專利名稱：海力消波混凝土塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海力消波塊。
遠(yuǎn)在古代，即有拋石傾斜堤出現(xiàn)，目前防波堤主流朝向直立混成堤。自1950年以來，異型消波塊相繼出現(xiàn)，普遍使用在堤防護(hù)身。傾斜堤依據(jù)材料之分可分為拋石堤及異型消波塊堤兩種，若按其排列方式可分
目前實(shí)施上述排列而常用者，大致如下三柱腳塊、修正立方體塊、中空三角塊、Trlbar、協(xié)克塊、占骨型塊、Starplt、Jucon、Cokansblok、合掌型塊、雙T塊、W、V塊、空心四柱方塊、Contripod、菱形塊、六腳型塊、三連型塊、Gammorblock、四方錐塊、Clinger，這些海力消波塊對(duì)于保護(hù)海岸堤防與港灣之防堤有一定收效。目前研究設(shè)計(jì)一種新型消波塊，提高消波特性，節(jié)省工程造價(jià)，正是當(dāng)務(wù)之急。
本發(fā)明的目的在于提供一種新型的消力消波混凝土塊，該消波塊穩(wěn)定性高，重心低，消波特性好，使用混凝土量少。
本發(fā)明是以正四面體為基本形體，在正四面體上，削割其四個(gè)錐角，而以四個(gè)截頭三角錐代替削割部分，正四面體的上部三面皆有一個(gè)圓錐孔，使三個(gè)圓錐貫穿海力塊之內(nèi)部，此三孔可增加塊體之孔隙率及增強(qiáng)吸收分散波能之能力，因此本海力消波塊具有較大穩(wěn)定性及較佳消波效果。另外，在該正四面體與四角端的截頭三角錐之間連接部分，形成凹角，且該正四面體與四角端的截頭三角錐，其每一平面之間之連接線，均經(jīng)修飾為面狀菱線，形成一種以最少混凝土體積，構(gòu)成最大平面與空間的海力消波混凝土塊。
海力塊之體積及邊長(zhǎng)之關(guān)系，經(jīng)計(jì)算結(jié)果為V＝0.057b3＝98.496a3其中V為海力塊之體積，b為正四面體之邊長(zhǎng)，a為盤角長(zhǎng)邊之邊長(zhǎng)，等于b/12，其各部之形狀如附

圖1至附圖14所示。
海力塊之抗剪分析
(1)體積V＝98.496a3(2)自重W＝226.5408a3(3)端喉部斷面積＝2.75983a2A＝1/2(1.669+1.669+0.5)a×/2(0.5)a+1/2(0.5+1.669+0.5)a×/2(1.669a)＝2.75983a2
上三角面積＝1/2×2.0993a×2.0946a＝2.1986a2下梯形面積＝1/2×(0.5+2.0946)a×1.1275a＝1.4627a2∴總面積＝2.1986a2+1.4627a2
此斷面積較端喉部斷面積大，故在端喉部計(jì)算抗剪應(yīng)力。
(5)由喉部吊起之張應(yīng)力σ＝226.5408a3/2.75983a2＝82.085(T/M2)(6)三腳鼎立端部之剪力τ＝226.5408/3×2.75983a2＝27.362a(T/M2)(7)σc＝0.1fc′取安全系數(shù)為2∴σc＝0.05fc′∴σc＝0.05fc′＝0.05×175＝8.75Kg/cm2τc=0.29fc′=0.29175=3.836Kg/cm]]>以5噸及20噸為計(jì)算例(a)5噸時(shí)a＝0.281σ5＝82.085a×1/10＝2.30658Kg/cm2＜8.75Kg/cm2t5＝27.362a×1/10＝0.7689Kg/cm2＜3.836Kg/cm2(b)20噸時(shí)a＝0.446σ20＝82.085×1/10＝3.661Kg/cm2＜8.75Kg/cm2
t20＝27.362a×1/10＝1.2203Kg/cm2＜3.836Kg/cm2故海力塊能承受剪力及起重機(jī)吊起之拉力。
