坡度对海底斜坡瞬态波浪响应及其滑动失稳特征影响研究

波浪作用下海底斜坡滑动稳定性分析中,一般未考虑海底坡度引起的波浪浅水效应,即不考虑波浪在斜坡面上的变形导致的波压力变化,降低了其计算结果的可靠性。本文基于沿斜坡面传播的线性波浪理论,考虑波浪的浅水效应,利用波浪与重力作用下海底斜坡的有效应力场,计算海底斜坡滑动稳定性安全系数。在验证海底斜坡滑动稳定性计算结果可靠性的基础上,分析了坡度对海底斜坡瞬态波浪响应及其滑动失稳特征的影响。结果表明,由于波浪沿斜坡面传播的浅水效应,相对于水平海床,波浪作用下斜坡最大瞬态应力和孔隙水压力随着坡度的增加基本呈线性增加趋势,最大水平位移呈非线性增加趋势;相比于坡底水平段海床的滑动区,斜坡面上滑动区的深度和水平方向滑动范围均有所增加,且坡度越大,这种效应越显著;相比于饱和海床,非饱和条件下,坡度对斜坡体滑动特征的影响程度有所降低。     

曹妃甸海底深槽斜坡稳定性分析与评价

海底斜坡稳定性受风暴潮、海底地震等诸多不确定因素影响,易发生失稳破坏,产生较大的海洋地质灾害。简要介绍海底斜坡稳定性分析方法,建立曹妃甸深槽典型斜坡计算模型,确定了模型计算的海底地形参数、地层结构参数、土体物理力学参数等指标,利用GEO-SLOPE斜坡分析软件进行海底斜坡稳定性定量计算,分析了工程建设前自然状态下以及在大规模工程建设后海底斜坡稳定性,并模拟分析了在大风浪和地震等极端条件下斜坡的稳定性,确定了海底斜坡失稳空间特征。首次采用数值计算对曹妃甸海底斜坡稳定性进行定量分析评价,可以为类似近海建设工程提供重要的参考作用。     

陆架斜坡对内孤立波的动力响应特性试验研究

针对内孤立波在行进过程中遇到海底斜坡会对海底产生力的作用,不同坡度斜坡对内孤立波的动力响应应该存在差异。本文通过水槽中制造内波,对不同角度的斜坡对内孤立波的动力响应过程进行了研究。结果表明,内孤立波通过陆架斜坡上方,会造成斜坡沉积物超孔隙水压力的积累;在相同振幅条件下,缓坡沉积物动力响应的幅度比陡坡沉积物大;随着振幅的增加,缓坡发生动力破坏程度大于陡坡;在斜坡沉积物稳定性受到破坏之前,超孔隙水压力的积累和释放同时存在,内孤立波振幅的增大会加剧超孔隙水压力的释放。该结果对于斜坡沉积物在内孤立波作用下失稳破坏的动力学研究和斜坡稳定性分析将起到指导作用。     

内孤立波破碎后对斜坡沉积物的动力作用过程及特性实验研究

为完善内孤立波与海底斜坡沉积物相互作用研究,本文着眼于内孤立波破碎后在斜坡上继续运动的阶段,开展物理模拟实验,分析斜坡响应的土压力和超孔隙水压力的变化状况,揭示内波作用过程。研究发现:斜坡沉积物颗粒在内孤立波破碎引起的涡旋和渗流的共同作用下,会发生再悬浮,斜坡坡度变化不改变沉积物产生动力响应的主导动力作用;内孤立波振幅大小影响涡旋与渗流两者的比例,即在小振幅条件下由涡旋作用主导,在大振幅条件下由渗流作用主导;破碎流体在沿斜坡冲出坡顶位置后形成新的涡流,沉积物在新生涡流作用下的动力响应受斜坡坡度的影响。本文结果对于研究内孤立波再悬浮运移海底沉积物、改造海底地形地貌具有参考价值。     

深水斜坡堤胸墙波浪力研究进展

总结了近年来在斜坡堤胸墙前波浪破碎形态、波浪作用分布、胸墙受力设计等方面研究的进展,分析了斜坡堤上胸墙波浪力的计算方法。已有研究工作表明,深水情况下斜坡堤胸墙波浪作用分布与传统的均布形式有差异,《海港水文规范》中关于斜坡堤胸墙波浪力的计算方法在深水中的适用性应进一步研究。     

