ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................................... 6
ГЛАВА 1. ОБЗОР И АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ...................... 15
1.1. Введение ........................................................................................................... 15
1.2. Общие сведения о волнах цунами .................................................................. 15
1.2.1 .Классификация волн цунами .................................................................... 18
1.2.2. Физика и особенности волн цунами ........................................................ 26
1.3. Актуальность цунами в России ...................................................................... 34
1.4. Г идротехнические сооружения, защищающие от цунами волн ................ 41
1.4.1. Оградительные гидротехнические сооружения ..................................... 42
1.4.2. Берегозащитные гидротехнические сооружения ................................... 44
1.4.3. Нормативы для проектирования гидротехнических сооружений,
находящихся в цунамиопасных районах ........................................................... 47
1.5. Физическое моделирование волновых воздействий .................................... 48
1.6. Выводы по первой главе .................................................................................. 53
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ ФИЗИЧЕСКОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ ВОЛН ЦУНАМИ ..................................................................... 55
2.1. Введение ........................................................................................................... 55
2.2. Физическое моделирование цунами .............................................................. 55
2.2.1 .Обзор существующих методов физического моделирования цунами . 56
2.2.2. Специфика моделирования цунами. Одиночные волны и N-волны .... 62
2.2.3. Основные вопросы физического моделирования................................... 68
2.3. Экспериментальная установка на базе гидравлической лаборатории НИУ
МГСУ......... .............................................................................................................. 73
3
2.3.1. Идея создания универсального генератора волн типа цунами
различной формы ................................................................................................. 73
2.3.2. Описание установки .................................................................................. 74
2.3.3. Принятые методики моделирования и их преимущества ...................... 76
2.3.4. Разработка проекта экспериментальной установки ............................... 78
2.3.5. Описание оборудования и измерительных систем ................................. 83
2.3.5.1. Оборудование, используемое в экспериментах.……………………..83
2.3.5.2. Измерительные приборы, используемые в экспериментах.………...86
2.4. Выводы ко второй главе .................................................................................. 88
ГЛАВА 3. ТЕСТОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ............................................................... 91
3.1. Введение ........................................................................................................... 91
3.2. Программа экспериментов .............................................................................. 91
3.3. Первые опыты, проверка методики моделирования цунами, вызванных
сейсмической активностью .................................................................................... 92
3.4. Усовершенствование экспериментальной установки и увеличение высоты
полученных моделей волн ..................................................................................... 94
3.5. Исследование зависимости формы и высоты смоделированных волн от
глубины воды .......................................................................................................... 97
3.5.1. Трансфомация волн цунами на подходе к берегу .................................. 97
3.5.2. Изменение формы волны в теории длинных волн ............................... 100
3.5.2.1. Парадокс длинных волн.……………………………………..……....105
3.5.3. Эксперименты в НИУ МГСУ по изучению формы волн цунами ...... 107
3.5.4. Обоснование полученных экспериментальных данных теоретическими
наблюдениями .................................................................................................... 116
4
3.6. Исследование зависимости формы и высоты смоделированных волн от
габаритов сечения воздушного клапана в экспериментальной установке. .... 120
3.7. Исследование эффекта отражения смоделированных волн... ................... 123
3.8. Опыты по моделированию цунами от оползней... ..................................... 126
3.8.1. Общие сведения о моделировании цунами методом скользящего
блока……….. ...................................................................................................... 126
3.8.2. Проведение серии опытов с изменением угла наклона поверхности, по
которой опускается блок ................................................................................... 128
3.8.3. Сравнение полученных результатов с моделями волн вызванных
сейсмической активностью ............................................................................... 131
3.9. Сравнение полученных результатов с реальными записями волн цунами и
смоделированными волнами отечественных и зарубежных исследований ... 134
3.9.1. Сравнение полученных моделей волн цунами, вызванных
землетрясением с реальными записями волн ................................................. 134
3.9.2. Сравнение полученных моделей волн цунами, вызванных оползнями
со смоделированными волнами отечественных и зарубежных
исследований……………... ............................................................................... 137
3.10. Выводы к третьей главе .............................................................................. 142
ГЛАВА 4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАГРУЗОК ОТ ВОЛН
ЦУНАМИ НА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ ...................................... 145
4.1. Введение ......................................................................................................... 145
4.2. Особенности проектирования и расчетов гидротехнических сооружений в
цунамиопасных районах ...................................................................................... 145
4.2.1 . Исходные данные для проектирования гидротехнических сооружений
в цунамиопасных районах ................................................................................ 146
5
4.2.2. Особенности оценки цунами параметров в прибрежной зоне и на
берегу. Определение обрушения волны .......................................................... 148
4.2.3. Накат на берег необрушенных цунами ................................................. 149
4.2.3.1. Методика №1………..………………………....……………………..149
4.2.3.2. Методика №2…………………………………....……………………150
4.2.4. Расчет нагрузок от воздействия цунами на необтекаемые
гидротехнические сооружения ......................................................................... 152
4.3. Сравнительный анализ расчета нагрузок от волн цунами на
гидротехнические сооружения типа вертикальной стенки с аналогичными
расчетами от других видов волн ......................................................................... 154
4.4. Исследование сходства взаимодействия стоячих волн и цунами с
гидротехническими сооружениями вертикального типа.................................. 159
4.5. Предложение по расчету эпюры давления при ложбине волны цунами . 163
4.6. Проверка предложенной методики на примере расчета нагрузок от волн
цунами в морском порту Корсаков ..................................................................... 166
4.7. Выводы к четвертой главе ............................................................................ 171
ЗАКЛЮЧЕНИЕ….. ..................................................................................................... 174
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................................................... 177
ПРИЛОЖЕНИЕ А. СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМАТИКЕ
ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ….. ................................................... 199
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ДОКУМЕНТЫ ПО ПАТЕНТУ НА РАЗРАБОТАННУЮ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНУЮ УСТАНОВКУ….. ....................................................... 201
