差异水动力导致黄河口粉质土微结构分形特征变化实例研究

在黄河三角洲北部潮坪上选择典型研究区。区内通向油井的道路的修建使北侧水动力条件明显强于南侧。对两侧原状土样进行粒度成分测试和微观结构观测,并利用分形理论进行分析。结果发现,在水动力作用强区中,粒度分维值随深度的变化曲线大致呈反“S”型,颗粒分布分维值随深度单调递增(表层除外),颗粒定向性分维值随深度的变化曲线呈“S”型;在水动力作用弱区,粒度分维值和颗粒分布分维值随深度单调增大,颗粒定向性分维值随深度的变化曲线呈平缓的反“S”型。这些参数的变化较好地反映了不同深度处沉积物的层化现象。     

基于线性材料力学模型的海岸岬湾形态特征研究

具有岬湾形态的海岸一般具有良好的稳定性,是海岸侵蚀修复中经常使用的岸线形态,而岬湾形态特征与海岸水动力之间的确切关系还没有形成量化的描述。本研究定义了海岸岬湾形态特征的基本参数,基于历史卫星影像的解译,采用比拟、统计的研究方法,统计了全球240个岬湾的平面形态特征参数,分析得出：（1）岬控比（K）的值介于1.2至1.8之间,平均值为1.41,方差为0.02,标准差为0.16;（2）凸出度（ρ）的值介于0.2至0.51之间,平均值为0.34,方差为0.01,标准差为0.08;（3）根据弧形岸线形态和波浪绕射的不同,将自然海岸岬湾形态分为切线夹曲线型、曲线连切线型和曲线夹切线型3类。采用数值模拟,将线性材料受力变形的过程比拟于岬湾海岸线受水动力作用达到静态平衡过程,以线性材料为媒介,初步探究了岬湾平面形态与波浪之间的关系,对海岸线的预测、修复和保护海岸具有应用前景。     

黄河三角洲海岸冲淤及泥沙输运模型数值模拟分析

黄河三角洲是陆海交界地带,陆地海洋相互作用显著,泥沙所引起的岸滩演变、港口航道的淤积、水动力环境的改变等问题比较复杂。该文采用三维HEM-3D数值模型对黄河三角洲海域流场变化、盐度、悬浮泥沙浓度及海岸冲淤分布进行了潮流周期内的数值模拟分析。结果表明,黄河三角洲海域的悬浮泥沙浓度分布与潮流场变化和河口泥沙输入有密切的关系,在三角洲北部受五号桩外强潮流区的影响,近岸海底的泥沙发生明显的再悬浮,并在涨潮流向南输送,含沙量达1.5 g/L左右。在三角洲南部(现行河口区域和莱州湾区域),受现行河口入海泥沙扩散的影响显著。海域年冲淤分布,在北部废弃三角洲区域,由于海洋动力作用强烈,浅水冲刷,海底侵蚀显著,形成了明显呈沿岸展布的侵蚀中心,在侵蚀中心以外,侵蚀快速减弱。在现行河口区域,以淤积为主,在羽状流扩散的控制下,泥沙入海后向南输运,至莱州湾区域逐渐减弱。数值模拟的结果与卫星遥感解译的岸线变化基本一致,效果良好。     

波浪作用下级配泥沙海滩滩面变化试验研究

砂质海滩的泥沙具有一定的级配,在波浪作用下,滩面泥沙粒径将发生分选,引起海滩质量变化。在水槽中用不同波高和周期的波浪分别对不同级配的沙滩进行作用,探究滩面在波浪外动力作用下的变化规律。结果表明:全级配沙滩在相同波高波浪作用下形成的沙坝型海滩滩型中,破波点向海的区域表层泥沙分选会随波浪周期增大变差;相同周期(T=1.68s)波浪作用下,全级配沙滩在大波高(H=13.2cm)和小波高(H=6.7cm)的波浪作用下分别形成沙坝型和滩肩型海滩,滩面泥沙分选变好;原始沙滩级配与滩面泥沙变化密切相关,同种波浪动力作用下,中细、粗中沙滩沙坝表层泥沙迎波面粗于背波面,粗细沙滩粗颗粒集中在沙坝和滩顶之间。     