海力消波塊之構(gòu)想，是以正四面體為基本形體，故其模型之制作方法如下所示1，先制作正四面體。
2，去除四面體之四個(gè)端點(diǎn)。
3，留住截頭三角錐大小，向內(nèi)挖除各面至所需之厚度，并除去其棱線之削角。
4，消除盤角棱線之削角。
5，從三面之形心向三面中心挖成中空?qǐng)A洞即完成海力塊標(biāo)準(zhǔn)型模型之制作。
附圖1是本發(fā)明立體圖。
附圖2-7是本發(fā)明六面視圖。
附圖8是本發(fā)明削截一角成為截頭形狀的立體圖。
附圖9-14是本發(fā)明截頭形六面視圖。
海力塊之裝模拆模及吊放方法是這樣的消波混凝土塊消波效果與其表面粗糙度，有很大的關(guān)系，為增加型塊之表面粗糙度，最簡(jiǎn)單之方法，即增加角度之?dāng)?shù)量及使其表面多變化，然仍須考慮裝模及拆模之難易度，本研究之海力塊裝模拆模容易，茲敘述于后。
海力塊之鐵模分為模身，即模之主體，模頭即模之四個(gè)盤角及中空?qǐng)A筒，其裝模方法如下1，先裝模身。
2，裝上模頭。
3，安裝中空?qǐng)A筒。
其拆模之方法則與裝模順序相反。
海力塊之吊放容易，乃因本型塊中心有三個(gè)中空?qǐng)A洞，用鋼繩或三角鐵抓吊放，非常方便。
為了海上運(yùn)輸及保護(hù)海岸附近人民生命財(cái)產(chǎn)之安全，一般皆建造海岸構(gòu)造物，以防止波浪之侵襲，而在建造海岸構(gòu)造物時(shí)，常用消波異型塊作為保護(hù)堤身之用。
消波塊之消波效果如何？可從其溯上高度，反射系數(shù)及安定性等，了解其效用，茲就其三者之理論解析如下波浪之溯上波浪由深海向淺海進(jìn)行，到達(dá)海堤時(shí)，由于能之轉(zhuǎn)變，將發(fā)生溯上(WaveRun-up)現(xiàn)象。一般堤防高度之設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，要配合實(shí)測(cè)以量取實(shí)際波浪之溯上現(xiàn)象。但量取實(shí)測(cè)波浪之溯上高度時(shí)，甚難測(cè)得最大浪或設(shè)計(jì)波所發(fā)生之溯上現(xiàn)象，因此實(shí)驗(yàn)結(jié)果，甚難與設(shè)計(jì)情況作比較，但模型試驗(yàn)則可涵蓋各種現(xiàn)象發(fā)生之情況，因此乃期望于模型試驗(yàn)結(jié)果，以決定波浪對(duì)堤防作用產(chǎn)生之溯上高度。
當(dāng)入射波高H，波長(zhǎng)L在定水深d及堤防坡度tanα?xí)r，則波浪溯上高出靜水面之高度R，詳見附圖15定水深之波浪溯上現(xiàn)象。一般形式，即R/H＝F(α，d/L)+G(H/L，d/L)-K(α，d/L，H/L)式中F(α，d/L)為線性波之相對(duì)波浪溯上高度。
G(H/L，d/L)為非線性波效應(yīng)之改正因子。
K(α，d/L，H/L)為因波浪碎波與底床摩擦，所產(chǎn)生之減低因子。
如海堤堤址前，海底亦有坡度(tanβ)，堤前有加異型塊之護(hù)坡粗糙因子(K)存在，如附圖16所示，則表示法如下列形式R/H0＝f(H0/L0，h/L0或h/H0，i，tanβ，K)堤前海底坡底(i＝tanβ)及護(hù)坡異型塊之波浪溯上效果。
如附圖15、附圖16之情況，因溯上高度與堤腳水深，海底坡度，堤前異型塊之安放及波浪尖銳度有關(guān)，而受此等因素所支配，因此需判明該因素之影響。
