【摘要】： 本學(xué)位論文共分為六個(gè)部分，第一部分對(duì)研究領(lǐng)域進(jìn)行了綜述；第二部分介紹了現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)開(kāi)展的試驗(yàn)；第三部分進(jìn)行了試驗(yàn)資料的處理與分析；第四部分建立了海床對(duì)波浪響應(yīng)的數(shù)值模型；第五部分?jǐn)?shù)值模擬了海床對(duì)波浪響應(yīng)的影響因素；第六部分對(duì)沉積物強(qiáng)度非均勻化進(jìn)行了數(shù)值模擬。 黃河三角洲潮灘淺表層沉積物由于對(duì)海洋動(dòng)力尤其是波浪作用的敏感，會(huì)發(fā)生破壞，形成塌陷、凹坑、粉砂流沖溝等一系列災(zāi)害地質(zhì)現(xiàn)象。這一破壞過(guò)程與沉積物強(qiáng)度在波浪荷載作用下的變化是密切相關(guān)的。在過(guò)去的研究中，人們主要對(duì)黃河三角洲的形貌特征、海洋動(dòng)力條件、土體工程特性進(jìn)行了靜態(tài)的研究工作，而對(duì)于波浪導(dǎo)致的土體強(qiáng)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(shí)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(kāi)采而于1995年在中潮坪修筑的道路導(dǎo)致道路兩側(cè)的水動(dòng)力條件發(fā)生了明顯的變化。相同的初始條件，不同的水動(dòng)力條件，足夠長(zhǎng)的波浪作用時(shí)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(duì)灘面表層土體強(qiáng)度進(jìn)行密集型的測(cè)試，同時(shí)結(jié)合淺層鉆探，室內(nèi)試驗(yàn)等手段，獲得了大量數(shù)據(jù)，進(jìn)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(qiáng)度出現(xiàn)了非均勻化，即在平面上，沉積物強(qiáng)度呈現(xiàn)隨機(jī)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(jìn)行二維簡(jiǎn)化的情況下海床對(duì)波浪響應(yīng)的數(shù)學(xué)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(dòng)滿足達(dá)西定律。并針對(duì)黃河口海域的實(shí)際情況作了數(shù)值計(jì)算，分析得到，(1)影響海床響應(yīng)的控制因素：在波浪參數(shù)中，波高，波長(zhǎng)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(qiáng)度非均勻化與波浪引起的海床中的應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)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(qiáng)度時(shí)空變化分析對(duì)水動(dòng)力作用較強(qiáng)的典型區(qū)I和水動(dòng)力作用較弱的典型區(qū)n，根據(jù)1999年和2002年測(cè)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(jìn)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(shí)空變化對(duì)比圖

黃河三角洲沉積物對(duì)波浪響應(yīng)試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬從圖3一2、表3一2可以看出，在水動(dòng)力作用強(qiáng)區(qū)，0一60cm深度的沉積物，按土體強(qiáng)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(qiáng)度硬層;在水動(dòng)力作用弱區(qū)，O一60cm深度的沉積物，，沒(méi)有強(qiáng)度硬層存在，在O一巧cm深度范圍土體平均強(qiáng)度迅速增大，其下土體強(qiáng)度隨深度緩慢增加，增長(zhǎng)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(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)可以發(fā)現(xiàn):相同深度典型區(qū)I的標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)值遠(yuǎn)大于典型區(qū)11的數(shù)值
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類(lèi)號(hào)】：P736.212

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本文編號(hào)：2612639