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。     

黄河水下三角洲硬壳层特征及其液化过程研究

为揭示黄河口水下三角洲硬壳层的土性特征和风浪作用下的液化破坏状况,选择典型研究区,在现场利用普氏贯入仪测试硬壳层的强度特征,原位取1m原状样进行室内土工试验;利用重锤锤击荷载板的方式模拟波浪对硬壳层的动力作用,通过孔压探头和普氏贯入仪实时监测土体内孔压和振动前后强度的变化;通过理论计算研究硬壳层在不同风浪等级下的液化深度。通过研究发现,（1）硬壳层土体基本上处于超固结状态,且超固结比随深度增加而减小,大王北和刁口地区硬壳层强度约是新滩和广利港的两倍,离河口近的地区强度的变异系数比远的地区要大;（2）根据孔压随振次的变化关系,现场土体在振动过程中,孔压的增长经历了4个阶段,即初始阶段、增长阶段、稳定阶段和衰减阶段,且表层土体达到液化,深层的未液化;（3）大王北硬壳层在6~10级风浪下的平均液化深度仅为7~11cm,新滩和广利港硬壳层在6~10级风浪作用下的液化深度达32~42cm。强度高的硬壳层液化深度小,低的液化深度大,这种液化深度的差异性造成了地貌上的凹凸不平。     

深海浅表层沉积物不排水剪切强度的多探头原位测试系统及评价方法研究

海洋工程建设已步入深海,但与之匹配的浅表层沉积物不排水剪切强度原位测试技术尚不成熟。为此,本文开发了可用于评估深海浅表层沉积物土力学性质的多探头原位测试系统,包括锥形触探仪、球形贯入仪和十字板剪切仪,可实现对深海沉积物土力学性质的快速、准确和智能化评价。进一步,通过CEL大变形数值模拟和足尺土工模型试验确定锥形触探仪的锥尖阻力系数,基于离心模型试验给出球形贯入仪的贯入阻力系数,从而完善深海浅表层沉积物不排水剪切强度的评价方法;在此基础上,探讨3种特定仪器各自适合的强度测试区间。结果表明:对于深海浅表层沉积物不排水剪切强度的评估,锥形触探仪和球形贯入仪的阻力系数建议分别取值为9.5和11.1。     

沙漠砂抗剪强度指标与原位测试指标关系研究

为了在沙漠地基勘察中推广应用静力触探技术,在控制相对密度和含水量的条件下,进行了一系列室内大、中型槽原位测试模拟试验及相关土工试验,取得了塔克拉玛干沙漠砂静力触探指标 ,标准贯入试验锤击数 和抗剪强度指标 的一系列有效数对,并进行了线性回归,建立了 - 和N- 之间的相关关系,且论证了二者之间的协调性。给出的公式为沙漠油田地面工程勘察积累了经验。     

波浪和潮波作用下黄河口快速沉积海床土非均匀固结试验研究

黄河高含沙量水体在弱潮陆相河口入海,80 %的泥沙在河口附近快速堆积。过去研究发现,黄河三角洲潮滩表层沉积物呈现非均匀固结状态。为了揭示该现象产生的机制,在黄河刁口流路三角洲叶瓣潮坪上,现场取土配置黄河口快速沉积形成的流体状堆积物,研究快速沉积的粉质海床土在波浪和潮波作用下的孔压响应及非均匀固结过程。利用静力触探、十字板剪切试验、孔隙水压力监测等原位测试手段,实时测定快速沉积的海床土强度和孔压变化过程。研究发现,快速沉积的粉质土在自重作用下的固结速度很快,正常固结完成后,强度随时间的发展依然不断增加,沿深度方向出现类似原状土体的固结非均匀现象和似超固结状态;在波浪和潮波作用下快速沉积粉质土孔压沿深度出现非均匀变化,在波浪作用下出现了超静孔压的积累。分析发现,该固结状态和强度沿深度方向非均匀变化是由于土体在潮波及潮波和波浪的联合作用下形成的;潮滩表层土体在波浪荷载长期作用下形成硬壳层。     

河口三角洲海岸侵蚀及防护措施浅析——以黄河三角洲及长江三角洲为例

进入20世纪50年代以来,我国海岸侵蚀日趋明显,一些海岸带资源或油田设施遭到破坏。针对我国黄河三角洲和长江三角洲海岸线的侵蚀现状,分析了我国海岸线侵蚀的主要因素:河流泥沙减少;海平面的上升或海洋动力因素增强以及人为因素的影响。并对目前我国所采用的海岸防护措施进行了分析。提出了我国海岸防护工程类型较多,应根据海岸侵蚀的特点采用不同的措施或多种形式组合,因势利导,使工程达到最好的防护效果。     