反射系數(shù)之求法海堤受到人射波之侵襲，在堤面即產(chǎn)生反射，反射波之波高和入射波高之比，即Hr/Hi＝Kr乃稱為反射率或反射系數(shù)。由堤防反射系數(shù)之大小，即可求出該堤防異型塊之消波效果，若反射系數(shù)愈小，則表示該堤防之消波效果愈好。求反射系數(shù)之方法有二1，Healy定義反射系數(shù)Kr為Kr＝Hr/Hi＝(Hmax-Hmin)/(Hmax+Hmin)式中Hr為反射波高，Hi為人射波高，Hmax及Hmin分別為經(jīng)反射之最大波高及最小波高。
在Sin2πx/L＝±1即X＝nL/2+L/4處，為最大波高Hman出現(xiàn)之腹點(diǎn)，Cos2πx/L＝±1即X＝nL/2之處，為Hmin出現(xiàn)之節(jié)點(diǎn)。用此方法測(cè)定反射率時(shí)，需先行測(cè)定Hmax及Hmin位置，然后將二波高感應(yīng)器(wavesenser)分別安放于Hmax及Hmin之處，即可記錄波形，求得反射系數(shù)。
2.合田良實(shí)(1976)之分離推定法反射系數(shù)實(shí)驗(yàn)用Healy之方法，在實(shí)驗(yàn)分析方面，對(duì)于最大及最小波高之選定，誤差非常大，且需常移動(dòng)波高計(jì)，針對(duì)此缺點(diǎn)，所以合田等(1976)提出分離推定法，分離入射波及反射波，在周期改變時(shí)，并不需要移動(dòng)波高計(jì)，來測(cè)取最大及最小波高，更不需要另設(shè)波高計(jì)，測(cè)入射波高，(唯本實(shí)驗(yàn)另需測(cè)Kd值，故須測(cè)入射波高)，僅需將兩波高計(jì)間隔，及波高計(jì)與模型距離保持在有效范圍即可，此為合田法較為實(shí)用之處。
合田指出波高計(jì)間隔和波長(zhǎng)之關(guān)系為上限(fmax)△l/Lmin＝0.45△l＝兩波高計(jì)間隔下限(fmin)△l/Lmax＝0.05唯△l不能等于半波長(zhǎng)之整數(shù)倍，而波高計(jì)與模型間之有效距離為X≥0.1L。
此種分離推定法適用于規(guī)則波及不規(guī)則波條件，是避免取用波長(zhǎng)之整數(shù)倍，因?yàn)榇藭r(shí)誤差將會(huì)很大。
利用分離推定法可求得入射波及反射波振幅，分別為Ai＝1/(2｜sinK△l1)×[(A2-A1cosK△l-B1sin△l)2+(B2+A1sinK△l-B1cosK△l)2]1/2Ar＝1/(2｜sinK△l｜)×[(A2-A1cosK△l+B1sinK△l)2+(B2-A1sinK△l-B1cosK△l)2]1/2
故反射系數(shù)為Kr＝｜Ar/Ai｜＝{([(A2-A1cosK△l+B1sinK△l)2+(B2-A1sinK△l-B1cosK△l)2]/[(A2-A1cosK△l-B1sinK△l)2+(B2+A1sisK△l-B1cosK△l)2]}1/2式中A1，B1為X＝X1處波高計(jì)，所測(cè)得之波形系數(shù)，A2，B2為X＝X2處波高計(jì)，所測(cè)得之波形系數(shù)。
A，B之推定為將波形分為N等分，△t為每一時(shí)間間隔，將合成波形η(t)以FourlerSerles展開，與二合成波形比較系數(shù)，可得A、B為A=2NΣS =1Nη(s △t)cos2πSNB=2NΣS = 1Nη(s △t)sin2πSN]]>本實(shí)驗(yàn)將1號(hào)及2號(hào)波高計(jì)同時(shí)記錄，所測(cè)得之合成波形，各分割為12等分(N＝12)，代入兩式，即可得A＝1/6[(η12-η6)+(η1-η5-η7+η11)cos30°+(η2-η4-η8+η10)cos60°]B＝1/6[(η3-η9)+(η1-η5-η7-η11)sin30°+(η2+η4-η8-η10)sin60°]將二支波高計(jì)讀出之ηi(i＝1，2……12)值代入兩式，即可求出A1、B2、A2、B2之值，再將此些值代回求Kr公式中，即可求得反射系數(shù)Kr。
