Bài giảng tác động của sóng lên công trình: Chương 2 - Tải trọng sóng tác động lên công trình biển ngoài khơi

Sự lan truyền của sóng từ ngoài khơi vào bờ, tùy theo sự thauy đổi độ sâu, trong tính toán công trình biển thường chia thành các vùng:-Vùng sóng nước sâu (độ sâu nước lớn hơn 1/2 chiều dài sóng: d/L1/2), trong vùng này các thông số sóng không chịu ảnh hưởng của đáy biển. Qũy đạo chuyển động của phần tử nước là đường gần tròn- Vùng sóng nước này chuyển động của phần tử nước chịu ảnh hưởng của đáy biển, quỹ đaoh chuyển động của nước có dạng hình ellipse. Vùng nước càng nông thì ellipse càng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng tác động của sóng lên công trình: Chương 2 - Tải trọng sóng tác động lên công trình biển ngoài khơiBµi gi¶ng m«n hoc: T¸c ®éng cña sãng lªn c«ng tr×nh biÓn Bé m«n CSKT CTB & CTVBCh¬ng 2: T¶i träng sãng t¸c ®éng lªn C«ng tr×nh biÓn ngoµi kh¬i1. M« t¶ chuyÓn ®éng cña sãng biÓn1.1 Ph©n vïng sãng Sù lan truyÒn cña sãng tõ ngoµi kh¬i vµo bê, tïy theo sù thay ®æi ®é s©u, trong tÝnhto¸n c«ng tr×nh biÓn thêng chia thµnh c¸c vïng: - Vïng sãng níc s©u (®é s©u níc lín h¬n 1/2 chiÒu dµi sãng: d/L>1/2), trong vïng nµy c¸c th«ng sè sãng kh«ng chÞu ¶nh hëng cña ®¸y biÓn. Quü ®¹o chuyÓn ®éng cña phÇn tö níc lµ ®êng gÇn trßn. - Vïng sãng níc trung gian (1/25 < d/L < 1/2) vµ sãng níc n«ng (d/L < 1/25): Trong vïng nµy chuyÓn ®éng cña phÇn tö níc chÞu ¶nh hëng cña ®¸y biÓn, quü ®¹o chuyÓn ®éng cña níc cã d¹ng h×nh ellipse. Vïng níc cµng n«ng th× ellipse cµng dÑt vµ trong cïng vïng níc, cµng xuèng s©u th× trôc ngang vµ trôc ®øng cña ellipse cµng gi¶m.1.2 Lý thuyÕt sãng Airy (Lý thuyÕt sãng tuyÕn tÝnh) Lý thuyÕt sãng Airy (1842) lµ lý thuyÕt sãng bËc 1 hoÆc lµ lý thuyÕt sãng cã biªn ®énhá, biÓu diÔn theo c¸c to¹ ®é Euler, sãng kh«ng xo¸y, dïng cho mäi ®é s©u níc.Lý thuyÕt nµy ®îc x©y dùng trªn quan niÖm vÒ profil cña sãng lµ h×nh sin, chiÒu caosãng H lµ bÐ so víi chiÒu dµi sãng L vµ ®é s©u níc d. (x,t) H×nh 2-1: C¸c ®Æc trng h×nh d¹ng sãng vµ c¸c yÕu tè sãng - Ph¬ng tr×nh ®êng mÆt níc (profil sãng) : H H ( x , t )  cos(kx  t )  cos  (2-1) 2 2 - VËn tèc, gia tèc phÇn tö níc: H ch (k (z  d )) Vx  cos(kx  t ) 2 sh (kd ) H sh (k (z  d )) Vz  sin( kx  t ) (2-2) 2 sh (kd ) -2.1- Bµi gi¶ng m«n hoc: T¸c ®éng cña sãng lªn c«ng tr×nh biÓn Bé m«n CSKT CTB & CTVB  2 H ch (k (z  d )) ax  sin( kx  t ) 2 sh (kd )  2 H sh (k (z  d )) Wz   cos(kx  t ) 2 sh (kd ) - Quan hÖ gi÷a chu kú sãng T, sè sãng k, chiÒu dµi sãng L, tÇn sè vßng : 2 2 gT 2  2   ; k L ;  2  g.k.th ( kd ) ;  th  d  (2-3) T L 2  L  C¸c th«ng sè sãng theo lý thuyÕt sãng Airy ®èi víi vïng níc s©u, vïng níc trung gian vµ vïng níc n«ng ®îc tãm t¾t trong b¶ng 2.1 B¶ng 2.1. C¸c th«ng sè sãng theo lý thuyÕt sãng AiryC¸c th«ng sè Vïng níc n«ng Vïng níc trung gian Vïng níc s©uchñ yÕu cña d 1 1 d 1 d 1    sãng L 25 25 L 2 L 21. §êng mÆt H H 2 2 ( x , t )  cos(kx  t )  cos  ;  ; ksãng 2 2 T L2.VËn tèc L L gT  2d  L gT c  gd c  th  c  cO  truyÒn sãng T T 2  L  T 23.ChiÒu dµi L  T gd  cT gT 2  2d  gT 2 L th  L  LO   cO Tsãng 2  L  24.VËn tèc nhãm c g  c  gd 1 4d / L  ...