黄河水下三角洲浅表土体的风暴液化问题

黄河水下三角洲的地质勘察揭示了海底浅表地层发生的各种灾害地质现象.以风暴浪导致海底土体液化观点,结合土体动力三轴试验、波浪水槽试验,对黄河水下三角洲浅表地层土体的液化发生条件、形成模式、液化土体运动以及地层发生的重新层化问题进行了分析,指出黄河水下三角洲的灾害地质由于风暴浪导致海底粉质土液化运动而形成,液化后土体运动形...     

黄河水下三角洲浅表土体的风暴液化问题探讨

黄河水下三角洲的地质勘察揭示了海底浅表地层发生的各种灾害地质现象。本文以风暴浪导致海底土体液化观点,结合土体动力三轴试验、波浪水槽试验,对黄河水下三角洲浅表地层土体的液化发生条件、形成模式、液化土体运动以及地层发生的重新层化问题进行了分析,指出黄河水下三角洲的灾害地质由于风暴浪导致海底粉质土液化运动而形成,液化后土体运动形式与波浪运动一致,液化土体运动造成的土颗粒分异而使地层重新层化,并初步指出了风暴浪导致海底土体液化在地学、环境、工程等方面的研究问题。     

风暴浪对埕岛油田海域海底冲刷的影响

基于１９７６、１９９３年埕岛油田海域测深资料，采用浅水海浪数值计算模式，风暴浪对该海域海底冲刷和岸滩侵蚀的影响，分析了海底冲刷机理，提出了采用数值模式预测海底冲刷的方法。     

黄河水下三角洲塌陷凹坑构造形成的水槽试验研究

黄河三角洲沉积物以粉土为主,在黄河水下三角洲发现大量的塌陷凹坑微地貌,平面形态以封闭的圆形或椭圆形为主,直径为10～30m,凹坑内扰动土体与下部稳定土体界面呈向上凹的圆弧面。通过室内波浪对粉土底床作用的水槽试验,发现波浪可以使粉土底床浅表部分土体振荡运动,底床发生振荡运动土体处形成凹坑,凹坑内土体表层为落淤黏土,下部为粗化粉土。据此分析黄河水下三角洲塌陷凹坑构造形成的一种模式是：在风暴浪侵蚀作用阶段,局部浅表土体发生振荡运动从而产生凹坑,凹坑内扰动土体因波浪的振荡作用而离析溢出细粒黏土成分,从而形成比周围物质成分粗的土体;在静水状态下,凹坑内表层落淤细粒黏土,形成下粗上细的二元结构,凹坑内沉积物呈透镜体状。黄河水下三角洲塌陷凹坑的形态规模对研究风暴作用具有很好的指示意义。     

黄河水下三角洲沉积物在循环荷载作用下土体中孔压变化实验研究

利用室内周期循环加载试验 ,对黄河水下三角洲土体中孔隙水压力的变化加以测定 ,通过对波浪水槽试验和动三轴试验 2种方案所获数据分析认为黄河水下三角洲土体 (粉土、粘质粉土、粉质粘土 )存在一破坏的循环极限荷载。在小于此极限循环荷载作用情况下 ,土体中孔隙水压力总体呈现下降趋势 ,没有积累升高的过程 ,不同于砂土在循环荷载作用下孔隙水压力升高导致液化的情况。这一现象对判别黄河水下三角洲土体破坏机制的研究有重要意义。     

一种越浪式波能发电装置越浪量和波压力的试验研究

越浪式发电装置具有结构稳定、可靠性高等优点。在前人的研究基础上,对越浪式波能发电装置的模型进行了优化设计,通过模型实验研究了该波能发电装置在不同波况、不同干舷高度下对波能的俘获能力以及结构的受力情况。对越浪量的试验结果进行了无量纲分析,分别得出了越浪式模型装置的越浪量关于干舷高度和波高的指数函数拟合曲线,总结了两者对越浪量影响的普遍规律。通过对规则波和不规则波波浪作用下装置受力结果的归纳总结,探讨了波能装置波压力和浮托力变化的一般规律。本研究可为越浪式波能发电装置的研究提供参考依据,为波浪能的利用提供一定的参考价值。     

不同掩护程度弧形胸墙波压力及越浪量试验研究

为了明确斜坡堤弧形胸墙越浪量及波压力的变化规律,采用波浪水槽试验测量了弧形胸墙的越浪量和波压力。试验从斜坡堤弧形胸墙前的掩护程度等因素入手对弧形胸墙的返浪效果及波压力进行初步研究,得出不同掩护程度弧形胸墙的越浪量及波压力,发现掩护程度越好,弧形胸墙所受波压力越小;半掩护情况下越浪量最小,为实际工程设计提供了依据。     