斜面堤拋放異型塊之穩(wěn)定分析。
關(guān)于由傾斜投入水中之石塊或異型塊等，穩(wěn)定重量之計(jì)算公式，以如下的放在傾斜面之單體塊或投入水中的石塊，所施加之力量與摩擦力之平衡關(guān)系，所求之伊里巴連(Iribarren)公式及把它進(jìn)一步加以一般化的哈特遜(Hudson)公式較著名。如附圖17所示，斜面受波浪作用，若作用于被覆工之上揚(yáng)力為F，A為其投影面積，W為被覆工之重量，H為作用波高，則上揚(yáng)及投影面積，可以下式計(jì)算F＝kρgAHA∝(W/ρrg)2/3但ρr為被覆工密度，K為一常數(shù)，故上式可改寫為F＝k′ρgH(W/ρrg)2/3而k′為一新常數(shù)。在斜面上被覆工之滑動(dòng)平衡條件為W(1-ρ/ρr)sinα＝μ〔W(1-ρ/ρr)cosα-k′ρgH(W/ρrg)2/3〕但α為斜面之傾斜角度，μ為被覆工之摩擦系數(shù)。將上式對(duì)W解之可得W=K μ3ρrgH3(ρ/ρr-1)3(μ cos a -sin a)3]]>式中K＝(K′)3為依據(jù)試驗(yàn)決定之值。
上式為Iribarren氏所倡導(dǎo)之安定公式，經(jīng)Hudson氏多次之試驗(yàn)，將上式改寫成W=rrH3Kd(rr/rW-1)3cot a]]>式中Kd為根據(jù)實(shí)驗(yàn)所定的常數(shù)，一般稱為安定系數(shù)。
W異型塊之重量(Tons)。
γr異型塊在空中之單位重(一般為2.3T/m3)。
Kd為異型塊之安定系數(shù)，隨排列方式及損害率而定γw海水單位重(一般為1.03T/m3)。
本實(shí)驗(yàn)所采用之設(shè)備和儀器如下1，斷面造波水槽本實(shí)驗(yàn)研究是在臺(tái)灣海洋學(xué)院海港工程館內(nèi)之?dāng)嗝嫠圻M(jìn)行。該水槽斷面全長(zhǎng)30公尺，寬1.2公尺，高1公尺。水槽一側(cè)為混凝土壁，另一側(cè)為玻璃壁，以利觀測(cè)。
2，造波機(jī)造波機(jī)為5馬力無段變速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)之翼板式(Flap-Type)規(guī)則型造波機(jī)。在造波機(jī)上裝置一座四檔馬達(dá)減速機(jī)，操作時(shí)可調(diào)整減速機(jī)檔數(shù)，并配合原來無段式馬達(dá)減速機(jī)，使得周期變動(dòng)范圍由0.8秒至3.5秒不等，并采用連桿拉動(dòng)造波板，可適度調(diào)整偏心距，以造出各種不同波高之實(shí)驗(yàn)波。
3，記錄器采用日本渡邊(Watanabe)公司制造之LinearcorderTypeWR3001型之線性電熱式記錄器(LinearThermalRecorder)共有6個(gè)可獨(dú)立操作之頻道，可各自調(diào)整訊號(hào)大小。各頻道接受各自強(qiáng)度之電子訊號(hào)后，將訊號(hào)放大以加熱筆繪于記錄紙上。
4，波高計(jì)與波高增幅器采用6頻道容量式波高增幅器(WAVEMEASURESYSTEMMARKⅢ)。增幅器共有6個(gè)可以同時(shí)獨(dú)立操作的頻道，連接6支容量式波高計(jì)，波高計(jì)的感應(yīng)線因水位變動(dòng)而產(chǎn)生電子訊號(hào)，經(jīng)由波高增幅器放大波形。輸出至記錄器，乃得到所需之試驗(yàn)波高記錄。
