斜坡堤护面块体稳定性研究进展

摘  要：根斜坡堤作为海岸防护工程的核心结构，其护面层稳定性直接决定整体稳定性能。本文系统梳理了斜坡堤护面结构类型、稳定性理论模型、实验研究方法及数值模拟技术的最新进展，重点探讨了波浪荷载作用下的破坏机理、稳定性判据及设计优化策略。研究指出，多因素耦合作用下的动力响应机制、生态护面结构耐久性评估及智能化监测技术是未来重点研究方向。

关键词：斜坡堤；护面稳定性；波浪作用；破坏机理

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0引言

斜坡堤因其良好的消浪性能和施工便利性，广泛应用于港口、海岸防护工程。统计显示，全球约75%的防波堤采用斜坡结构[1]。护面层作为抵御波浪冲击的首道防线，其稳定性受波浪参数（波高、周期、入射角）、结构几何特征（坡度、护面层厚度）、材料特性（块体形状、孔隙率）及地质条件等多因素影响。近年来，极端气候事件频发导致护面失稳案例增加[2]，促使学界对护面稳定性展开系统性研究。

1 护面结构类型及破坏模式

（1）护面结构类型：

抛石护面：采用天然块石堆砌，依赖自重抵抗波浪力。稳定性遵循Hudson公式：

3 关键影响因素分析

（1）波浪参数：波陡影响，当 时，护面失稳概率增加2-3倍；群波效应，连续5个超过设计波高的波浪可使稳定些下降30%。

（2）结构参数：坡度优化，1：1.5坡比较1：2可减少石材用量25%，但需配合更高等级护面层；层级设计，双层护面（下层D50=0.6m，上层D50=1.2m）较单层结构位移量减少40%。

（3）材料特性：块体形状系数 的取值；老化效应，混凝土块体10年强度衰减率达15%-20%。

4 结论

斜坡堤护面稳定性研究已形成理论-试验-数值的多维方法体系，但在复杂环境耦合作用机制、生态工法量化评估等方面仍需突破。建议建立基于风险概率的设计框架，发展数字孪生技术实现全寿命周期管理。

参考文献：

[1] PIANC. Breakwaters with vertical and inclined concrete walls[J]. Report No.121， 2016.

[2] Van Gent M R A. Stability of rock slopes with shallow foreshores[C]//Coastal Engineering Proceedings， 2022.

[3] Hudson R Y. Laboratory investigation of rubble-mound breakwaters[J]. Journal of Waterways and Harbors Division， 1959.