波浪作用下黄河三角洲海底粉土液化特征对比研究

作为一种常见的近海海底灾害地质现象,波致海床液化严重威胁着黄河三角洲地区海底工程设施的安全。粉质海床液化后,海底粉土的结构、物理和力学性质均发生了改变,研究该变化规律尤其是评估液化后海底粉土再次发生液化的可能性具有重要的理论意义和应用价值。本文利用室内动三轴仪对取自黄河三角洲已液化和未液化海底粉土开展了液化试验对比研究,讨论了已液化和未液化海底粉土在孔压增长模式和轴向动应变发展趋势方面的异同,对比分析了二者的液化势。研究结果表明:应变标准比孔压标准更适用于评估黄河三角洲地区海底粉土的液化势;孔压和动应变发展模式均表明与未液化粉土相比,已液化海底粉土再次发生液化的抗力有所提高;已液化和未液化海底粉土归一化孔压比u_d/σ₃与循环加载次数比N/N_f间相关关系可采用双曲线或指数函数模型进行定量化描述;未液化海底粉土的波致液化临界循环应力比约为0.20,已液化海底粉土的临界循环应力比约为0.35。研究成果有助于加深对海底粉土波致液化特性的认识,亦可为循环应力历史影响下的土体力学性质研究提供参考。     

风暴潮作用下黄河水下三角洲斜坡稳定性研究

斜坡失稳是河口海岸环境中典型的灾害地质现象之一,其对采油平台、海底管线和电缆的危害性是巨大的。本文以黄河三角洲地区埕岛油田典型海域为研究对象,通过地球物理探测和工程地质钻探获取了10m深度范围内海底土体的分层情况和各土层的物理力学特征,利用GEO-SLOPE/W软件对其水下斜坡的稳定性进行了定量计算。结果显示,极端海况下,水下斜坡表层土体存在产生滑移破坏的可能。另外,对该区海底斜坡失稳的机理进行了探讨,认为风暴潮引起的巨浪是其主要诱因。     

旅游海滩质量评价在海滩管理中的应用研究——以南澳岛青澳湾海滩为例

海滩是宝贵的旅游资源,健康的海滩系统在旅游、沿岸防护安全等多方面能提供很多有价值的服务,但当前旅游海滩在生态环境质量、旅游体验等方面尚存在诸多问题。旅游海滩质量评价是对旅游海滩自然属性和开发利用水平的综合评价,能较为客观地反映出旅游海滩环境质量水平,是较为有效的海滩管理工具之一。本研究在现场环境调查和游客问卷调查的基础上,建立旅游海滩质量评价指标体系,开展了广东青澳湾海滩质量评价,并对其影响因素进行分析。结果显示:当前青澳湾海滩开发程度、海滩环境质量尚未达到良好水平。根据评价结果,对青澳湾海滩的可持续发展提出了完善海滩旅游配套设施和配套服务,对海滩进行系统的规划,建立科学的旅游海滩质量评价体系和环境监测、调控体系等建议。     

黄河水下三角洲液化与未液化粉土的工程地质性质对比研究

以黄河水下三角洲埕岛海域海底粉土为研究对象,分析液化后重新固结粉土与未发生过液化粉土的工程地质性质差异,从浅地层剖面影像、土体的静力学参数、动力学参数、微结构特征等方面对比论述二者的不同,从而分析液化对粉土工程地质性质的改造作用。研究结果表明,粉土液化后层理结构消失,土体的主要静力学参数及动力学参数均增大,微结构特征表现为面孔隙比、圆形度及分形维数均减小,总体上土体液化固结后工程地质性质提高,若使液化过的粉土再次发生液化,需要更大的外动力条件才能实现。由于液化后粉土层理结构改变,细粒物质析出,颗粒重新排列,形成更加稳定的结构,从而强度随之增大。     