本實(shí)驗(yàn)所用材料與布置如下1，實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)斜坡采用厚木板，上面噴水泥沙漿，以模擬現(xiàn)場(chǎng)情況，斜坡放置于水槽末端，計(jì)分為cotα＝1.3、1.5、2.0等三種斜度，為便于比較，附本海力消波塊外，于實(shí)驗(yàn)中并采用協(xié)克(SHAKE)消波塊。二種型塊各取10個(gè)稱其重量之平均值，協(xié)克塊每個(gè)約0.1866千克，海力塊每個(gè)約0.175千克，換算實(shí)際重量，協(xié)克塊約11.942噸，海力塊約為11.2噸。其所使用之個(gè)數(shù)如下表所示。
實(shí)驗(yàn)所用消波混凝土塊模型之個(gè)數(shù)
2，實(shí)驗(yàn)布置本實(shí)驗(yàn)縮尺采1/40則推求模型與實(shí)際之時(shí)間、長(zhǎng)度、重量之關(guān)系如下長(zhǎng)度比例λ＝1/40時(shí)間比例Tr＝1/40＝1/6.325重量比例Wr＝1/403＝1/64000體積比例Vr＝1/403＝1/64000本實(shí)驗(yàn)水深采40公分，換算為實(shí)地水深為16公尺，而所用波浪周期自0.8秒至2.0秒，換算成實(shí)際周期為5.06秒至12.65秒。
若周期＝0.8秒時(shí)深海波波長(zhǎng)Lo＝gT2/2π＝1.56T2＝0.998m則d/Lo＝0.401，查表可得d/L＝0.4059故可得L＝98.5cm，(即Lmin＝98.5cm)若周期＝2.0sec時(shí)，深水波波長(zhǎng)Lo＝6.24m則d/Lo＝0.064，查表得d/L＝0.1082故可得L＝369.6cm，(即Lmax＝369.6cm)因此兩波高計(jì)間隔△l(0.45Lmin＝44.33cm，△l＞0.05Lmax＝18.48cm，故取△l＝30cm，唯△l不能等于半波長(zhǎng)之整數(shù)倍，而波高計(jì)與模型間之有效距離為X≥0.1L，故本實(shí)驗(yàn)取X＝60cm。
所以在模型前端X＝60cm處，放置二支波高計(jì)以測(cè)定反射系數(shù)，并于造波板前方10m處，設(shè)置另支波高計(jì)，以測(cè)定入射波高，試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭贾萌绺綀D18所示。
本實(shí)驗(yàn)步驟與方法如下本實(shí)驗(yàn)采用cotα＝1.3、1.5、2.0三種覆坡坡度，消波塊之排列方法，使用雙層亂拋，雙層整齊排列、單層亂拋、單層整齊排列等四種，每種不同型式之排列，采用4至6種不同偏心距，每一種偏心距，采用7種不同周期，即T＝0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0秒，反復(fù)造波實(shí)驗(yàn)，故在不同坡度，不同排列方式，不同偏心距及不同周期之下，共有700個(gè)實(shí)驗(yàn)，如圖19至圖45所示。
在每次實(shí)驗(yàn)之前，均需先行率定波高計(jì)，將安置于率定架上之波高計(jì)與波高增幅器、記錄器，聯(lián)接妥善并設(shè)定放大倍率。波高計(jì)之率定是在靜止水面時(shí)，將增幅器及記錄器，調(diào)整歸零之后，將波高計(jì)每次上升10公分，此時(shí)記錄筆將于記錄紙上，描出其軌跡上升20格，然后歸零再依次降10公分，則記錄筆將下降20格，上下共計(jì)20公分。本實(shí)驗(yàn)所采用記錄紙上10格等于5公分之波高，20公分總計(jì)40格。根據(jù)此倍率，于記錄紙所得之格數(shù)，即可換成實(shí)際試驗(yàn)波高之公分?jǐn)?shù)。
