水域平稳度模型试验的要求进行外,尚应在取、排水口的头部布置测波点,分析时
34、应考虑长周期波的影响。4.4.7采用合成法进行多向波模型试验，可按附录D的方法进行。4.5船行波模型试验4.5.1研究船舶航行形成的波浪及其对护岸等建筑物的作用和对港内水域平稳度的影响时,宜进行船行波模型试验。4.5.2船行波模型试脸应采用正态模型,模型设计应满足重力相似。试验宜采用推拽船舶或自航船舶模型产生船行波,其航线与航速与原型相似。研究船行波对护岸建筑物作用时,也可采用造波机产生船行波。4.5.3船行波模型试验中测波点的布置,应能测得近船处和近岸处的最大波高和波向。研究船行波对护岸建筑物作用时,应在护岸建筑物的前沿布置测波点。4.5.4研究船行波对护岸建筑物的作用时,模拟船行波的作用时
35、间应根据试验要求、船舶通过密度和护岸建筑物的使用要求确定。4.5.5研究船行波Ij港内水域平稳度的影响时,应按试验要求布置测点,重点研究的水域应加密测点。试验结果可采用波高或波高等值线表示。5斜坡式和直墙式建筑物断面物理模型试验5.1一般规定5.11研究波浪对斜坡式、直墙式建筑物的正向作用时,可采用断面物理模型试验。5.1.2断面物理模型比尺的选择应根据试验水槽和建筑物结构尺度、波浪等动力因素及试验仪器测最精度确定,并应充分利用试验条件,采用较小的模型比尺。5.1.3当水深条件限制,建筑物模型处不能产生要求的波浪耍索时,可在建筑物模型前加大地形底坡坡度,加大后的坡度不应陡于l：15o5.1.4
36、模型建筑物及其构件的几何尺度允许偏差应为1%,且应控制在5un内。有重心和质量相似要求的建筑物构件.其重心位置允许偏差应为2mm,质量允许偏差应为3%。单个护面块体、垫层、棱体、基床和护底块石质量允许偏差应为5%o5.1.5斜坡式建筑物护面块体的模拟，当需要检验护面块体的强度时,应模拟护面块体的抗弯强度,其允许偏差应为10%。5.1.6建筑物模型与造波机间的距离应大6倍平均波长要求测最建筑物后的波要素时,建筑物模型与试验水槽尾部消波器间的距离应大于2倍平均波长。5.1.7斜坡式、直墙式建筑物的稳定性试验宜采用不规则波。模型试验应采取措施排除造波机后动和停止时产生的个别大波的影响。5.1.8测量
37、建筑物前的反射波波高时,应在建筑物模型前1倍有效波长外设置多个波高仪,并根据测得的波面过程进行入射波和反射波分离,分别求出入射波和反射波的能量或波高,按第3.5.5条的规定计算反射系数。5.1.9断面物理模型的每组试验应至少重复3次,并取其平均值作为代表值。5.2斜坡式建筑物断面模型试验5.2.1斜坡式建筑物护面块体的稳定性试验应满足下列要求。5.2.1.1护面块体抛放数量和抛放方式应符合现行行业标准防波堤设计与施工规范(JTJ298)中的有关规定。5.2.1.2正式试验前,应用小波连续作用一段时间。5.2.1.3模型波浪作用的累计时间,应根据暴风浪的持续时间确定,但模拟的原型波作用时间不宜少
38、于2ho5.2.1.4护面块体的稳定性试验,每组应至少重复3次。当3次试验的失稳率差别较大时应增加重复次数6每次试验护面块体均应重新摆放。5.2.2斜坡式建筑物护面块体的失稳判别标准应符合下列规定：(1)在波浪作用下,随机抛放的护面块体累积位移超过单个块体的最大几何尺度时即失稳,强度起控制作用的大型护面块体,其累积位移超过块体最大几何尺度一半时即失稳；(2)在波浪作用下,单层铺砌的护面块体,其累积位移超过单个块体的厚度时即失稳,单层随机抛放的护面块体,其位移后产生的缝隙宽度超过块体最大几何尺度一半时即失稳；(3)斜坡式建筑物抛石棱体和块石护底的表面明显变形即失稳。5.2.3斜坡式建筑物护面块体
39、失稳率的统计应符合下列规定：(1)护面块体的失稳率按下式计算：=奈X100(%)(5.2.3)式中n失稳率(%);d静水位上、下各1倍设计波高范围内护面块体的失稳数；Nl一静水位上、下各1倍设计波高范围内的护面块体总数。(2)斜坡式潜堤稳定性试验,其前、后坡及堤顶护面的失稳率.分别以各自部位的块体总数来计算；(3)逐级加大波高进行护面块体稳定性试验时,累积计算失稳率。5.2.4斜坡式建筑物顶部胸墙稳定性试验,应测量胸墙底和堤顶间摩擦系数，当观测到胸墙发生明显滑动或倾斜时即失稳。5.2.5斜坡式建筑物波压力试脸测点布置应符合下列规定。5.2.5.1测量斜坡式建筑物顶部胸墙波压力分布的测点数视胸墙
