第4章 波力

4.1 波力の基本

波力は、【構造物の安全性に関する性能照査に用いる波】の規定に従って設定した波の諸元、海底地形、設置水深、施設の形状等を考慮して、適切に算定するものとする。

4.1.1 波力及び波圧

波力及び波圧の算定にあたっては、不規則波（設計波）の作用に対して施設の安定性を確保できるようにする必要がある。また、施工実績の少ない施設や特殊な形状の施設、海底地形が急勾配であったり複雑な場所には、水理模型実験により波力及び波圧を検討することを原則とする。

4.2 直立壁に作用する波力

4.2.1 直立壁に作用する波力

(1) 壁面に波の山がある場合

直立壁前面の波圧は図 2-4-1 の形で分布し、式 2-4-1 によって表される η∗\eta^* の高さで0、静水面の高さで式 2-4-2 によって表される最大値 p1p_1、海底面で式 2-4-3 によって表される p2p_2、直立壁底面で式 2-4-4 によって表される p3p_3 となる直線的に変化する分布で与えることができる。

η∗=0.75(1+cos⁡β)λ1λ0Hd(式 2-4-1)\eta^* = 0.75(1 + \cos\beta)\lambda_1\lambda_0 H_d \tag{式 2-4-1}
p1=0.5(1+cos⁡β)(α1λ1+α2λ2cos⁡2β)ρ0gλ0Hd(式 2-4-2)p_1 = 0.5(1 + \cos\beta)(\alpha_1\lambda_1 + \alpha_2\lambda_2\cos^2\beta)\rho_0 g\lambda_0 H_d \tag{式 2-4-2}
p2=p1cosh⁡(2πh/L)(式 2-4-3)p_2 = \frac{p_1}{\cosh(2\pi h/L)} \tag{式 2-4-3}
p3=α3p1(式 2-4-4)p_3 = \alpha_3 p_1 \tag{式 2-4-4}

図 2-4-1 壁面に波の山がある場合の波圧分布図

(2) 壁面に波の谷がある場合

壁前面に作用する負の波圧は、静水面で0、静水面下 0.5λ0Hd0.5\lambda_0 H_d で pnp_n 、以下底面まで一様の直線分布が沖側に向かって作用するものとして算定することができる。

図 2-4-2 壁面に波の谷がある場合の波圧分布図

(3) 衝撃砕波力

衝撃砕波力の発生についての簡易的判定は、図 2-4-3 のフローによってもよい。

図 2-4-3 衝撃砕波力の発生についての簡易的判定フロー

(4) 波圧及び揚圧力の計算に用いる波高及び補正係数 λ1,2,3\lambda_{1,2,3}

図 2-4-4 補正係数 λ0\lambda_0 の算定図

図 2-4-5 直立堤及び混成堤における5波高区間の取り方

4.2.2 消波工で被覆された直立壁に作用する波力

図 2-4-6 消波工で被覆された直立壁に作用する波圧分布

4.2.3 遊水部付き消波工を有する直立壁に作用する波力

図 2-4-7 遊水部付き消波工を有する防波堤に作用する波圧分布

4.3 揚圧力及び浮力

(1) 揚圧力

揚圧力は「本編 4.2.1 直立壁に作用する波力」の式 2-4-8 により算定することを標準とする。

図 2-4-9 各セクションごとの揚圧力 / 図 2-4-10 床版に作用する揚圧力

(4) 岩着式構造物に作用する浮力の考え方

図 2-4-12 岩着式（揚圧力を考えずに浮力を考慮）

4.4 波力に対するブロック等の安定質量

ハドソン式（式 2-4-13）により算定する。

W=ρrH3KDcot⁡θ(ρr/ρ0−1)3(式 2-4-13)W = \frac{\rho_r H^3}{K_D \cot\theta (\rho_r/\rho_0 - 1)^3} \tag{式 2-4-13}

図 2-4-13 傾斜堤標準断面図

図 2-4-14 捨石・被覆石の安定数