率定完成后，將率定架上之波高計(jì)取下，分別安裝于預(yù)定之位置，且當(dāng)水面靜止時(shí)，記錄器上之記錄筆需歸零，零位以下表示波谷到達(dá)，而零位以上則表示波峰到達(dá)。
在波高計(jì)率定及安置妥當(dāng)后，即用設(shè)定好之周期及不同之偏心距進(jìn)行試驗(yàn)，唯每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，均需等待水面完全靜水后，再造波進(jìn)行試驗(yàn)。
波浪溯上高度之量測(cè)，乃于斜坡上劃上刻度，讀取斜坡上的距離，然后再換算為垂直的溯上高度。而反射系數(shù)的測(cè)定，乃將X1及X2二支波高計(jì)所測(cè)得的波形組，同時(shí)分割為12等份，再依合田之分離推定法計(jì)算求得。
至于海力塊安定性之測(cè)定，乃以肉眼觀察，護(hù)坡異型塊受波浪作用，是否有動(dòng)搖情況發(fā)生，如動(dòng)搖之異型塊個(gè)數(shù)，超過全部之1%，則認(rèn)為不夠安定，需重新考慮使用較重異型塊，或改變異型塊之排列方式，甚至改變堤面坡度，如動(dòng)搖之異型塊個(gè)數(shù)，小于全部之1%，則認(rèn)為安定。一般異型塊之Kd值，可用Hudson公式計(jì)算之。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果異形消波混凝土塊之消波效果如何可由相對(duì)溯上值，反射系數(shù)來判斷，經(jīng)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果知相對(duì)溯上值隨波浪尖銳度之增加而降低，且與異型塊種類及排列方法而異，在相同型塊及排列方式下坡度愈緩時(shí)消波效果愈好，又異型塊消波效果以亂拋情況較整齊排列為佳，而雙層排列則較單層排列良好，茲就其結(jié)果說明如下由圖19～31知，相對(duì)溯上值，隨尖銳度之增加而降低，且與異型塊種類及排列方法而有不同。
圖32～44為縱軸表示Kr值，橫軸表示波浪尖銳度(H/L)由圖28～31，圖41～44知，無論相對(duì)溯上值或反射系數(shù)，在相同型塊及排列方式下，坡度愈緩時(shí)，消波效果愈佳。
由圖25～27，圖38～40知，異型塊消波效果，以亂拋情況較整齊排列為佳，而雙層排列則較單層排列良好。
今設(shè)A為海力塊雙層亂拋B為海力塊雙層整齊排列C為協(xié)克塊雙層亂拋D為協(xié)克塊雙層整齊排列E為海力塊單層亂拋F為海力塊單層整齊排列G為協(xié)克塊單層亂拋由圖19～24知，相對(duì)溯上值R/H隨異型塊種類，坡度及排列方法不同而異，由該圖比較得知，R/H值為A＜B＜C＜D，E＜F＜G＜H，亦即對(duì)消波效果而言，乃A＞B＞C＞D，E＞F＞G＞H。
反射系數(shù)K值也依型塊種類，坡度與排列方法不同而異，由圖32～37知，反射系數(shù)為A＜B＜C＜D，而F＜G＜H，亦即對(duì)消波效果而言，乃A＞B＞C＞D，E＞F＞G＞H，與相對(duì)溯上值之趨勢(shì)相同，海力塊與協(xié)克塊受波浪作用時(shí)，其安定性以海力塊最佳。
海力塊在坡度cotα為1.5及2.0時(shí)，受波浪作用雖有搖動(dòng)及移動(dòng)情形，然皆未達(dá)1%之破壞，唯在坡度cotα為1.3，周期1.2秒(換算實(shí)地為7.6秒)，波高11公分時(shí)，(換算實(shí)地為4.4公尺)，單層亂拋有3個(gè)移動(dòng)，4個(gè)輕微動(dòng)搖，而使用型塊之個(gè)數(shù)為305個(gè)，則破壞情為1%，以此情況用Hudson公式計(jì)算Kd值，得Kd值為10.9，若繪出重量與波高之關(guān)系，則如圖45所示。