极端波浪条件下黏土质斜坡海床稳定性解析

海洋资源开发引起海底软黏土的结构性破坏,导致土体强度弱化,在百年一遇的极端波浪作用时极易发生斜坡海床的局部失稳甚至大范围海底滑坡,给海洋工程建设和正常运营带来严重影响。目前,主要采用极限平衡法评价这类海底斜坡,但该法只能给出近似解。基于极限分析上限方法,推导了极端波浪诱发的波压力对斜坡海床的做功功率,建立了外力功与内能耗散率平衡方程;利用最优化方法,结合数值积分和强度折减技术,求解了不同时刻的斜坡海床稳定性系数,并针对扰动后的斜坡海床开展了有限元解的对比验证。在此基础上,深入探讨了不同波浪参数(波长、波高和水深)和坡长小于一个波长等极端条件下的海底斜坡稳定性。     

海底斜坡稳定性研究进展及分析

海底斜坡稳定性受风暴潮、海底地震等有许多不确定因素影响,易发生失稳破坏,产生较大的海洋地质灾害问题.简要介绍了国内外海底斜坡稳定性研究进展;利用GEO-SLOPE滑坡分析软件进行海底边坡稳定性计算,建立研究区斜坡有限元模型、滑移模式,确定模型计算的基础资料如海底地形参数、地层结构参数、土体强度参数等指标,模拟大风浪和地震力作用等极端条件下斜坡稳定性可靠度计算和数值分析,确定海底斜坡失稳空间特征和斜坡失稳概率,对促进今后的海底斜坡稳定性分析方法研究将会起到一定的指导作用.     

珠江口盆地白云凹陷北坡第四纪层序地层和沉积体系演化及其控制因素

结合地震、测井及微体古生物等资料,研究了珠江口盆地白云凹陷北斜坡区第四纪的沉积体系、层序地层及控制因素。研究区第四系发育以巨厚的高角度前积层为特征的大陆斜坡沉积体系,可将其划分为4个三级层序。层序的构成包括低位、海进及高位域,沉积体系包括下切谷、北东向单向迁移斜坡水道、陆架边缘三角洲、斜坡扇及高角度陆架边缘前积体系等。随着海平面下降及物源供应,三角洲体系推进至陆架坡折形成巨厚的陆架边缘三角洲和斜坡扇体系。更新世大陆斜坡沉积体系不断从番禺隆起向白云凹陷推进,陆架坡折带向海迁移;陆架区下切谷向上不断发育,在SB3和SB2界面上最密集;而冰后期至今的全新世高位三角洲被局限在内陆架地区。大陆斜坡沉积体系的演化主要受海平面变化、构造作用、气候变化以及沉积供给变化的共同控制。     

海底斜坡土体失稳的研究进展

根据国内外最新的文献,综述了海底斜坡失稳研究核心问题的进展情况。这些进展主要包括海底斜坡土体失稳的定性和定量研究,以及海底斜坡土体失稳后演变趋势的定性和定量研究。     

国内外海底斜坡稳定性研究概况

海底斜坡物质受地震、风暴潮等动力因素的影响,其强度变弱,发生失稳破坏,对海底工程设施具有较大的破坏性,引起人们的广泛关注。根据近几年来国外海底斜坡稳定性研究领域的最新成果,简要介绍分析与海底斜坡失稳有关的调查方法、分类、失稳机制、失稳空间和稳定性评价等研究情况。这些方面的成果代表了当前国际海底斜坡稳定性研究的进展和动态,对促进我国今后的海底斜坡稳定性研究将会起到一定的帮助作用。     

高桩码头岸坡稳定有限元分析

采用有限元强度折减法分析岸坡稳定是目前比较前沿的研究成果,该方法在获得抗力分项系数的同时,可以得到岸坡土体的应力、位移场、塑性区以及桩基对岸坡稳定的影响。对国内某突堤码头建立了有限元模型,土体采用与Mohr-Column准则匹配的Drucker-Prager弹塑性准则,首次利用强度折减有限元法分析了在桩基影响下的成层土岸坡稳定问题,并给出了抗力分项系数、塑性区和位移场,从而为高桩码头岸坡的稳定性计算提供参考依据。     

考虑软土蠕变对强度影响的高桩码头岸坡时变可靠度分析

考虑软土蠕变导致的土体抗剪强度的衰减效应,建立了软土长期强度模型,用以量化由于土体蠕变导致的土体抗剪强度参数随时间的变化规律。将时变可靠度理论结合有限元强度折减法,提出了考虑软土蠕变对强度影响的高桩码头岸坡时变可靠度算法。采用拉丁超立方抽样方法来改进传统蒙特卡罗法的随机抽样过程,提高计算效率。针对某一岸坡实例,将采用本文算法计算得到的可靠度结果与其他算法评估的结果进行对比分析,验证本文算法的可靠性。最后以我国沿海某高桩码头岸坡为例,基于本文算法评估了该码头岸坡的时变可靠度,分析了岸坡稳定性的时变规律。文中提出的时变可靠度分析方法不仅可以为在役高桩码头岸坡的安全评估提供强有力的技术支撑,同时也能为一些新建工程项目提供一定的参考应用价值。     

