【正文】 i ns i n2)()(2210210????????????????Rkm hkdRRkm hkdxpTccxi 解出 ?，再代如 p()中求出 Pmax 當(dāng) xR時(shí)，破冰作功積分為： )4(2)(2s i n)()(2221212/00RRxRkm h kRxRkm h kdpRdxpTccxi?????????????????由能量平衡關(guān)系求出 x， 若 xR時(shí)， Pmax為： Rkm hkPRkmkSvRxcici????21m a x22122)]41(4[1????3 結(jié)構(gòu)剛度為 K時(shí)的尖角迎冰面結(jié)構(gòu)載荷 結(jié)構(gòu)發(fā)生位移為 ?=p/K， 功能關(guān)系為： KppxSvKppTpxTisi22221212122121???????經(jīng)變形得： ??????????tgkhkKtgKkm hkShvpKptgkm hkpSvxxtgkm hkpccicic2121222122212222?????b 2? x 結(jié)構(gòu) 浮冰 四 垂向附著力 當(dāng)冰層與結(jié)構(gòu)固結(jié)在一起時(shí)，水位變化造成海冰產(chǎn)生對結(jié)構(gòu)的垂向附著力，由彈性力學(xué)原理，得出， 式中： h:冰厚 d:圓拄直徑 Dhhp50ln300 2?h D 冰 圓拄 四 海冰對傾斜構(gòu)件的作用力 作用特征：當(dāng)海冰與傾斜構(gòu)件接觸時(shí)，海冰破壞主要以彎曲斷裂為主，而受彎破壞作用力是 Fv，如圖所示，冰與斜面存在摩擦力，f=uN,u=tg?,有： ? N f Fh Fv 當(dāng) ?+?=45， Fh=Fv, ?+?=90時(shí)，為直立結(jié)構(gòu)與冰層作用類似。 )(s i nc osc oss i ns i nc osc oss i n???????????????????tgFFuNNuNNFvFuNNFuNNFvhhvh當(dāng)結(jié)構(gòu)為錐形時(shí)，佐泊的結(jié)論為： ?=62 62?90 ?????????????????tghrhFhFfvfh)(3211665222第六章 海面高程變化 第一節(jié) 概述 一 有關(guān)海面高程的概念 1 基準(zhǔn)海平面 我國以 19年黃海平均海面作為高程基準(zhǔn)面。 2 理論深度基準(zhǔn)面 即理論上潮汐可能達(dá)到的最低嘲面（我國的海圖基準(zhǔn)面） 3 水尺零點(diǎn) 某點(diǎn)的水位起算點(diǎn)，也叫潮位基準(zhǔn)面。 海面高程變化即海面圍繞平均海平面的變化。 二 海面高程變化的原因 1 潮汐 （天文潮， 1224hr） 引起水位變化 2 風(fēng)暴潮 （氣象潮） 引起水位變化，動(dòng)力作用。 3 海嘯 引起水位變化，動(dòng)力作用。 平均海平面 潮高基準(zhǔn)面 海圖基準(zhǔn)面 大潮高潮面 大潮高潮高 大潮潮差 潮時(shí) 平均海平面、海圖基準(zhǔn)面、潮高基準(zhǔn)面示意圖 三 海面高程變化對工程結(jié)構(gòu)和工程活動(dòng)的影響 1 設(shè)計(jì)時(shí)考慮高程變化 1）基地，碼頭，進(jìn)出航道 2）固定式平臺高程 3）工程結(jié)構(gòu)的高、低水位段的防冰、防腐措施 2 現(xiàn)場配置時(shí)考慮高程變化 1）坐底式平臺高度配置 2）自升式平臺高度配置 3）浮式裝置的定位系統(tǒng)平臺高度配置 4）預(yù)制模塊的下水、拖航、就位作業(yè)。 