波浪作用下海底粉质土液化过程的速率特征

海底的粉质土在强烈波浪作用下会发生液化现象。粉质土从液化发生到最后形成流体有其变化的过程。本文针对黄河三角洲的粉质土,进行了波浪水槽试验和现场监测试验,记录了孔压在粉质土液化过程中的变化,给出了波浪作用下粉质土液化过程的速率特征。试验结果给出:海底粉质土在波浪作用下某一深度层的液化发展迅速,水槽试验重塑土用孔压增长速率反映的液化发展速率平均为0.15kPa/min,现场监测原状土液化发展速率平均为0.29kPa/min;水槽试验重塑土和现场监测原状土均出现液化深度自上而下的发展过程,本文水槽试验条件和现场条件给出的液化深度发展平均速率分别为0.01和0.10m/min。     

海滩沙在波浪作用下的垂向分异试验研究

自然条件下的海滩并非由均一粒径的泥沙组成,在波浪作用下会发生泥沙分选。本文针对全级配沙床,开展水槽试验,研究不同波浪动力对海滩沙垂向分异特征的影响。实验结果表明:波高对海滩沙垂向粒度分异性结果影响较大,大波高作用下沙坝处垂向泥沙粒度变化受波浪影响深度达8cm;小波高作用下,由于波能相对较小,波浪第一次触底产生的紊动较弱,使得垂向泥沙粒度变化较小。相同波高不同周期波浪作用下的垂向泥沙分异特征的差异主要表现在上冲水流和重力回落流共同作用下携沙能力的不同。     

动、定砂床底部剪切力对比试验研究

在河口海岸工程中,常常会面临岸滩冲蚀、岸线演变、航道淤积、建筑物底部淘刷等涉及泥沙起动和输运的问题,而水流对底床的剪切力是研究泥沙起动与输运的重要参数。本文利用自行设计的底床剪切力测量装置,在不同流速的水流中,分别在固定砂床(定床)和可移动砂床(动床)上进行了底部剪切力的直接测量;同时,根据试验中声学多普勒流速仪(ADV)测得的流速信息,采用湍流动能法对底床剪切力进行了估算。结果显示:当比例系数取值0.19时,估算出的底床剪切力与测量值吻合较好。对测量结果进行分析后发现,流速较小、砂粒未起动时,动、定砂床上的底部剪切力大致相同;在有砂粒起动的情况下,动床上的底部剪切力比定床上的大,相对差值最大约20%。因此当涉及底床剪切力的问题时,需要先确认床面形式,然后再进行分析研究。     

风暴液化沉积的波动分选Monte-Carlo模拟

风暴潮会引起近岸沉积物再沉积,重新沉积的沉积物具有上细下粗的正粒序排列特征。通过风暴液化沉积模拟试验,我们研究了液化沉积物波动分选的问题,即试验堆中不同粒径颗粒的成层问题。为了更好地了解颗粒成层问题,基于MonteCarlo方法,本文根据简化后的砂砾碰撞模型模拟了液化波动后砂砾的分层并给出了砂砾碰撞轨迹图及液化波动分布图。结果解释了两个关键问题:(1)液化沉积物在长时间的波动振荡过程后,相对粗的颗粒在液化沉积物层的下部聚集较多,上部较少,相对细的颗粒在液化沉积物层的上部聚集较多,下部较少;(2)作为标识的砂和砾石没有集中在样品柱的下部。     

应对气候变化的侵蚀海岸管理与防护技术探讨

全球气候变化导致了海平面上升与登陆台风强度增加,加之我国河流流域实施环保措施引发河流入海泥沙量的减少,使得我国海岸侵蚀灾害加剧。因此,按照以往防护标准营造的海堤等海岸防护工程已经面临严峻的考验,导致沿海地区自然环境、社会、经济面临重灾的风险加大。本文分析了全球气候变暖背景下引发我国海岸侵蚀的主要原因和发展态势,提出了应对海岸侵蚀管理措施的建议;基于海岸防护现状,结合未来面临海平面变化与海岸水动力环境、泥沙的变化趋势,探讨了值得关注研发的永久性与应急性新型海岸工程防护技术,为我国海岸管理部门及海岸工程研究机构提供参考。     

乌拉嘎金矿周边地区找矿前景

一、区域地层及岩浆岩 乌拉嘎金矿周边地区大地构造位于天山-兴蒙华力西褶皱带东段吉黑地槽系内之佳木斯隆起带北端太平沟隆起与嘉荫凹陷的接合处。