水下岩质边坡稳定性的模型试验研究

随着三峡水利建设工程的进行,许多原本位于水面以上且已趋于稳定的人工或自然岩质边坡将被淹没,导致边坡稳定性降低,而水的压力、冲击、渗流和侵蚀等综合作用,给下岩质边坡的稳定性带来大量的不确定性。基于已有的水下土质边坡稳定性试验和水下岩质边坡有限元分析,进行水下岩质边坡模型试验研究,探讨在水位升降水过程中和波浪作用下水下岩质边坡的稳定性和破坏机制。将结构面为30°和50°的两种岩质边坡模型布置在人工水槽中,采用波流系统进行水位升降水波浪冲击试验,量测岩质边坡的应力变化。通过分析边坡各测点应力变化,得出了一些有意义的结论：（1）把边坡前部岩体划分成3个区域,每个区域内应力变化规律相同;（2）水下岩质边坡坡脚处应力集中最大,破坏始于坡脚,并由此产生的塑性区沿结构面逐渐同坡顶发展,这与一般边坡从坡顶逐渐向下发展的开裂破坏形式完全不同;（3）波浪对水下岩质边坡结构面的影响,将随其倾角的变小而减弱。     

水下盾构隧道渗流场应力场耦合效应研究

在高水压条件下施工水下盾构隧道,渗流场对于结构及围岩应力场有很大影响。结合重庆主排水过江盾构隧道的修建,针对不同水压情况下的盾构隧道,采用有限元法对围岩及结构的渗流场和应力场进行耦合分析,获得施工期管片应力、位移及孔隙水压力分布。重点研究了管片的水压力分布规律,并与现场试验进行相互验证。结果表明：耦合效应下隧道管片需要承担更大的拉力,在设计中应按更不利工况进行配筋。所得结论为类似工程的设计施工提供有了益参考及依据。     

湖泊水下数字高程模型建模方法及应用模型

介绍了当前湖泊水下地形测量的一般方法和作业过程。针对逐点插入构建不规则三角网算法，本文提出了效率改正算法和格网索引号快速计算算法。基于不规则三角网，给出了湖泊水下数字高程模型的一般应用模型——任意点高程计算、填挖方计算模型及等深线计算模型。     

A smoothed particle hydrodynamics modelling of soil–water mixing and resulting changes in average strength

Soil–water interaction is a pivotal process in many underwater geohazards such as underwater landslides where soil sediments gradually evolve into turbidity currents after interactions with ambient water. Due to the large deformations, multiphase interactions and phase changes this involves, investigations from numerical modelling of the transition process have been limited so far. This study explores a simple numerical replication of such soil–water mixing with respect to changes in average strength using smoothed particle hydrodynamics (SPH). A uniform viscoplastic model is used for both the solid-like and fluid-like SPH particles. The proposed numerical solution scheme is verified by single-phase dam break tests and multiphase simple shear tests. SPH combinations of solid-like and fluid-like particles can replicate the clay–water mixture as long as the liquidity index of the solid-like particles is larger than unity. The proposed numerical scheme is shown to capture key features of an underwater landslide such as hydroplaning, water entrainment and wave generation and thus shows promise as a tool to simulate the whole process of subaquatic geohazards involving solid–fluid transition during mass transport.     

我国深海钻探重入钻孔技术优选及设计思路

深海钻探通常采用无隔水管开路钻进,当更换钻头或钻具,测井、处理孔内事故等情况时,需要起下钻后重新进入原钻孔,此过程称为重入钻孔。由于钻探船与海底孔口有数千米的水体相隔,受海浪和洋流作用,钻探船动荡不稳,钻杆柱摇摆不定,要想重新进入原钻孔并非易事。本文通过广泛调研,对海底基盘、声呐重入系统、水下电视重入系统及无人遥控潜水器（ROV）等目前几种常见的重入钻孔技术进行了详细介绍,对各种技术的优缺点进行了综合对比,优选了水下电视重入系统作为我国深海钻探重入钻孔技术方案,初步提出了技术设计思路,为样机研发和工艺制定奠定了基础。     

水下分流河道砂体的叠置样式及其储层非均质性变化特征

在研究区目的层进行高分辨率层序地层研究的基础上,对分流河道微相的储层质量非均质性进行分析,应用不同级次基准面旋回成因的沉积学分析和表征储层质量非均质性的各项岩芯化验、统计学数据定量分析,指出基准面旋回因素对不同级次水下分流河道主体储层质量非均质性影响存在差异:单一水下分流河道和单期复合水下分流河道的储层质量非均质性呈正韵律变化,多期复合水下分流河道储层质量非均质性分布呈不规则趋势,多级次的基准面旋回及其伴随的可容纳空间变化所引起的沉积环境的变化影响水下分流河道储层非均质性.     

基于灰色关联分析的遗传神经网络在水下爆破中质点峰值振动速度预测研究

水下爆破是一个复杂的、非线性的动态能量释放过程,其涉及到的影响因素众多。为了充分利用少量的实测数据,较准确地预测水下爆破质点峰值振动速度,引入灰色关联分析理论,并结合遗传神经网络较强的非线性映射优势和全局化的搜索能力,建立基于灰色关联分析的遗传神经网络模型(GRA-GA-BP)。该模型利用灰色关联分析理论,充分挖掘小样本潜在信息特征,较合理地确定了影响爆破振动速度的主要因素,解决了神经网络在多变量复杂系统中输入变量无法自动寻优的难题,从而增强了神经网络的适应能力和稳定性。采用该模型对广东台山核电站1期工程大襟岛水下爆破开挖质点峰值振动速度进行预测,并与传统的遗传神经网络及萨道夫斯基公式预测结果进行对比,发现GRA-GA-BP模型的预测值与实测值吻合更好,预测误差更稳定。研究方法可为小样本、多因素影响下类似工程质点峰值振动速度预测提供借鉴。     

水下地形三维建模Surfer与MATLAB比较分析

目前国内外对水下地形三维建模一般采用Surfer软件,MATLAB在图像处理方面功能强大,在很多专业领域得到广泛应用。本文利用MATLAB进行水下地形三维建模,并与Surfer绘制效果进行比较,显示MATLAB三维建模较Surfer透彻,可展现Surfer建模成果,更可反映清晰的横断面效果,可为岸带调查研究提供技术支持。     

水下收缩裂隙形成过程及裂缝充填模式研究

通过野外实地考察测试,对水下收缩裂隙整体形成过程、裂隙内充填物沉积模式、影响因素等进行了详细讨论,并且建立了相应的地质理论模型。水下收缩裂隙的形成共分4个阶段,依次为:泥水混合物进入低洼地带的初始混浊状态;沉积压实稳定阶段;水位线下降,盐度增大,裂隙形成阶段;沉积裂隙充填阶段。其中“异常高压作用”,对于初始裂隙的形成、沉积物孔隙水的有效排出以及主要渗流通道的发育起到了重要作用。单一泥质地层裂隙内充填物沉积模式与沙泥互层的多旋回地层略有差异,主要表现为沙层的润滑作用以及对早期裂隙内充填物类型的影响。上述两种地层裂隙内充填物沉积特征均与后期充注期次相对应,表现出很好的韵律性。裂隙纵剖面中生物发育层的出现,对裂隙内充填物的物理、化学性质将产生重要影响。     

松花江水下爆破孔施工技术

在东北严寒季节,在松花江上施工水下爆破孔。介绍了施工设备及施工平台,根据不同地层分别采用静压振动下套管护壁及潜孔锤钻进方法,设计了风路系统,改进了套管妆方法,并采取了科学的管理方法,取产好的效果。