發(fā)布時(shí)間：2017-11-26 03:17

  本文關(guān)鍵詞：黃河口海底粉土波致孔壓精細(xì)觀測(cè)及液化評(píng)判方法

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【摘要】：海底沉積物液化是一種常見(jiàn)于近岸海域的海底自然地質(zhì)現(xiàn)象。液化后會(huì)使土體失去承載力,進(jìn)而導(dǎo)致采油平臺(tái)傾倒、海底光纜中斷以及海底管道斷裂等一系列事故。液化的發(fā)生主要受以下因素影響:沉積物類型及性質(zhì)、波浪動(dòng)力強(qiáng)度及作用時(shí)間。通常情況下,只有細(xì)粒砂土和粉土才能夠發(fā)生液化;波浪足夠大才能引起海底沉積物的動(dòng)力響應(yīng)。黃河口埕島海域海底表層廣泛分布著粉土,且波浪動(dòng)力較強(qiáng),因此該海域是粉土液化的多發(fā)區(qū)域。同時(shí)該區(qū)域也是中石化勝利油田海上采油的主力區(qū)塊,因此在此區(qū)域開(kāi)展波致孔壓精細(xì)觀測(cè)及液化評(píng)判方法研究極為重要。波浪循環(huán)作用引起的海底沉積物內(nèi)孔隙水壓力的變化是導(dǎo)致液化的根本原因。為探究波浪作用下粉土內(nèi)部孔壓的響應(yīng)和變化,本文在研究海域布放了孔壓監(jiān)測(cè)探桿進(jìn)行孔壓實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),同時(shí)觀測(cè)研究區(qū)水深、波浪和潮位的變化。通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理,分析孔壓、超孔壓的變化趨勢(shì)和影響因素,初步總結(jié)研究區(qū)波致孔壓、超孔壓的變化規(guī)律,將波浪作用的影響效果分為瞬時(shí)效應(yīng)和累積效應(yīng)。波高較小時(shí),海底土的孔壓累積效應(yīng)不明顯,波浪導(dǎo)致的海底土孔壓的瞬時(shí)變化起主導(dǎo)作用;波高較大時(shí),海底土的孔壓累積效應(yīng)較為明顯,波浪作用下海底土的孔壓的累積變化起主導(dǎo)作用。另發(fā)現(xiàn)波浪引起的海底土孔壓變化存在“滯后效應(yīng)”。觀測(cè)結(jié)果表明,當(dāng)水深為10m左右時(shí),由波浪作用引起的0.5m處粉土孔壓變化相對(duì)延遲1—2h。使用計(jì)算公式對(duì)研究區(qū)波致孔壓進(jìn)行計(jì)算,進(jìn)一步分析孔壓的變化原因和超孔壓的影響因素,探討了振蕩超孔壓和累積超孔壓的影響因素。孔壓累積主要受土體滲透系數(shù)和波高的影響:滲透系數(shù)一定,波高小時(shí)瞬時(shí)效應(yīng)占優(yōu)勢(shì),累積效應(yīng)不明顯;波高大時(shí)累積效應(yīng)占優(yōu)勢(shì),瞬時(shí)效應(yīng)不明顯;波高一定,滲透系數(shù)較大時(shí)瞬時(shí)效應(yīng)占優(yōu)勢(shì),累積效應(yīng)不明顯;滲透數(shù)較小時(shí)累積效應(yīng)占優(yōu)勢(shì),瞬時(shí)效應(yīng)不明顯。分別使用剪切力判據(jù)和超孔壓判據(jù)按照不同風(fēng)浪重現(xiàn)期分別進(jìn)行了液化深度的計(jì)算,明確了計(jì)算所需參數(shù)和計(jì)算方法。波高較小時(shí)不發(fā)生殘余液化,存在某一臨界值,當(dāng)波高大于該臨界值后發(fā)生液化,且隨波高增大液化深度加深。研究海域內(nèi)最大液化深度位置水深為10—12m。最終對(duì)整個(gè)研究海域的液化深度進(jìn)行了評(píng)估計(jì)算,劃分出2個(gè)主要液化區(qū)塊。計(jì)算液化結(jié)果與歷史液化擾動(dòng)層厚度較為接近,表明計(jì)算結(jié)果較為準(zhǔn)確。
【學(xué)位授予單位】：國(guó)家海洋局第一海洋研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P75;TU43

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