南黄海西部日照至连云港海域表层沉积物粒度特征及其指示意义

基于南黄海西部日照至连云港海域200件表层沉积物样品的粒度分析结果,划分了沉积分区,探讨各分区的沉积物来源、长期运移趋势、沉积分区的成因和可能的搬运机制。结果表明,日照至连云港海域可划分为4个沉积分区,分别为中部海侵沉积区、西北部的日照近海现代沉积区以及南部的苏北废黄河水下三角洲和连云港沿海侵蚀再沉积区,特点为：1）海侵沉积区表层沉积物几乎全部为粉砂质砂,砂含量平均可达64%（剔除砾组分）。钙质结核砾石分布广泛,尤其富集在20m以深海域。该层砂质碎屑是全新世早期海侵作用的产物,应归为海侵沉积,其物源来自于原地出露的晚更新世古湖沼相或古河流相沉积物,因而具有继承性特征。2）日照近海沉积区为全新世现代沉积,沿日照海岸呈狭长带状分布,主要是砂质粉砂和粉砂。3）苏北废黄河水下三角洲的北界位于连云港埒子口外,水下三角洲前缘陡坡在120°E附近大约位于水深23m处。水下三角洲废弃后夷平作用较为显著。地势较高的水下台地剥蚀强烈,表现为硬质底的出露;而在水深相对较大或水动力较弱的局部区域,侵蚀物质再次沉积。剥蚀亚区沉积物为具有单峰态粒度曲线的粉砂质砂,而侵蚀再沉积亚区则为具有双峰态粒度曲线的砂质泥、砂质粉砂和粉砂质砂,两者差异明显,在沉积物组成和粒度参数分布图上呈现条块分割的现象,这实际上反映了夷平过程中剥蚀亚区和再沉积亚区的伴生关系。4）连云港沿海沉积区以具有双峰态粒度曲线的砂质泥和砂质粉砂为主,是淤泥质海岸侵蚀物质离岸搬运后与砂质沉积物混合改造的结果,实质上应为变余沉积。

     

冰后期以来长江水下三角洲层序地层特征及沉积环境演化*

长江水下三角洲层序地层学研究有助于全面了解长江三角洲地层特征和沉积环境演化模式。通过对长江水下三角洲下切河谷区YD0901和YD0903孔岩心的详细沉积物粒度、特征元素比值(Cl/Ti和Zr/Rb)、沉积相对比分析,恢复了冰后期以来长江水下三角洲层序地层格架。研究区冰后期以来自下而上依次出现河流相、潮汐河流相、河口湾相、浅海相和三角洲相的沉积相序。末次冰期海平面下降,古长江形成下切河谷,古河间地发育硬黏土层,构成五级Ⅰ型层序界面。之后海平面回升,分别于15 cal ka BP和8.0 cal ka BP形成最大海退和最大海侵界面,水下三角洲区域最大海侵发生时间略滞后于平原区,约为7.5 cal ka BP。据此3个层序界面将冰后期地层划分为低位体系域、海侵体系域和高位体系域。钻孔岩心记录揭示了14.8 cal ka BP海侵到达研究区;14.8~13 cal ka BP期间,受MWP-1A冰融水事件影响海平面快速上升,海岸线向陆推进速率可达71.9,km/ka;海退期间各钻孔沉积速率较低,直至2 cal ka BP开始,沉积速率明显增加。     

黄河三角洲地基土透水与隔水夹层对微振液化的影响

由于土体不同透水边界对微振液化的影响不同,选用3种隔水层与透水层的组合情况,进行现场和原位循环荷载试验和室内土样振动试验,结合试验中所观察到的现象和循环荷载作用过程中土样密度、含水率、孔隙比的变化,研究在循环荷载作用下隔水层与透水层的存在以及振动力不同的施加方向对黄河口海床土液化过程的影响。     

