基于模型试验的面板伸缩缝破损对海堤沙土流失影响机理研究

面板伸缩缝破损导致的砂土流失,是造成护面脱空,堤身损毁的主要原因之一.为研究伸缩带破损的面板海堤砂土流失特性,设计了一种伸缩缝破损带位置和大小可变的海堤模型试验箱,并进行大型波浪水槽模型试验,首次引入三维激光扫描仪对波浪作用前后海堤模型进行扫描,获取波浪作用前后海堤模型的高精度三维点云数据,定量研究了破损带位置、长度和波浪作用时间对伸缩缝破损的面板海堤砂土流失量与最大淘刷深度的影响.此外,通过彩砂标记获取波浪作用下不同粒径沙土迁移规律,进而初步探讨了海砂流失机理.结果表明:①面板伸缩缝破损的海堤砂土淘刷形态均为U型,试验工况下破损带位于水面下时砂土越容易流失;②随破损带长度或波浪作用时间增大,砂土流失越明显,破损带长度与砂土流失量呈线性相关与最大淘刷深度呈对数相关,波浪作用时间与砂土流失量、最大淘刷深度均呈对数相关;③波浪上爬产生正压力将砂颗粒推向远离破损带区域,粒径越小,砂粒越容易被推离,波浪回落产生负压力将砂颗粒从破损带带出,砂粒粒径越小,越容易被带出.