深海海底沉积物声学特性原位测量试验研究

由于实验室测试环境条件与深海海底的原位温压环境存在较大的差异,取样测量的沉积物声学参数通常偏离海底原位状态的真实值.该文利用深水型压载式沉积声学原位测量系统,在水深超过5000 m的西太平洋海域开展了沉积物声学原位测量试验,准确获取了深海底原位状态下沉积物的声速和声衰减系数,并同步采集了沉积物柱状样品.结果显示,实验室测量的沉积物声速、声衰减系数均高于原位测量结果.通过温压校正和数据—模型对比表明,实验室声速比与原位声速比存在较大的差异,难以通过温压校正模型和频散模型完全改正,这可能与深海沉积物的结构扰动有关.较之浅海沉积物,软弱的深海沉积物结构更易受到采样过程的扰动,因而深海沉积物的声学特性测量更为困难,这表明在深海海底声学研究采用原位测量技术具有必要性.该研究标志着我国海底声学研究由浅海走向深海,对推动海底声学的深入研究具有重要意义.     

菲律宾海深海海底沉积物声学特性与物理性质相关关系

为研究深海海底沉积物声学特性与物理性质相关关系,于2016年11月在实验室对水深3164～5 592 m的菲律宾海深海海底沉积物柱状样品的声学特性进行测量,获取了沉积物声速、声速比、声阻抗、声阻抗指数等声学特性参数。结合沉积物的孔隙度和密度等物理性质参数,分析了海底沉积物声速、声速比、声阻抗、声阻抗指数与孔隙度、密度的相关关系,建立了该海域海底沉积物声学特性回归方程。研究结果表明:研究区深海数据与浅海回归方程符合度较差,与深海回归方程符合度较好;Hamilton校正方法有助于修正实验室测量引起的温度和压力误差,声速比与Hamilton方程符合度比声速好;声阻抗和声阻抗指数与物理性质参数的相关性优于声速和声速比。此外,研究认为由于海底沉积物的沉积环境较为复杂,其声学特性回归方程存在差异。由于上述差异的存在,在使用基于不同海域数据建立的回归方程进行海底沉积物声学特性预测时,应加以区别对待。该研究丰富了深海海底沉积物声学数据,对促进深海海底沉积物声学深入研究具有一定的借鉴意义。     

基于Buckingham模型和Biot-Stoll模型的南沙海域沉积物声速分布特征

为了选择合理的南海南部海底沉积物的声速反演模型,分别利用Wood方程、Buckingham模型、Biot-Stoll模型等声波传播理论模型计算了沉积物的纵波声速,结合沉积物实测声速和物理参数等,对比了模型计算声速与实测声速的变化特征。声速实测值与模型计算值的对比表明,Buckingham模型计算值与实测值的平均偏差最小。研究区实测声速比和模型计算声速比的分布表明,声速的变化特征与沉积环境具有相关性,声速模型计算值与实测值具有相似的变化特征;模型计算声速与实测声速的垂向变化规律不相同,模型计算声速随深度基本不变,而实测声速在陆架、陆坡和海槽等沉积环境中呈现出多种垂向分布特征。研究结果认为,侧重于沉积物孔隙性的Biot-Stoll理论仅适用于陆架区粗颗粒沉积物,兼具流体和弹性固体双重性质的Buckingham理论具有更广的适用范围。该研究对获取南海南部海域沉积物声速分布特征有重要意义,可为多波束测深或浅地层精细解释等提供基础资料。     

海洋磁力数据地磁日变时差校正的局部极值比对法

为了对海洋磁力数据进行更精确合理的地磁日变校正,参考多台站地磁观测数据时差计算的方法,总结出一种适合于海洋磁力数据地磁日变时差校正的方法——局部极值比对法。利用局部极值比对法对南海北部两条海洋磁力测线进行地磁日变时差校正后,海洋磁力数据与陆地地磁日变数据的相关系数分别提高到0.98和0.92。通过与经度差法的比较,证明局部极值比对法可以提高地磁日变时差计算的精确度和海洋磁力数据处理的效率。该方法为今后的海洋磁力调查工作提供了一种精确有效的工具。     

采用锚喷混凝土技术加固洛河大桥

结合洛河大桥旧桥加固工程实例，详细介绍了锚喷混凝土技术加固旧桥的工作原理、施工工艺和经验教训。     

白令海和楚科奇海表层沉积物的声速特性

白令海和楚科奇海大陆架蕴藏着丰富的油气资源,地震勘探方法是主要的油气勘探方法,而沉积物声速是解释地震勘探资料的主要参数之一。第十次北极科学考察中,利用箱式取样器在白令海和楚科奇海采集了16个站位的表层沉积物样品,并通过插管取得柱状样品,在实验室环境下测量了25、50、100和200 kHz等频率的沉积物声速以及密度、孔隙度等物理性质参数。测量结果表明,沉积物类型主要包括粉砂质砂、砂质粉砂、黏土质粉砂和粉砂质黏土,沉积物声速范围为1 485.19～1 619.29 m/s。声速比与物理性质的相关分析表明,声速比与孔隙度、湿密度、平均粒径和砂粒含量等之间相关性较好。与经验关系模型比较发现,实测数据与Richardson和Briggs经验模型具有较好的一致性。此外,研究还表明声速随着测量频率呈现缓慢增加的变化,不同类型沉积物的声速频散特征存在较大差异。