天然氣水合物的分解會生成大量氣體和水,在土層滲透性較差的情況下,大量氣體無法及時溢出,壓力不易傳導(dǎo)到外部,使土層的超孔隙水壓力迅速增大,有效應(yīng)力降低,同時水合物分解后其自身與沉積物的膠結(jié)作用大幅減小,導(dǎo)致沉積物強(qiáng)度降低,發(fā)生大規(guī)模變形或失穩(wěn),進(jìn)而引發(fā)海底失穩(wěn)等災(zāi)害。基于熱力學(xué)基本理論,建立了考慮水合物分解產(chǎn)生的甲烷氣體部分溶解的超孔隙水壓力模型,并對其影響因素進(jìn)行討論,最后針對南海工況研究水合物分解對海床穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明,水合物分解產(chǎn)生的超孔隙水壓力隨著水合物分解先迅速增大后緩慢增長最后趨于穩(wěn)定;初始飽和度、塑性指數(shù)、水深、沉積物埋深、內(nèi)摩擦角等是影響水合物分解產(chǎn)生的超孔隙水壓力的關(guān)鍵影響因素;影響海床穩(wěn)定性的關(guān)鍵不利因素是超孔隙水壓力聚積而非土體強(qiáng)度弱化;生成的甲烷氣體二次溶解使超孔隙水壓力減小,一定程度上緩解了斜坡的滑動。 

【文章頁數(shù)】：9 頁

【文章目錄】：
1 考慮甲烷溶解的超孔隙水壓力模型
    1.1 水合物的穩(wěn)定帶及相平衡曲線
        1.1.1 水合物穩(wěn)定帶
        1.1.2 水合物相平衡線
        1.1.3 沉積物中壓力與溫度的關(guān)系
    1.2 甲烷的溶解度
    1.3 甲烷氣體部分溶解
2 水合物分解產(chǎn)生的超孔隙水壓力
    2.1 水合物分解導(dǎo)致的土體體積膨脹
    2.2 水合物分解引起的超孔隙水壓力
    2.3 南海北部工況實例分析
    2.4 參數(shù)分析
3 海床穩(wěn)定性有限元分析
    3.1 模型方案
    3.2 模型參數(shù)選取
    3.3 結(jié)果分析
        3.3.1 水合物分解程度對塑性區(qū)及滑動面的影響
        3.3.2 超孔隙水壓力對斜坡穩(wěn)定性的影響
4 結(jié)論


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]考慮超孔壓影響的海底能源土斜坡穩(wěn)定性數(shù)值模擬和評價[J]. 李天賜,孔亮,趙新波,袁慶盟,林星宇.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2019(05)
[2]天然氣水合物研究現(xiàn)狀和前景分析[J]. 佟樂,楊雙春,王璐,王麗利,榮繼光.  遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報. 2017(02)
[3]天然氣水合物分解超孔隙壓力研究[J]. 張煒,李新仲,李清平,曹靜.  西南石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(04)
[4]南海水合物黏土沉積物力學(xué)特性試驗?zāi)M研究[J]. 石要紅,張旭輝,魯曉兵,王淑云,王愛蘭.  力學(xué)學(xué)報. 2015(03)
[5]海域天然氣水合物穩(wěn)定帶厚度與其影響因素的半定量研究[J]. 徐浩,雷新華,李鵬飛,張新,符峻.  現(xiàn)代地質(zhì). 2013(06)
[6]天然氣水合物分解對海底斜坡穩(wěn)定性影響研究進(jìn)展[J]. 趙洪鵬,亓發(fā)慶,王瑋,胡光海,徐國強(qiáng).  海岸工程. 2011(03)
[7]南海北部陸坡水合物分解引起海底不穩(wěn)定性的定量分析[J]. 劉鋒,吳時國,孫運寶.  地球物理學(xué)報. 2010(04)



本文編號：3654934