海堤溃堤机理和溃堤越浪量阈值的试验分析

通过对不同几何结构和护面材质的海堤开展大量组次物理模型试验,得出越浪水体强烈的剪切力导致的后坡侵蚀和护面块体滑动被证明是海堤失稳的主要触发因素。建议工程标准和规范中考虑越浪流速和剪切力,将有利于溃堤风险的评估和预判。然而实验数据显示,海堤在越浪强度递增过程中的受压达到峰值的先后顺序为堤顶-挡浪墙-后坡。因此,瞬时水动力冲击导致的疲劳性破坏可能是另一种溃堤机理,虽没有在试验中出现,但需要时刻警惕。不同于广泛使用的允许越浪量,本项工作提出了针对我国沿海典型海堤类型的溃堤越浪量阈值建议值。这使得通过经验公式计算和预测溃堤风险变成可能。溃堤越浪量很大程度上受护面材质、后坡坡度和挡浪墙高度影响,但在试验中没有体现对堤顶宽度的敏感性。试验结果表明,对于相同的海堤结构和堤顶高程,相对于没有挡浪墙的海堤增设挡浪墙有可能是对海堤稳定性的一种降低。但这还需要进一步被其他研究者和工程师讨论验证。     

碟形越浪式波能发电装置越浪性能的试验研究

碟形越浪式波能发电装置是1种新型的波能发电装置,本文对其几何形状及尺寸进行了初始设计。通过对装置越浪性能的物理模型试验研究,揭示了装置越浪量与入射波要素的变化关系,得到了不同干舷高度在各入射波要素下装置的波能俘获能力。     

近年来黄河口以北水下岸坡的演变监测

1996年7月~2000年10月,在研究区进行4次水深地形调查监测,通过GoldenSoftware系统计算相连两次水深调查的数据得出局部冲蚀变化情况。研究分析表明:在1996年7~10月,由于洪水季节的影响,在短短的3个月内,有约4×108m3的沉积物发生淤积。其后几年,该区一直处于冲蚀状态。在1996年10月~1998年10月,有约8.9×107m3沉积物被冲蚀掉;在1998年10月~2000年10月,有约1.4×108m3沉积物被冲蚀掉。因此,在前4次调查期间,研究区有约1.7×108m3的沉积物发生淤积。2004年7月的补充调查表明:该区近岸部分还处于侵蚀状态,海滩剖面没有到达平衡。     

风暴期间黄河水下三角洲波浪变形

为确定适用黄河三角洲的波动理论，对黄河三角洲风暴期间及前后波浪连续观测资料进行了处理，将其投在komar波浪理论分区图中后，分析了风暴期间黄河水下三角洲波浪的波形特征，发现站位所在地适合的波浪理论主要为艾里波和斯托克斯波，风暴期间波浪变形，还存在少量超过极限波陡线的波浪，通过比较常见的极限波陡线，看出Miche曲线比较适合该研究区。     

Contribution of waves and currents to sediment resuspension in the Yellow River Delta

The objective of this study was to investigate that the effects of different hydrodynamic conditions on sediment resuspension on a tidal mudflat in the Yellow River Estuary. A field experiment was conducted on an intertidal flat of the Yellow River Delta, China. The sediment resuspension concentrations and hydrodynamic conditions were obtained in the field from September 2–7, 2013. The resuspended sediment concentrations induced by wave loading were compared with those induced by coupled wave–current actions in Yellow River Delta. The results were as follows: (1) when the wave height was higher than 10?cm and the shear stress induced by the waves was greater than the critical stress of the seabed sediments, the surface seabed was eroded and sediment was resuspended. In addition, 60% of the significant wave heights were larger than 10?cm on the intertidal flat of the Yellow River Delta. (2) The contribution of waves to sediment resuspension was greater than 30% when the significant wave height is higher than 10?cm, and the average contribution of waves to sediment resuspension was 51%. The mechanism of wave-induced sediment resuspension and processes of sediment resuspension were described in this paper.     

黄河三角洲潮滩孔压对循环振动荷载响应研究

为了研究黄河三角洲潮滩孔压对循环振动荷载的响应过程,在现场潮滩上利用循环振动荷载作用于海床,实时监测了振动过程中孔压的发展过程。研究结果表明:在每一轮振动过程中,超孔压并非是一直升高的,其发展过程主要可以分成3个阶段:首先是累积阶段,在此期间内超孔压迅速积累并达到一峰值,即超孔压最大响应值;其次是过渡阶段,在此期间超孔压基本保持稳定;而后是消散阶段,即超孔压从最大响应值开始缓慢消散。在振动过程中,产生的最大超孔压是振动能量的指数函数,而且不同深度所产生的最大超孔压不同,存在一极值响应深度。在超孔压累积阶段,尽管不同深度超孔压的累积历程不同,但其累积形式具有一致性,即超孔压是以振动次数为自变量的二次函数,而且,超孔压的累积速率是线性降低的。     