黄河三角洲不同类型湿地稀土元素配分模式

本文利用ICP-MS对2006—2008年采自黄河三角洲湿地系统的208个表层土壤(沉积物)样品进行了14项稀土元素(REE)分析,研究了黄河三角洲不同植被覆盖下REE的配分模式特征。结果表明:上三角洲平原湿地表层土壤稀土元素总量(ΣREE)分布范围为137.29×10-6~267.82×10-6,平均值为166.73×10-6。碱蓬湿地和光滩湿地的配分曲线比较接近;芦苇湿地和柽柳湿地的配分曲线也比较接近,具有配分曲线整体低于碱蓬湿地和光滩湿地的趋势。研究区浅海湿地表层沉积物ΣREE为143.11×10-6~222.48×10-6,平均值为180.80×10-6。黄河上三角洲平原各类湿地稀土元素配分曲线高于黄河浅海湿地的稀土元素配分曲线,黄河浅海湿地的稀土元素配分曲线高于黄河沉积物的稀土元素配分曲线,且其配分曲线LREE较分散,而HREE较集中甚至重合。由此证明,稀土元素与植物分带具有成因关系,即黄河三角洲湿地系统LREE较多的参与到了植被的生物地球化学循环,而HREE在湿地生态系统呈生物化学惰性。     

黄河三角洲地区地基承载力的确定

由于试验原理的不同,不同试验方法在判别土体破坏时的依据也不相同,而且有些试验需要经过概率统计的修正,导致由不同试验方法确定的承载力值之间存在较大的差异。不同试验所测得的数据与承载力之间具有一定的内在联系,利用这一特点,针对不同岩性的土体,采用回归分析法可以建立比贯入阻力与地基承载力值、标贯击数与地基承载力值、室内土工参数与地基承载力值的相关关系,以克服各试验方法间的差异性,为黄河三角洲地区高速公路勘察设计提供快速、准确的地基承载力特征值。     

Hydrocarbon degradation potential of autochthonous bacteria from the Yellow River delta soil

Microbial remediation potential to crude oil-contaminated soils in the Yellow River delta was assessed. Hydrocarbons degradaters were isolated from the soil samples obtained from the Yellow River delta. A selected mixed microbial consortium （MYRD-1） and two individual isolates （YRD-3 and YRD-4） were further tested for optimal performance and degradation of different hydrocarbons. The results demonstrated that the optimal crude oil biodegradation conditions for the mixed microbial consortium were at temperature of 28 ℃, salt concentration of 15‰, and pH of 8, and the optimal C/N/P ratio was found to be 70 ： 3 ： 1. Isolate YRD-3 could only use n-alkanes （C8, C12 and C16） as the sole source of carbon and YRD-4 could transform only naphthalene and phenanthrene. The optimal performance conditions for both isolates were at salt concentration of 20‰, and pH of 7, and C/N/P ratio of 80 ： 5 ： 1, but the temperature for YRD-3 was 24 ℃ and 28 ℃ for YRD-4. Capacity to transform hydrocarbons for the mixed microbial consortium and both isolates could be improved in a liquid medium supplemented using a mixture of alkanes and/or aromatic hydrocarbons （naphthalene and phenanthrene）, but the transformation of different substrates by MYRD-1 was higher than both isolates, showing the importance of mixed bacteria （microbial community） in hydrocarbon degradation.     

波浪作用下黄河三角洲粉质土海床动力响应分析

应用饱和土动力固结理论和Pastor-Zienkiewicz III动力本构关系,对波浪作用下黄河三角洲粉质土海床的动力响应特征进行了有限元分析,应用总超孔压准则对海床进行了液化判别,并将计算结果与现场观测资料进行对比。结果表明：波浪导致的海床超孔压由瞬态孔压和累积孔压两部分组成;相比均质海床,拥有表面硬层的海床瞬态孔压沿深度衰减更快,累积孔压在表层增长速度更大;不同波浪条件下,瞬态孔压值及其变化趋势较为一致,累积孔压则具有较大的不同。年平均波浪条件下海床不会发生液化;5 a和50 a一遇极端波浪条件下,考虑三维效应和具有表面硬层的海床更容易液化,最大液化深度在海床表面以下2～3 m范围内。计算所得的海床最大液化深度与实测的黄河三角洲海底灾害地貌深度有较好的一致性,表明了文中方法的有效性和合理性。     

东营黄河三角洲地热资源特征及其开发利用

东营黄河三角洲地热资源非常丰富,在分析地热地质及地热水的常规离子、微量元素、有害物质、放射性等的基础上,着重分析了地热资源开发利用,目前主要以供暖、洗浴、养殖为主。同时,关注了地热资源不合理开采及尾水排放对环境的负面影响问题。根据当前地热资源开发利用现状及存在的问题,提出了利用梯级开发模式、改善尾水排放、地热井动态监测等资源保护与环境治理的建议。