40、的尺度和设计要求确定,但胸墙迎浪面及墙底面的测点数均不应少于3个。5.2.S.2测Ii斜坡式建筑物坡面上的波压力分布时,应在坡面上布置1个测点测我最大波压力，由该测点至坡顶,布置测点不应少于2个,由该测点至坡脚,布置测点不应少于3个.并应计算各测点上的最大压力分布。5.3宽肩台式抛石防波堤断面模型试验5.3.1宽肩台式抛石防波堤护面层块石和堤心石应严格挑选。护面层不同级配的块石质:允许偏差应为10%O5.3.2宽肩台式抛石防波堤断面稳定性试验应采用不规则波,并应往复进行不同水位及相应波浪作用下较长时间的试验,确定在设计抛石块质量及不同级配条件下的最终动力稳定断面。5.3.3在不同水位及相应波浪
41、作用下,宽肩台式抛石防波堤的堤心石外露时应判定为失稳。5.3.4宽肩台式抛石防波堤稳定性的重复试验,应按设计断面重新铺放护面层块石。5.3.5宽肩台式抛石防波堤的反射系数与透射系数、波浪爬高和越浪网应在最终动力稳定断面形成时进行测定。5.4直墙式建筑物断面模型试验5.4.1直墙式建筑物的稳定性试验和失稳标准应符合下列规定。541.1进行直墙式建筑物稳定性试验时,应测Ift比墙底与基床间的摩擦系数。5.4.1.2置于抛石基床上的半圆形和大圆筒防波堤.其稔定性试验应与直墙式建筑物相同C54.1.3直墙式建筑物，当观测到堤身发生明显滑动或倾斜时应判定为失稳。建筑物的基床和护底块石表面明显变形时应判定
42、为失稳O5.4.2直墙式建筑物的墙面波压力和底部上托力试验的测点布置应符合下列规定。5.4.2.1测质墙面波压力分布时,应在静水位处和墙脚各布置1个测点。铮水位至堵顶及静水位至墙脚之间各布置测点不应少于2个。54.2.2测量墙底部上托力分布时,应在墙底的前、后趾各布置1个测点,前、后趾间布置测点不应少于2个。5.4.2.3测吊开孔沉箱、大圆筒和半圆形防波堤的波压力分布时,应根据要求加密测点。开孔沉箱箱室、大圆筒防波堤连接处、半圆形防波堤拱圈的内外壁及底板上、下均应布置测点。5.4.3测量墙面波压力和墙底部上托力时.根据要求可分别计算下列压力分布：(1)总水平力最大时的同步压力分布；(2)总垂直
43、力最大时的同步压力分布；(3)建筑物滑动稳定安全系数最小时的同步压力分布；(4)各测点的最大压力分布。5.4.4测量直墙式建筑物墙面上水面殖高的波高仪应靠近墙面O5.5越浪量和波浪爬高试验5.5.1建筑物越浪量试验宜采用不规则波。可采用称重法测出1个波列作用下的总越浪水量，单宽平均越浪量按下式计算：q=质(5.5.1)式中q-单宽平均越浪量m3/(ms);r-1个波列作用下的总越浪水量(a?)；b-收集越浪量的接水宽度(m);|-1个波列作用的持续时间(s)。5.5.2测届不规则波的单波越浪水吊时,应测得建筑物顶部每个波的越浪水量,计算单波的单宽最大越浪水量及其它统计特征值Q5.5.3采用规则
44、波进行建筑物越浪量试验时,可按工程水域的波高分布分别测得有效波周期时各分级波高作用下建筑物的单宽平均越浪量,且每次分级波高试验累计波浪个数不宜少于30个,综合的单宽平均越浪量可按下式计算：g=q(Hi)p(HiHi=1,2.,N(5.5.3)Ivl式中/综合的单宽平均越浪量!m3/(ms);q(，J彼高为，,时测得的单宽平均越浪履113/(ms);p(/)波高为Ht的频率密度(111);H1分级波高(m);/波高的分级间隔(m);N波高的分级数，n全6。5.5.4建筑物上的波浪爬高试验宜采用不规则波,并采用电测法测量爬高和落深。采用规则波时也可目测爬高和落深。5.5.5模拟风对越浪ft和波浪爬
45、高的影响时，可采用重力相似C模拟的平均风速允许偏差应为5%。6桩基和墩柱建筑物及水下管线物理模型试验6.1一般规定6.1.1桩基、墩柱建筑物和水下管线的试验模型,宜采用金属、木材、期料和混凝土等制作。测力模型部分,宜用轻质、刚劲的材料制作。模型断面尺度的允许偏差应为1%,当模型的断面尺度较小时,允许偏差应为Immo除模拟弹性相似的桩和管线外,崔和管线模型应具有足够的刚度和平直度。必要时,应模拟桩和管线表面的植率。6.1.2桩和墩柱模型与试验水槽或水池壁的间距不宜小于3倍桩、墩柱模型直径或4倍非圆形桩、墩柱模型宽度在波峰线上的投影,并不应小于15cmo6.1.3桩基、墩柱和水下管线模型试验宜采用不规则波。必要时应模拟波群、天然波列和方向谱。6.1.4波浪与水流共同作用时.桩基、墩柱建筑物和水下管线模型应放置在波
