重力活塞取样器贯入深度研究

重力活塞取样器是一种重要的海底连续沉积物采集仪器,贯入深度和样品质量对海洋地质研究有着重要影响。通过对重力活塞取样器贯入过程建立能量守恒方程,得出贯入深度控制方程。已知取样器参数和土质类型条件,可计算取样管贯入深度,深度受取样器重量、体积、形状、取样管直径和沉积物类型等因素共同影响。已知取样器参数和贯入深度,可推测海底沉积物类型。     

基于MPL神经网络的地震作用下砂土液化评估及预测

砂土在地震的作用下会产生剧烈的液化现象,液化引发的地基失稳会对道路、建筑物、堤坝等各类设施造成严重危害。因此,地震作用下的砂土液化判别预测一直是地质灾害领域研究的热点问题。本文使用过去几十年发生在世界各地的166组地震作用下砂土液化实例数据,通过大量数据训练和参数分析建立了基于机器学习的地震作用下砂土液化判别模型。结果表明,当网络结构为6(输入层)-15(隐藏层)-1(输出层)、训练函数为Levenberg-Marquardt时,对地震液化预测效果较好,最大准确率可达96%。参数分析结果表明不同参数对网络预测准确率影响程度不一:锥端阻力、地表归一化峰值水平加速度影响相对较大;地震震级、总垂向应力、有效垂向应力影响中等;贯入深度对其影响较小。因此在不同网络预测精度要求的条件下,可考虑适当简化输入参数。     

海底管道磁异常正演与实测结果分析

采用重磁位场的泊松公式法推导了海底管道磁异常的理论计算模型，以两段已知的输气管道为研究对象进行了正演模拟计算和海上实测验证。正演结果表明，在距海底管道约8.0 m的观测平面上能产生跨度约20.0 m、辐值分别高达329.8 nT和362.4 nT的正磁异常。实测的海底管道磁异常分布跨度与正演的结果基本一致，但其分布的细节特征存在不同，既存在正异常，也存在负异常。通过分析磁异常极值点的分布特征推测可能是管道连接处的热剩磁导致了实测磁异常的细节特征。     

激光粒型分析法在砂质沉积物粒度分析中的应用

对辽宁海岸带75个砂质沉积物样品分别采用激光粒型仪与筛分法进行粒度测试,并对两种方法所测样品的各组分含量及粒度参数进行对比分析,探究两种分析方法之间的相关规律,从而将激光粒型仪应用于粒度分析中。结果表明,激光粒型仪所测样品的粗砂及砾石含量比筛分法所测结果偏高,而所测中、细砂含量较低,且前者所测样品的中值粒径及平均粒径均偏高,由此可得出激光粒型仪所测沉积物样品粒度偏粗。通过相关性分析得出,两种测试方法所测样品的各组分含量及粒度参数相关性均较好,其中中值粒径与平均粒径的相关系数均大于0.9。     

换向阀在静力触探系统地锚机中的换向作用

海底土体的物理力学指标是反映工程地质环境的一项重要指标,获取海洋土体物理力学指标的最直接方法是静力触探原位测试技术.研究发现静力触探系统地锚机液压动力是单向功能,达不到螺旋地锚固定静力触探系统机架的技术要求,存在换向功能问题,提出了合理选择换向阀的几点建议.     

辽东半岛东部庄河海域海岸带工程地质特征及开发适宜性分析

辽东半岛东部庄河海域分布有大量的人类工程活动设施,研究其工程地质特征和开发适宜性有助于提升海洋工程开发的安全和效率。利用海洋高精度地球物理调查、海底沉积物表层取样和历史工程地质数据收集等方法获取的各类调查数据,对庄河海域海岸带工程地质特征进行了系统分析。调查资料分析结果表明,研究区水深在11.5～15.6 m、坡度较小、海底地形较为平坦、存在4个连续声学反射界面;海底存在软弱土层、埋藏古洼地和埋藏古河道等不良地质因素。表层沉积物液塑限性质测试结果表明,研究区海底沉积物较为稳定,不需考虑软土的震陷问题。综合分析研究区各类地质影响因素,认为研究区各类环境指标较为稳定,适宜开展海洋工程开发活动,但是具体施工时需要重点考虑探测到的各类不良地质因素。     