黄河三角洲平原型水库的水质特征

黄河三角洲气候干旱、土壤矿化度高,黄河水富含泥砂和营养盐,使得该地区引黄水库水质面临富营养化和咸化的共同威胁。2001~2003年对黄河三角洲7座不同面积、不同水交换率的地上式和地下式平原型水库的非生物指标和水草分布进行了调查,结果发现:1)[Cl-],[SO42-],TH和电导率有逐渐增加的趋势,而且水的交换量越低,增高的趋势越快,但其中[SO42-]增幅度相对较小;2)水偏弱碱性,溶氧经常接近饱和或过饱和状态;3)Alk变化范围小,在矿化度不断增加的同时,水由碳酸盐型逐渐变为氯化物型;4)水草分布广泛,特别是菹草和聚草,部分水库因为水草的大量孳生导致pH过高(pH>9)。说明该地区水体的咸化趋势表现为氯离子和二价阳离子逐渐增高的趋势,该趋势在水交换量较低、水位较低(地如下式水库)、水体混合不均匀的水库表现更明显;该地区的富营养化特征主要表现为水草大量孳生,并由于有机质在水中合成的速度持续大于分解的速度,而使pH和DO持续维持在较高水平。     

浅表土体强度对黄河水下三角洲微地貌形成的控制作用

通过在黄河三角洲潮滩现场进行土体强度试验研究，发现黄河三角洲沉积土体强度浅表存在空间非均匀性，指出浅表土体强度的非均匀性是控制黄河水下三角洲微地貌形态复杂性的基础。     

波浪作用下黄河口粉土液化与振荡层形成试验研究

通过室内水槽试验,观察波浪作用下土体产生的现象,分析了土体内孔隙水压力的变化及波浪作用后土体粒度组成变化特征,研究了波浪荷载作用下黄河口粉土液化和振荡层的形成过程。试验及讨论结果表明:在波浪作用下,上层粉土体大部分时间处于液化状态;由液化土形成的振荡土层与下部土层之间形成W形的滑动面,振荡土层的厚度随着波浪作用时间的增加而变小;在波浪的振动和孔隙流体的共同作用下,土颗粒重新排列,细粒物质向上迁移,土体底部土颗粒粒径较为粗大,振荡层范围内土颗粒粒径组成相似,粒径分布范围较小;其内部孔压比随深度和波浪作用次数的增加而较少,土体内部积累的超孔压逐渐消散,海床土体逐渐趋于稳定。     

黄河水下三角洲土体失稳研究现状与展望

高分辨率声学调查结果表明,黄河水下三角洲上存在大量的不稳定地貌.总结了关于黄河水下三角洲海底土体的塌陷与滑坡2种失稳破坏的研究现状,指出目前对塌陷与滑坡机理研究的成果主要还是定性分析或推测,缺少理论计算分析和现场及室内的测试验证.     

黄河三角洲滩涂区海堤护岸结构方案优化实证研究

海堤护岸是抵御和减轻风暴潮灾害的根本措施,是从根本上消除风暴潮对沿岸人民生命财产安全威胁的最有效措施之一。黄河三角洲沿海滩涂广阔平坦,多为沙质和淤泥质,沟壑交错,海堤护岸的建设量大面广,所以对区域内海堤护岸的建设方案进行比较优化,更显得十分必要。文章通过具体的工程案例,阐述了建于黄河三角洲滩涂区的海堤护岸结构方案的比选与优化步骤与方法,这无疑对建于滨海滩涂区的海堤护岸的方案优化具有直接的参考与借鉴意义。     

现代黄河水下三角洲土体工程性质及固结沉降特性研究

现代黄河水下三角洲沉积速度快,具有含水量高、密度低的特点,极易因固结压实产生沉降,从而导致地形变化。本文通过收集位于现代黄河水下三角洲的2个钻孔资料,分析了2个钻孔的工程性质,计算了土体的最终固结沉降量和沉降速率。结果表明,由于黄河改道及钻孔所在位置不同,2个钻孔的10m以浅沉积物有明显的差异,ZK-1的表层沉积物有明显的粗化现象,相应的工程性质也有所差别;根据Terzaghi一维固结理论,计算得到ZK-1和ZK-2孔的最终固结沉降量分别为2.08和1.70m,单位厚度土体的沉降量在0.2~9.6cm/m之间;土体达到稳定状态大约需要15~20a,厚度50m以内土体的平均沉降速率为6.5~8.5cm/a。