分析討論在海力塊安定系數(shù)測(cè)定中發(fā)現(xiàn)，部分海力塊受波浪作用時(shí)，發(fā)生動(dòng)搖而后趨于穩(wěn)定，其原因系拋放時(shí)，海力塊尚未放置在穩(wěn)定位置，亦證明海力塊有自動(dòng)補(bǔ)償之效果。
由實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，海力塊之相對(duì)溯上值及反射系數(shù)均小于協(xié)克塊，究其原因?yàn)楹ＡK四面皆有中空?qǐng)A孔，能增加消波效果，降低相對(duì)溯上值，并且比不開孔時(shí)減少波浪之上揚(yáng)力。增加其穩(wěn)定性。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲致如下之結(jié)論1，波浪相對(duì)溯上值及反射系數(shù)隨異型塊種類及排列方式之不同而異，實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)消波效果而言依次為海力塊雙層亂拋＞海力塊雙層整齊排列＞協(xié)克塊雙層亂拋＞協(xié)克塊雙層整齊排列，又海力塊單層亂拋＞海力塊單層整齊排列＞協(xié)克塊單層亂拋＞協(xié)克塊單層整齊排列。
2，A型塊由于孔隙率大，所以消波效果良好，其在坡度cotα＝1.3時(shí)，單層亂拋之反射系數(shù)為0.44，而在cotα＝2.0時(shí)，雙層亂拋之反射系數(shù)則為0.31。
3，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，海力塊中空?qǐng)A形之洞孔，亂拋較整齊排列，更易增加其紊亂度，使消波效果增強(qiáng)，而其溯上值則降低。
4，海力塊三面皆有中空?qǐng)A洞，可依實(shí)際需要利用鋼索或吊具，隨意吊放排列，故施工簡(jiǎn)便且省時(shí)。
5，海力塊以正四面體為基本形體，具有甚佳之穩(wěn)定性，在坡度cotα＝1.3，周期7.6秒時(shí)，單層亂拋之Kd值為10.9。
6，海力塊之安定性，由試驗(yàn)顯示較協(xié)克塊為佳。
7，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果建議在深水防波堤以采亂拋形式為佳而在淺水?dāng)嗝嬉哉R排列為宜。
8，在河川以海力塊截頭型整齊排列較佳。
9，海力塊截頭型對(duì)于奠基及保護(hù)基如堤防護(hù)岸、橋墩、河床、水壩之護(hù)基及護(hù)床工有極佳之效果，可見海力塊截頭型具有其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
符號(hào)表A面積，Al入射波振幅，Ar反射波振幅，F(xiàn)揚(yáng)壓力，g重力加速度，H波高，Hi入射波波高，Hr反射波波高，Ho深海波波高，i海灘坡度，K波數(shù)K＝2π/L，Kd安定系數(shù)，Kr反射系數(shù)，L波長(zhǎng)，Lo深海波波長(zhǎng)，△1實(shí)驗(yàn)設(shè)置兩波高計(jì)之間隔，R波浪溯上高度，R1海力塊之外半徑，R2海力塊之內(nèi)半徑，S實(shí)驗(yàn)堤之坡度，T波浪周期，△t波形分割之時(shí)間間隔，V體積，W重量，X實(shí)驗(yàn)設(shè)置之波高計(jì)與模型間之有效距離，α實(shí)驗(yàn)堤與水平之夾角，β海灘與水平之夾角，μ異型塊與拋石間之摩擦系數(shù)，ρ海水之密度，Tr異型塊之單位重，Tw海水之單位重量，η靜水面至波浪自由表面之水位高程，σ異型塊之拉應(yīng)力，τ異型塊之剪應(yīng)力。