辽东湾近海海底土小应变动力特性试验研究

开展场地地震动反应分析是众多海洋工程活动顺利实施和长期安全运行的重要保障,其中查明海底土小应变动力特性是十分关键的。文章借助海上原位钻孔取样和室内共振柱仪对辽东湾近海海底土小应变动力特性开展试验研究,探讨前人总结提出的滨海海底土初始动剪切模量G_max预测经验公式在辽东湾海域的适用性,对比文章试验结果与周边海域已有海底土剪切波速测试结果,分析小应变范围内海底土动剪切模量的衰减特征和阻尼比发展演变趋势,并同时进行定量化模拟预测,评价海底土动剪切模量衰减曲线的归一化特征。研究结果表明：(1)共振柱试验得到的原状海底土剪切波速与周边海域已有海底土剪切波速测试结果吻合良好;(2)相比起陆地土,海洋土在小应变范围内归一化动剪切模量G/G_max衰减得更慢,阻尼比增长得也更慢;(3)通过引入临界剪应变,不同土类和埋深对应的海底土小应变动剪切模量衰减曲线可以进行归一化。研究成果对合理开展海洋工程场地地震动反应分析评价具有一定的指导意义。     

渤海海域海底地质灾害危险性区划

以渤海海域海底地质灾害为研究目标,采用层次分析法（Analytic Hierarchy Process, AHP）,按照海洋水动力条件、工程地质环境、灾害地质条件、人类工程活动4个类别,遴选了8个评价因子,详细论述了各地质灾害评价因子的分布特征,通过定性分析和定量计算相结合,开展了渤海海域海底地质灾害评价及危险性区划。将渤海海域海底综合划分为地质灾害危险性高危险性、较高危险性、较低危险性和低危险性4个区域。研究成果可为渤海海域的工程建设和防灾减灾提供科学依据。     

轻型海洋静力触探系统在黄河水下三角洲的应用

轻型海洋静力触探系统是适合于海上作业的电测式原位测试系统,它通过传感器可以同步测量锥端阻力、侧壁摩擦力及孔隙水压力等3项指标,从而推算海底土力学参数。使用轻型海洋静力触探系统在黄河水下三角洲浅水区域进行了地质勘察,勘察结果表明：该系统运行稳定,操作简单,测试结果可靠,成果可以在海底土层结构划分、地基土承载力计算和土体液化判别等方面进行应用,从而避免了常规地质钻探取芯对样品扰动造成测试结果失真的问题,该项原位测试技术可以在海洋工程或油气开发中得到广泛的应用。     

海床式静力触探在黄河口海底土工程特性研究中的应用

海床式静力触探设备工作效率高,能够实现从垂向上对地层的连续探测,数据分辨率较好。通过对黄河口海域3个静力触探孔和1个地质钻孔的分析,将研究区20m以浅地层自上而下划分为粉土、粉质黏土、粉土夹粉砂或粉砂、粉质黏土、粉土五层,静力触探曲线对粉土层中的硬壳层和粉质黏土层中的贝壳夹层等特殊地质现象有很好的反映。对粉质黏土的静力触探参数与物理力学参数进行相关性分析,得到适合该区域的回归方程。采用基于CPT数据的液化判别法,对研究区表层粉土液化可能性进行评判,通过Seed简化法计算的周期应力比(CSR)与Olsen法计算的周期阻力比(CRR)的大小比较,得出当抗震设防烈度为7度时,研究区表层粉土不会液化,当抗震设防烈度为8度时,粉土层将发生液化,计算最大液化深度3.7m。