【摘要】： 本學位論文共分為六個部分，第一部分對研究領(lǐng)域進行了綜述；第二部分介紹了現(xiàn)場和室內(nèi)開展的試驗；第三部分進行了試驗資料的處理與分析；第四部分建立了海床對波浪響應的數(shù)值模型；第五部分數(shù)值模擬了海床對波浪響應的影響因素；第六部分對沉積物強度非均勻化進行了數(shù)值模擬。 黃河三角洲潮灘淺表層沉積物由于對海洋動力尤其是波浪作用的敏感，會發(fā)生破壞，形成塌陷、凹坑、粉砂流沖溝等一系列災害地質(zhì)現(xiàn)象。這一破壞過程與沉積物強度在波浪荷載作用下的變化是密切相關(guān)的。在過去的研究中，人們主要對黃河三角洲的形貌特征、海洋動力條件、土體工程特性進行了靜態(tài)的研究工作，而對于波浪導致的土體強度的非均勻化及空間分布上的規(guī)律缺少研究。 研究區(qū)位于1964-1976年黃河由刁口入海時形成的三角洲潮坪上。所選定的研究區(qū)，在1995年以前工程地質(zhì)條件基本上是均勻一致的；一條為石油開采而于1995年在中潮坪修筑的道路導致道路兩側(cè)的水動力條件發(fā)生了明顯的變化。相同的初始條件，不同的水動力條件，足夠長的波浪作用時間，水深極淺的中潮坪，這一切使得研究工作具有典型性和可行性。利用輕型靜力觸探對灘面表層土體強度進行密集型的測試，同時結(jié)合淺層鉆探，室內(nèi)試驗等手段，獲得了大量數(shù)據(jù)，進行了資料整理、分析。發(fā)現(xiàn)在波浪作用下，黃河口沉積物強度出現(xiàn)了非均勻化，即在平面上，沉積物強度呈現(xiàn)隨機性或間隔性變化；在剖面上，海底面之下一定深度范圍有硬層發(fā)育。 本文選用了基于Biot固結(jié)理論，將海床進行二維簡化的情況下海床對波浪響應的數(shù)學模型，在模型中采用下列假定：線性波浪作用，線彈性土骨架，孔隙流體的流動滿足達西定律。并針對黃河口海域的實際情況作了數(shù)值計算，分析得到，(1)影響海床響應的控制因素：在波浪參數(shù)中，波高，波長是主要的控制參量；在海床介質(zhì)參數(shù)中，剪切模量是主要的控制參量。(2)沉積物強度非均勻化與波浪引起的海床中的應力場和位移場分布和土體的局部破壞密切相關(guān)。
【圖文】：

3.3.1道路南北兩側(cè)表層沉積物強度時空變化分析對水動力作用較強的典型區(qū)I和水動力作用較弱的典型區(qū)n，根據(jù)1999年和2002年測得的O一1scm深度土體貫入阻力值，繪制三維等值線(圖3一1)，并進行(a)19，，年典型區(qū)I卜硯san賈產(chǎn)月力口(川1999年典型區(qū)n卜巧QD貫入限力值(口加。2年典型區(qū)I卜巧而貫入阮力口(d)ZOoJ年成型區(qū)11Q~15二賈產(chǎn)月力值圖3一1典型區(qū)靜探貫入值時空變化對比圖

黃河三角洲沉積物對波浪響應試驗研究和數(shù)值模擬從圖3一2、表3一2可以看出，在水動力作用強區(qū)，0一60cm深度的沉積物，按土體強度可分為3層，分別為。一15em、15一50cm、50一60em，其中15一50em層為一強度硬層;在水動力作用弱區(qū)，O一60cm深度的沉積物，，沒有強度硬層存在，在O一巧cm深度范圍土體平均強度迅速增大，其下土體強度隨深度緩慢增加，增長速率基本保持穩(wěn)定。比較表3一2中典型區(qū)I、典型區(qū)n的標準差和變異系數(shù)可以發(fā)現(xiàn):相同深度典型區(qū)I的標準差和變異系數(shù)值遠大于典型區(qū)11的數(shù)值
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2003
【分類號】：P736.212

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本文編號：2612639