波致海底缓倾角无限坡滑动稳定性计算分析探讨

波浪作用下海底无限坡滑动稳定性计算的极限平衡法中,忽略了坡体水平向应力状态的影响,为此,针对波浪作用下海底缓倾角无限边坡的特点,提出直接基于滑动面处土体应力状态的滑动稳定性计算方法(简称应力状态法),并分析了其适用范围。对具体算例的分析表明,应力状态法计算得出的安全系数大于极限平衡法的安全系数,且随着滑动面深度的增加、土体泊松比以及边坡坡角的增大,两种计算方法得出的安全系数的差异会逐渐增大;对于波浪作用下的海底缓倾角无限边坡,在失稳时极可能沿具有一定厚度的滑动带而不是单一的滑动面而滑动,且波致最大剪应力所在的深度,常常不是斜坡体最易失稳滑移的深度。     

斜坡平台波浪破碎数值模拟

波浪在斜坡地形上破碎,破波后稳定波高多采用物理模型试验方法进行研究,利用近岸波浪传播变形的抛物型缓坡方程和波能流平衡方程,导出了适用于斜坡上波浪破碎的数值模拟方法。首先根据波能流平衡方程和缓坡方程基本型式分析波浪在破波带内的波能变化和衰减率,推导了波浪传播模型中波能衰减因子和破波能量流衰减因子之间的关系;其次,利用陡坡地形上的高阶抛物型缓坡方程建立了波浪传播和波浪破碎数学模型;最后,根据物理模型试验实测数据对数值模拟的效果进行验证。数值计算与试验资料比较表明,该模型可以较好地模拟斜坡地形的波浪传播波高变化。     

波浪在陡坡上的传播变形

利用数值方法和物理模型分析以反射为主的陡坡上波浪传播变形特性。数值方法采用标记单元法,为处理倾斜反射边界对斜坡前波浪运动的影响,提出了“台阶镜像法”。通过1：1．5光滑斜坡上物理模型试验,分析了不完全立波的运动特性,说明强反射光滑陡坡坡前波浪运动呈明显的立波状态,它与直墙反射的主要差别是被前第一波节点和腹点位置向岸推移。本试验得到的波浪反射、爬高和回落特征值与港口工程规范给定结果接近。     

Argo溶解氧数据的气候态校正方法改进

Argo浮标观测的溶解氧数据的质量控制方法目前还还不够完善,其中传统的气候态校正方法存在的问题主要表现为会受到异常剖面和异常斜率系数的影响。本文针对这些问题,提出了一套气候态校正方法的改进方案,包括:1)使用中值法取代平均值法;2)利用比较浮标观测的溶解氧饱和度整个剖面与气候态剖面的方法,提出了一种异常剖面的剔除标准;3)提出了一种异常斜率系数的剔除标准。改进后的溶解氧剖面与气候态剖面更为接近,有效避免了异常剖面与异常值的影响,显著提高了Argo浮标观测溶解氧的整体数据质量。     

Efficient Elliptic Solver for the Mild Slope Equation Using BI-CGSTAB Method

The elliptic mild slope equation is used to simulate linear wave propagation over variable seabed topography with mild slopes.The governing equation is discretized by the finite difference method.Ba-sed on the BI-CGSTAB technique.an attractive variant of BI-Conjugate Gradients(BI-CG)method,theobtained linear algebraic system of equations is solved.Numerical experiments show that the BI-CGSTABmethod is efficient for solving the elliptic mild slope equation.The results obtained by the BI-CGSTAB-Ba-sed method are much the same as those obtained by other authors with different solution methods,but theconvergence rate is much faster than that of other methods.     

Hydroelastic Response Analysis of Mat-Like VLFS over A Plane Slope in Head Seas

1 .IntroductionIntheexploitationofoceanresourcesandintheutilizationofoceanspaces,verylargefloatingstructures (VLFS)suchasMega FloatinJapan (Isobe ,1 999)andMobileOffshoreBase (MOB)inUSA (Remmers ,1 999)playasignificantrole .However,owingtotheirlargesizesandrelativelylowbendingrigidities ,theirhydroelasticresponsesinwavesareofthemostconcern .ManystudieshavebeencarriedoutforthepredictionofthehydroelasticresponsesofVLFS′s (Kashiwagi,2 0 0 0 ;Cui,2 0 0 2 ) .However,inalmostallofthesestu…