三 我國沿海海面高程變化概況 第二節(jié) 潮汐 一 潮汐現(xiàn)象 1。潮汐：地球表面水體受月球、太陽引力作用而產(chǎn)生的海面周期性起伏現(xiàn)象。 名詞：高潮；低潮；潮時(shí)和潮高；潮差；歷時(shí)。 2。特征潮位 工程上常用到的特征潮位： 1）最高潮位及最低潮位 指歷史上曾觀測到的最高和最低潮位。 2）平均最高潮位及平均最低潮位 將多年潮位資料中每年的最高和最低潮位進(jìn)行平均得到的值。 3）大潮平均最高潮位及大潮平均最低潮位 將每月的兩次大潮潮位取多年平均得到的值。 4）小潮平均最高潮位及小潮平均最低潮位 將每月的兩次小潮的潮位取多年平均得到的值。 3。潮汐類型 1）半日潮：一個(gè)太陽日內(nèi)兩次高潮和兩次低潮。 2）日潮：一個(gè)太陽日內(nèi)一次高潮和一次低潮。 3）混合潮：不規(guī)則日潮和不規(guī)則半日潮。 某處出現(xiàn)不同類型潮汐，是由該處的位置和太陽、月球和地球三者空間位置決定的。 SWL 低潮 高潮 高潮 潮差 高低潮 低潮 高潮 高高潮 低高潮 低低潮 全日潮 混合潮 半日潮 二 潮汐成因 1。引潮力 平衡潮理論假設(shè)： 地表覆蓋著等深度的海水，忽略海水運(yùn)動(dòng)的慣性力、柯氏力、海底邊界摩阻力。 1）月球引潮力 fg fe M M E E x y 月球引力 地月離心力 月球萬有引力；地球月運(yùn)動(dòng)；地月運(yùn)動(dòng)離心力；月球引潮力。 天文學(xué)結(jié)論：當(dāng)?shù)厍蚶@地月質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，地表各點(diǎn)處的離心力大小相等，且大小和方向都與地心處的質(zhì)點(diǎn)離心力相同。 2）潮汐橢圓 Moon Earth 離心力 萬有引力 月球引潮力 2）引潮力勢 月球引潮力勢： 太陽引潮力勢： 月球引潮力： 太陽引潮力： 潮高表達(dá)式： )31( c os)(23)1c os3()(。)31( c os23)31( c os23123232212231223?????????????????????????????????????????DrErMhDMrGFhrEGrEGrHHFrFrHHFrFrDGMrDGMmvsshssvmmhmmvsm式中： G萬有引力常數(shù)； M月球質(zhì)量； S太陽質(zhì)量； E地球質(zhì)量； ?天頂距 。r地球半徑； D， D‘月地、日地間距。 4）潮汐橢圓 三 潮汐不等現(xiàn)象 1。日不等現(xiàn)象 某點(diǎn)處每日兩次高潮，兩次低潮不等，因?yàn)樵虑虺嗑暯遣坏扔诹? 2。半月不等現(xiàn)象 地球，太陽和月球三者空間關(guān)系不同，形成塑望潮和方照潮。 3。月不等現(xiàn)象 月球繞地球橢圓軌道運(yùn)轉(zhuǎn)，每月一次遠(yuǎn)地潮，一次近地潮。 4。年不等現(xiàn)象 地球繞太陽橢圓軌道運(yùn)轉(zhuǎn)，每年中地日距離不斷變化造成。 四 潮汐表及應(yīng)用 為了方便應(yīng)用，國家海洋局都要出版一次潮汐表，表中標(biāo)明經(jīng)緯度，時(shí)區(qū)，潮位，歷時(shí)等數(shù)據(jù)，供工程應(yīng)用。 ? P M’ M N M1 P1 ? A 天頂距 ?