海底邊坡失穩(wěn)會(huì)給人類造成巨大危害,部分海底邊坡失穩(wěn)案例被證實(shí)與水合物分解有關(guān)。由于海底條件的復(fù)雜性,人們很難直接觀察水合物分解引起的海底邊坡失穩(wěn)過程。數(shù)值模擬可以相對(duì)準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)水合物分解可能引起的海底邊坡失穩(wěn)狀況。通過選用基于ABAQUS軟件的有限元強(qiáng)度折減法,模擬海底邊坡失穩(wěn)的過程并得到相應(yīng)結(jié)果,分析了水合物分解程度、水合物帶上覆厚度、邊坡角度等因素對(duì)海底邊坡穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明,正常情況下,塑性區(qū)首先在坡腳區(qū)域出現(xiàn)并逐漸向上發(fā)展至坡頂;當(dāng)水合物分解達(dá)到一定程度后,塑性區(qū)首先出現(xiàn)在水合物帶,隨后自水合物帶向上發(fā)展至坡頂,并和隨后在坡腳出現(xiàn)的塑性區(qū)形成貫通邊坡的塑性帶。水合物埋藏越深,越有可能造成大規(guī)模的滑坡;邊坡角度高于15°時(shí),水合物分解會(huì)急劇促進(jìn)邊坡失穩(wěn)。 

【文章來源】：海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì). 2019,39(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

圖１模型基本尺寸Ｆｉｇ．１Ｓｉｚｅｏｆｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｏｄｅｌ

案下，水合物帶強(qiáng)度已顯著低于沉積層強(qiáng)度，因此，沒有出現(xiàn)方案４相似的二次滑坡問題。前３種方案下，邊坡失穩(wěn)規(guī)模取決于其本身強(qiáng)度，后４種方案下，邊坡失穩(wěn)規(guī)模取決于水合物帶所處的位置。因此，水合物分解直接影響邊坡的穩(wěn)定性及失穩(wěn)規(guī)模。各方案下安全系數(shù)如圖５所示。由于塑性區(qū)域總是發(fā)生在邊坡強(qiáng)度最低或應(yīng)力分布最集中的位置，前３個(gè)方案下均質(zhì)沉積層的強(qiáng)度低于水合物帶的強(qiáng)度，因此，安全系數(shù)保持不變。自方案４開始，圖４部分方案下計(jì)算終止時(shí)位移云圖Ｆｉｇ．４Ｃｏｎｔｏｕｒｓｏｆｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｎｈｏｒｉｚｏｎｄｉｒｅｃｔｉｏｎｗｈｅｎｅｎｄｉｎｇｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｉｎｓｅｖｅｒａｌｃａｓｅｓ圖５各方案下安全系數(shù)曲線Ｆｉｇ．５Ｃｕｒｖｅｏｆｓａｆｅｔｙｆａｃｔｏｒ水合物帶分解后的強(qiáng)度低于沉積層的強(qiáng)度，安全系數(shù)取決于水合物帶的強(qiáng)度。安全系數(shù)隨水合物帶強(qiáng)度的不斷降低而降低，并最終小于１，這意味著隨著７８１

４最后３種方案下，塑性區(qū)均是首先出現(xiàn)在水合物帶，然后出現(xiàn)在坡腳位置。水合物帶塑性區(qū)向上發(fā)展至坡頂，坡腳位置塑性區(qū)發(fā)展至水合物帶，形成塑性貫通區(qū)。由于此３種方案下，水合物帶強(qiáng)度已顯著低于沉積層強(qiáng)度，因此，沒有出現(xiàn)方案４相似的二次滑坡問題。前３種方案下，邊坡失穩(wěn)規(guī)模取決于其本身強(qiáng)度，后４種方案下，邊坡失穩(wěn)規(guī)模取決于水合物帶所處的位置。因此，水合物分解直接影響邊坡的穩(wěn)定性及失穩(wěn)規(guī)模。各方案下安全系數(shù)如圖５所示。由于塑性區(qū)域總是發(fā)生在邊坡強(qiáng)度最低或應(yīng)力分布最集中的位置，前３個(gè)方案下均質(zhì)沉積層的強(qiáng)度低于水合物帶的強(qiáng)度，因此，安全系數(shù)保持不變。自方案４開始，圖４部分方案下計(jì)算終止時(shí)位移云圖Ｆｉｇ．４Ｃｏｎｔｏｕｒｓｏｆｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｎｈｏｒｉｚｏｎｄｉｒｅｃｔｉｏｎｗｈｅｎｅｎｄｉｎｇｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｉｎｓｅｖｅｒａｌｃａｓｅｓ圖５各方案下安全系數(shù)曲線Ｆｉｇ．５Ｃｕｒｖｅｏｆｓａｆｅｔｙｆａｃｔｏｒ水合物帶分解后的強(qiáng)度低于沉積層的強(qiáng)度，安全系數(shù)取決于水合物帶的強(qiáng)度。安全系數(shù)隨水合物帶強(qiáng)度的不斷降低而降低，并最終小于１，這意味著隨著７８１

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]南海北部陸坡區(qū)海底滑坡特征及觸發(fā)機(jī)制研究[D]. 馬云.中國海洋大學(xué) 2014

碩士論文
[1]海底能源土斜坡穩(wěn)定性影響因素的敏感性分析[D]. 張振飛.青島理工大學(xué) 2016
[2]考慮孔壓影響的海底能源土斜坡穩(wěn)定性分析[D]. 于桂林.青島理工大學(xué) 2015
[3]天然氣水合物分解對(duì)海底結(jié)構(gòu)物穩(wěn)定性影響的研究[D]. 周丹.大連理工大學(xué) 2012
[4]天然氣水合物與海底滑坡研究[D]. 楊曉云.中國石油大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3420424