圖19-圖45所示內(nèi)容如下圖19是坡度cotα＝1.5海力塊與協(xié)克塊雙層排列比較圖。
圖20是坡度cotα＝1.5海力塊與協(xié)克塊單層排列比較圖。
圖21是坡度cotα＝1.3海力塊與協(xié)克塊雙層排列比較圖。
圖22是坡度cotα＝1.3海力塊與協(xié)克塊單層排列比較圖。
圖23是坡度cotα＝2.0海力塊與協(xié)克塊雙層排列比較圖。
圖24是坡度cotα＝2.0海力塊與協(xié)克塊單層排列比較圖。
圖25是坡度cotα＝1.3海力塊各種排列比較圖。
圖26是坡度cotα＝1.5海力塊各種排列比較圖。
圖27是坡度cotα＝2.0海力塊各種排列比較圖。
圖28是海力塊雙層亂拋各種坡度之比較圖。
圖29是海力塊雙層整齊排列各種坡度之比較圖。
圖30是海力塊單層亂拋各種坡度之比較圖。
圖31是海力塊單層整齊排列各種坡度之比較圖。
圖32是坡度cotα＝1.3海力塊與協(xié)克塊雙層排列比較圖。
圖33是坡度cotα＝1.3海力塊與協(xié)克塊單層排列比較圖。
圖34是坡度cotα＝1.5海力塊與協(xié)克塊雙層排列比較圖。
圖35是坡度cotα＝1.5海力塊與協(xié)克塊單層排列比較圖。
圖36是坡度cotα＝2.0海力塊與協(xié)克塊雙層排列比較圖。
圖37是坡度cotα＝2.0海力塊與協(xié)克塊單層排列比較圖。
圖38是坡度cotα＝1.3海力塊各種排列比較圖。
圖39是坡度cotα＝1.5海力塊各種排列比較圖。
圖40是坡度cotα＝2.0海力塊各種排列比較圖。
圖41是海力塊雙層亂拋各種坡度之比較圖。
圖42是海力塊雙層整齊排列各種坡度之比較圖。
圖43是海力塊單層亂拋各種坡度之比較圖。
圖44是海力塊單層整齊排列各種坡度之比較圖。
圖45是波高與海力塊重量關(guān)系圖。
圖中所示---表示海力亂拋-表示協(xié)克亂拋…………表示海力整齊---表示協(xié)克整齊
權(quán)利要求
一種海力消波混凝土塊，以正四面體為基本形體，其特征在于在該正四面體上削截其四個(gè)錐角端，而以四個(gè)截頭三角錐代替，在正四面體上部三面中心點(diǎn)，均設(shè)圓錐孔，使三個(gè)圓錐孔連通并貫穿正四面體之內(nèi)部，該正四面體與四角端的截頭三角錐之間連接部分，形成凹角，且該正四面體與四角端的截頭三角錐，其每一平面之間之連接線，均經(jīng)修飾為面狀菱線，形成一種以最少混凝土體積，構(gòu)成最大平面與空間的海力消波混凝土塊。
全文摘要
一種以正四面體為基本形體的海力消波塊，其特征在于在正四面體的三面中心點(diǎn)挖中空?qǐng)A洞，并在正四面體的四個(gè)錐角端附予四個(gè)截頭三角錐。本發(fā)明穩(wěn)定性高，重心低不易被水沖失，且以最少混凝土體積構(gòu)成最大的平面與空間。尤其中心圓孔設(shè)計(jì)可減少河水之揚(yáng)力，因此對(duì)波壓反射及河川流速之減低極有成效，且更能防止沖刷與侵蝕保護(hù)基石流失，對(duì)于海堤之消波工，護(hù)基工、防砂堤工、海堤及河堤護(hù)岸極有效果。
文檔編號(hào)E02B3/08GK1067939SQ9110423
公開日1993年1月13日 申請(qǐng)日期1991年6月20日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月20日
發(fā)明者陳逸堂 申請(qǐng)人:萬逸民