的展開示意圖 M 北 南 A M 北 南 A 赤緯角 潮汐日不等示意圖 Sun Moon Earth Sun Earth Moon 潮汐半月不等現(xiàn)象 日、地、月成直角關(guān)系 日、地、月在直線上 潮汐月不等和年不等現(xiàn)象示意圖 Sun Moon Earth 第三節(jié) 風(fēng)暴潮 一、概念 風(fēng)暴潮：又稱氣象潮，是一種由非天文因素引起的海面異常升降現(xiàn)象，使水位大大超過正常潮位。 二、 風(fēng)暴潮 分類及特征 名稱 特征 1。熱帶風(fēng)暴潮：由臺風(fēng)引起的風(fēng)暴潮 潮位變化急劇。 2。溫帶氣旋風(fēng)暴潮：由溫帶氣旋引起 潮位變化持續(xù)緩慢。 3。冷鋒潮位變化： 由冷暖氣團(tuán)活動(dòng)引起 潮位變化持續(xù)緩慢。 三、 風(fēng)暴潮形成及傳播 1 風(fēng)暴潮的確形成（以熱帶風(fēng)暴潮為例） 1）低壓氣旋形成移動(dòng)的低壓區(qū)，將海面吸升。 2）升高的海面隨臺風(fēng)移動(dòng)，象孤立波一樣傳播。 3）到達(dá)近海時(shí)，波高驟增，勢不可擋，涌入內(nèi)陸，造成破壞。 2 風(fēng)暴潮的傳播 1）臺風(fēng)長波增水 長波傳播速度大于臺風(fēng)風(fēng)速，故先出現(xiàn)增水現(xiàn)象。 2）風(fēng)暴潮主段 水位急劇增高。 3）余振階段 四、 風(fēng)暴潮的危害 1。引起海面高程急劇變化。 2。動(dòng)力作用。 第四節(jié) 海嘯 一、海嘯成因、條件與現(xiàn)象 1。海嘯成因：由海底火山噴發(fā)、海底地震或陸架地震引起海底大面積隆起或大面積塌陷，使海水劇烈運(yùn)動(dòng)。 2。形成條件：震源水深大于 4m， 強(qiáng)度里氏 6。 5級以上。 3。現(xiàn)象：這是一種長周期、小振幅的海洋散射波，傳播速度極快，可達(dá)數(shù)百公里 /小時(shí)。在深海高速傳播，無危害；到達(dá)淺水區(qū)后，波高陡增，形成波墻，水位大大上升，造成災(zāi)害。 二、著名海嘯及危害 高程 t 余振 風(fēng)暴潮 先行涌浪 三、海嘯波淺水變形 海嘯波傳播過程中，波浪周期不變，有以下關(guān)系： 4228181/:/:dsdHHLgHLgHEEddLLTLCTLCgdCgdCqsqqqssqssqsqqqssqqss??????????? 第五節(jié)設(shè)計(jì)水位 一、設(shè)計(jì)水位的概念 設(shè)計(jì)水位指設(shè)計(jì)潮位，包括設(shè)計(jì)高水位、設(shè)計(jì)低水位、校核高水位、校核低水位。 1。設(shè)計(jì)高、低水位：指建筑物在正常使用條件下的高、低水位。 2。校核高、低水位：指建筑物在非正常使用條件下的高、低水位，非正常使用條件指在存在天文潮的同時(shí)又存在風(fēng)暴潮、低壓、海嘯等非天文因素的情況。此時(shí)水位為正常潮位與非天文增水之和。二、設(shè)計(jì)水位的確定 1。設(shè)計(jì)高水位：從高潮位累積頻率曲線查取 10%累積頻率對應(yīng)的潮位為設(shè)計(jì)高潮位。 2。設(shè)計(jì)低水位：從低潮位累積頻率曲線查取 90%累積頻率對應(yīng)的潮位為設(shè)計(jì)低潮位。 三、校核水位的確定 利用多年的最高（低）潮位資料，擬合某一極值理論分布曲線，推算 50年或 100年一遇的極高潮位或極低潮位，作為校核水位。 累積頻率 P 潮位 高潮位累積頻率曲線 低潮位累積頻率曲線 潮位累積頻率曲線