这篇文档属于类型a，即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告：

主要作者及机构

本研究由谷雪清、金瑞佳、耿宝磊和刘晓共同完成。谷雪清来自交通运输部天津水运工程科学研究院港口水工建筑技术国家工程研究中心和河海大学港口海岸与近海工程学院；金瑞佳和耿宝磊均来自交通运输部天津水运工程科学研究院；刘晓来自中国海洋大学工程学院。该研究发表于《海洋工程》期刊，网络首发日期为2025年2月28日。

学术背景

本研究属于海洋工程领域，重点探讨了内部带碎石斜坡的开孔沉箱（perforated caisson with internal gravel slope）在波浪作用下的反射系数（reflection coefficient）。传统斜坡结构在港池内表现出良好的消波性能，但对水平空间的高需求限制了其广泛应用。相比之下，开孔沉箱消浪结构在深水条件下表现出显著的消浪效果、受力小及工程造价低等优势，逐渐成为研究热点。然而，现有研究大多聚焦于传统结构形式，对于结合斜坡结构以优化消浪效果的研究相对较少。因此，本研究旨在通过物理模型试验，深入探究内部带碎石斜坡开孔沉箱的消波性能影响因素，并为相关工程设计与建设提供理论依据。

研究流程

研究主要分为试验设计、数据采集与分析和结果拟合三个部分。

试验设计

试验在交通运输部天津水运工程科学研究所的波浪厅水槽中进行，水槽长68米，宽1米，高1.5米。模型采用1:20的几何比尺，沉箱由亚克力有机玻璃制作，前舱内填充带坡度的碎石，形成消浪室。试验中，内部碎石斜坡坡度分别取1:1.0、1:1.2、1:1.5和1:2.0，填充碎石孔隙率（porosity）分别取0.25、0.40、0.45和0.50。试验波高取0.05米、0.075米和0.1米，水深分别取0.40米、0.45米和0.50米。

数据采集与分析

在模型前等间距布置3个波高仪，通过测量开孔沉箱前的波面变化，采用两点法分离入射波和反射波，计算反射系数。试验中，通过控制单一变量法，分别分析了相对消浪室宽度（b/l）、相对水深（d/l）、内部碎石斜坡坡度（γ）和填充碎石孔隙率（ξ）对反射系数的影响。

结果拟合

基于试验数据，采用最小二乘法拟合，提出了内部碎石斜坡开孔沉箱反射系数的经验计算公式。公式中考虑了相对消浪室宽度、相对水深、内部碎石斜坡坡度和填充碎石孔隙率等因素，适用范围为b/l=0.062~0.374，d/l=0.092~0.502，ξ=0.25~0.52，γ=0.5~1.0。

主要结果

1. 相对消浪室宽度（b/l）对反射系数的影响：反射系数与相对消浪室宽度呈非线性关系，随着相对消浪室宽度的增加，反射系数减小且变化趋于平缓。波高对反射系数的影响较小。
2. 内部碎石斜坡坡度（γ）对反射系数的影响：随着堆石坡度的增加，反射系数增加。坡度越陡，波浪沿斜坡上升的行程越短，能量耗散越小，反射系数越大。
3. 填充碎石孔隙率（ξ）对反射系数的影响：孔隙率与反射系数呈非线性关系，孔隙率在0.40~0.45范围内时，消浪效果最佳。
4. 经验公式：基于试验数据，提出了反射系数的经验计算公式，公式计算值与试验值吻合较好，验证了公式的适用性。

结论

本研究通过物理模型试验，系统分析了内部带碎石斜坡开孔沉箱的反射系数影响因素，并提出了经验计算公式。研究结果表明，当相对消浪室宽度为0.14~0.25、相对水深为0.15~0.25、孔隙率在0.40~0.45范围内时，消浪效果最佳。该研究为相关工程设计与建设提供了重要的理论依据。

研究亮点

1. 创新性：首次系统研究了内部带碎石斜坡开孔沉箱的反射系数影响因素，填补了该领域的研究空白。
2. 实用性：提出的经验计算公式可为实际工程提供快速计算工具，具有较高的应用价值。
3. 方法新颖：采用物理模型试验与数据拟合相结合的方法，确保了研究结果的科学性和可靠性。

其他有价值的内容

研究还通过与其他学者的试验结果对比，验证了经验公式的适用性和计算精度，进一步提升了研究的可信度。此外，研究过程中对试验条件的严格控制和对数据的详细分析，为后续相关研究提供了参考和借鉴。

本研究不仅在理论上有重要突破，还在实际工程中具有广泛的应用前景，为海洋工程领域的研究和实践提供了新的思路和方法。