Πειραματική διερεύνηση επίδρασης της περιόδου των κυματισμών στην ευστάθεια κυματοθραύστη με πρανή - Καζακίδου, Ελένη (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών, 2017)
Οι κυματοθραύστες αποτελούν ένα πολύ σημαντικό έργο που απαιτεί κατάλληλο σχεδιασμό ώστε να μην αστοχήσει στη διάρκεια ζωής του και να επιτελεί το λειτουργικό σκοπό για τον οποίο κατασκευάστηκε. Μέχρι σήμερα έχουν αναπτυχθεί διάφορες μέθοδοι υπολογισμού κυματοθραυστών, συνηθίζεται όμως κατά τον υπολογισμό των έργων αυτών να λαμβάνεται υπόψη ένα αντιπροσωπευτικό ύψος κύματος, όπως γίνεται και στην ευρέως διαδεδομένη σχέση υπολογισμού του Hudson (1959). Σήμερα, γίνεται ολοένα και πιο αποδεκτό από την επιστημονική κοινότητα ότι η συνδυαστική δράση του ύψους κύματος και της κυματικής περιόδου παίζει σημαντικό ρόλο στην ευστάθεια των κυματοθραυστών με πρανή. Στο παρελθόν έχουν διεξαχθεί διάφορα πειράματα με μονοχρωματικούς κυματισμούς (π.χ. Iribarren, 1965) και με τυχαίους κυματισμούς (π.χ. Van der Meer και Pilarczyk (1984), Van der Meer (1985)) και έχουν δείξει τη σημαντική επίδραση της κυματικής περιόδου στην ευστάθεια και συνεπώς στο σχεδιασμό των κυματοθραυστών με πρανή. Οι σχέσεις σχεδιασμού που έχουν προκύψει από αυτές τις πειραματικές διερευνήσεις επικεντρώνονται στον τύπο θραύσης των προσπιπτόντων κυματισμών στο προσήνεμο πρανές των κατασκευών αυτών χρησιμοποιώντας το γνωστό αριθμό του Irribaren. Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία παρουσιάζεται μια πειραματική διερεύνηση της επίδρασης της κυματικής περιόδου μονοχρωματικών και τυχαίων κυματισμών στην ευστάθεια της θωράκισης του προσήνεμου πρανούς κυματοθραύστη. Η διερεύνηση αυτή αν και λαμβάνει υπόψη τις ήδη υπάρχουσες προσεγγίσεις, διαφοροποιείται κατά κάποιο τρόπο λαμβάνοντας υπόψη όχι μόνο τις συνθήκες θραύσης στο προσήνεμο πρανές αλλά και άλλες κυματικές και κατασκευαστικές παραμέτρους του κυματοθραύστη στο σύνολο του. Πιο συγκεκριμένα, τα πειράματα διεξήχθησαν σε πειραματική δεξαμενή στο Εργαστήριο Λιμενικών Έργων του Ε.Μ.Π. και το εξεταζόμενο μοντέλο ήταν ένας έξαλος κυματοθραύστης με πρανή και πυρήνα, με κλίση πρανών 1:1.5 και στις δύο πλευρές. Τα πειράματα βασίστηκαν κυρίως στη μελέτη των Bruun και Günbak (1978), στους ορισμούς των Sawaragi et al. (1982), οι οποίοι μελέτησαν την εμφάνιση συντονισμού και ημι-συντονισμού σε κυματοθραύστη με πρανή και στις σχέσεις σχεδιασμού του Van der Meer (1988) και του Van Gent (2003), με τις οποίες και συγκρίθηκαν. Τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας βασίζονται στην παρατήρηση και στις μετρήσεις της διαβρωμένης επιφάνειας του προσήνεμου πρανούς μετά από τη δράση διάφορων σεναρίων μονοχρωματικών και τυχαίων κυματισμών. Μέσα από την πειραματική διαδικασία γίνεται η προσέγγιση κάποιων κρίσιμών περιόδων, κατά τις οποίες το μέγεθος των ζημιών του προσήνεμου πρανούς μεγιστοποιείται, και γίνεται μια διερεύνηση της πιθανής συσχέτισης των κρίσιμων αυτών περιόδων με το πλάτος της διατομής του κυματοθραύστη στη στάθμη ηρεμίας (Σ.Η.Θ.). Παρατηρείται, λοιπόν, ότι ο λόγος του πλάτους της διατομής του κυματοθραύστη στη Σ.Η.Θ. προς το μήκος κύματος του προσπίπτοντος κυματισμού παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στην ευστάθεια της κατασκευής. Επιπλέον, υπολογίζεται η ιδιοπερίοδος του κυματοθραύστη αυτού σύμφωνα με τον αναλυτικό υπολογισμό της ιδιοσυχνότητας χωμάτινων φραγμάτων κατά τους Hasani et al. (2014) και παρατηρείται ότι η ιδιοσυχνότητα σταθερών κατασκευών όπως ο κυματοθραύστης με πρανή δεν παίζει σημαντικό ρόλο στην ευστάθεια της κατασκευής. Η διερεύνηση αυτή που γίνεται στην παρούσα εργασία παρουσιάζει μια άλλη οπτική γωνία στη μελέτη των κυματοθραυστών με πρανή μέσω της αναβάθμισης της πρακτικής σχεδιασμού τους. Ουσιαστικά, αποδεικνύεται ότι ο ρόλος που παίζει η κυματική περίοδος στην ευστάθεια της θωράκισης πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σχεδιασμού για την εξασφάλιση της ευστάθειας των παράκτιων έργων. Επίσης, δίδονται προτάσεις για περαιτέρω έρευνα.