莫弼川，周文丰，黄 华，詹杰民，朱梦华

(中山大学工学院，广东 广州 510275)

孤立波对直立防波堤波浪渗流作用的解析计算*

莫弼川，周文丰，黄 华，詹杰民，朱梦华

(中山大学工学院，广东 广州 510275)

浅水波浪在一定条件下可能以孤立波形态与近岸海工设施产生相互作用。该文基于水波反射理论和波浪渗流的Biot固结理论，应用特征函数法，推导了孤立波作用下直立防波堤的反射波速度势和波浪引起的海床内渗流压力分布的解析表达式，并据此计算了作用于直立防波堤底部的由孤立波渗流压力所致浮托力和倾覆力矩。计算结果表明海况与海床条件以及防波堤几何条件等因素的变化对孤立波引起的渗流浮托力和倾覆力矩均有一定影响。在一定条件下，对防波堤的孤立波渗流作用与孤立波直接作用量级相近。与微幅波理论相比，孤立波理论有效反映了浅水波非线性特征的影响。

孤立波；直立防波堤；波浪反射；波浪力；渗流浮托力和倾覆力矩

防波堤在港口和海岸防中应用得十分广泛，其主要功能是防御波浪对港口的侵袭和破坏，从而保证水面平稳，改善船舶停泊和作业条件[1]。常见的防波堤形式有直立式，斜坡式，浮式，圆顶和圆弧式等，其中直立重力式结构是最常用的形式之一。其稳定性不仅取决于自身的重量和波浪力的冲击力，还与可渗透弹性海床上渗流作用产生的浮托力和倾覆力矩密切相关。

实际工程中，直立式防波堤主要用于浅水区域。……