调水调沙对黄河三角洲切变锋及冲淡水扩散的影响

基于Delft3D构建了包含利津以下河段的黄河口三维水动力数值模型,通过2011年调水调沙期间的大面站观测资料对模型进行了验证,结果表明模型可以很好地描述研究区的流场特征和盐度分布。通过3个工况,分析调水调沙对切变锋位置、强度、历时的影响,总结出地形成因和径流成因的两类切变锋。表层低盐中心位于入海口东北外海,与径流入海后形成的顺时针环流一致。底层淡水受地形成因切变锋面抑制,主要被限制在口门右侧的河口前缘,并沿岸线向ES—S扩散,形成底层低盐中心。高径流时表层冲淡水向北侧扩散更远且偏转半径更大;低径流时盐水楔位于河道内,外海盐度波动较弱。平流作用与水体净输移有关,提供了绝大部分的淡水通量;潮泵作用在近岸更为强烈,反映了口门两侧不同位置、层位截然相反的盐度-潮流相位关系。     

基于CEL算法的神狐海域泥火山内部物质运动过程数值模拟

以南海北部神狐海域地震剖面识别的泥火山为基础,基于耦合的欧拉-拉格朗日算法（CEL）模拟了泥火山内部物质的运动过程。通过不同阶段的对比分析,研究探讨了泥火山的形成机理,总结了泥火山内部物质的运动特征及规律。数值模型的结果显示泥火山形成过程中物质的运移具有明显的阶段性变化,展现了物质在运移时的应力与应变的不规则变化规律,本文根据这些变化分析了泥火山形成过程中应力、应变与能量的强度变化趋势。地层在物质向上刺穿过程中受力分布表现出明显的不均匀性,中间部位的突起破裂引起两侧地层的隆升。由模拟结果提供的泥火山形成过程中内部物质的特征,可以推动对泥火山形成机制及过程的进一步认识,同时也能对深部底辟构造以及油气迁移提供理论指导。     

南海北部海底沙波迁移规律及其在台风作用下的响应研究

本文在南海北部海底沙波已有研究的基础上,总结分析了研究区表层沉积物以及沙波的形态、分布、迁移特征;使用区域海洋模式（ROMS）模型模拟了研究区2010-2011年的底部流场数据;利用Rubin公式模拟计算了海底沙波的迁移规律,并与搜集所得资料进行对比分析;结合台风资料及底流数据,分析了台风对海底沙波运移的影响。研究结果显示:海底沙波运移方向的计算结果与搜集所得资料比较吻合,均为向东向南方向;不同站点的迁移距离在0~21.8 m之间,且为往复累积的结果。这表明:Rubin公式在ROMS模型模拟所得底流资料的支撑下,可以再现海底沙波的迁移过程。模拟计算的研究区内两个站位在"凡亚比"台风影响期间的迁移距离分别为2.0 m、2.9 m,分别占其年运移量的9.17%和26.36%,说明台风过境能对海底沙波的迁移产生重大的影响。     

重力活塞取样器贯入模型研究

重力活塞取样器贯入深度研究对于取样效率的提高和仪器安全有着重要影响,根据取样海底沉积物类型及工程参数对取样器可贯入深度进行预判是研究的重点。基于重力活塞取样器结构,设计并制造了重量可调的重力取样器模型,增加了底质桶与支架等配套设施。按照控制变量法分别设计了针对取样器质量、贯入速度及沉积物类型的试验。试验结果表明,底质类型、取样器质量和贯入速度都可以对贯入深度产生不同程度的影响。在现有重力取样器贯入深度公式的基础上,根据本次试验得到的数据对其进行修正。改进后的公式计算结果与原来相比误差更小、更接近于真实取样数据。     

基于人工神经网络的海底细粒土工程分类研究

海洋沉积物工程定名对于开展海洋工程建设具有重要作用,然而海底粉土和黏性土的定名受人为因素影响容易产生误差.使用人工神经网络的方法对黄河口埕岛海域284组细粒土数据进行了训练和学习,得到了只利用沉积物粒径质量分数进行定名的方法.结果表明,使用人工神经网络的方法能够有效地对沉积物进行工程定名.当网络含有5个输入层节点、9个...     

基于GEE和GIS的黄河三角洲面积多尺度时间序列分析

利用遥感大数据平台GEE(Google Earth Engine)和GIS (Geographic Information System)技术,结合19842018年水文和气象等资料,对黄河三角洲地区岸线变迁的时间序列变化进行趋势分析,并研究河口岸段面积与年输沙量、年径流量、黄河三角洲年降水量的关系.分析结果表明,19...