【摘要】： 天然氣水合物是在低溫高壓條件下,由天然氣和水形成類似冰狀的固體物質(zhì),其主要賦存于深水區(qū)的海底沉積物和陸地永久凍土地帶中。一方面,天然氣水合物以其巨大的儲(chǔ)量,有望成為未來重要的替代能源;另一方面,它在海底災(zāi)害預(yù)測(cè)和全球氣候變化研究中具有不可忽視的作用。 天然氣水合物的形成和分解主要受溫度、壓力以及地質(zhì)構(gòu)造條件的影響,當(dāng)上述條件發(fā)生變化時(shí),其賦存狀態(tài)也將發(fā)生變化。因而,構(gòu)造作用、海平面升降和海底工程等因素都可能破壞天然氣水合物的穩(wěn)定性,從而導(dǎo)致天然氣水合物的分解。由于天然氣水合物分解會(huì)產(chǎn)生大量的氣體和水,增大了含水合物地層的孔隙壓力,同時(shí)也降低了水合物與沉積物顆粒間的膠結(jié)強(qiáng)度,使得含氣地層的抗剪切強(qiáng)度和承載能力大為降低,水合物分解所形成的潤(rùn)濕帶將形成一個(gè)向下的滑動(dòng)面,此時(shí)一旦受地震或者沉積載荷增大等因素觸發(fā),僅依靠沉積物的自重,便可引起海底滑坡。 作為災(zāi)害地質(zhì)因素,天然氣水合物對(duì)海洋油氣勘探的危害性還表現(xiàn)在其分解將導(dǎo)致地層承載力的不均勻。無論是淺層生物氣還是深部熱成因氣,這種含氣區(qū)內(nèi)部承載力的不均勻都將威脅到海洋工程的安全,如造成鉆井平臺(tái)樁腿的不均勻沉降,使平臺(tái)傾斜甚至翻倒等;另外,氣體的突然釋放會(huì)對(duì)管道產(chǎn)生破壞作用,特別是高壓淺層氣釋放時(shí)輕則侵蝕套管,重則造成井噴,甚至可能引起鉆井平臺(tái)的燃燒或爆炸,造成生命及財(cái)產(chǎn)的損失。因此,研究天然氣水合物分解引起的海底地層不穩(wěn)定性研究,評(píng)價(jià)其對(duì)未來天然氣水合物開發(fā)的安全性和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)具有重要的科學(xué)意義及實(shí)用價(jià)值。
【圖文】：

鰨tocat分類方案基本能包含所觀察到的海底失穩(wěn)現(xiàn)象（圖2-1）。圖 2-1 海底滑坡的分類[18]但是，上述分類方式存在不足之處，它沒有深入反映滑坡過程的變形和相互影響關(guān)系。Canal等人總結(jié)了以前分類方案的不足，提出了新的分類方式，他根據(jù)海底斜坡破壞變形方式將海底滑坡分為五種不同類型[20]：:蠕變、巖崩/碎屑崩落、平移滑坡/滑動(dòng)、碎屑流和泥流。蠕變是指海底斜坡在一定外力的作用下發(fā)生緩慢地、持續(xù)地、長(zhǎng)期不可逆轉(zhuǎn)的變形，常發(fā)生于粘性土海底。蠕變可能演變?yōu)榛瑒?dòng)或塑性流，是海底滑坡傾向于發(fā)生的前奏。研究資料表明，地中海埃布羅河三角洲前緣斜坡和亞得里亞海內(nèi)陸架中區(qū)變形帶有比較典型的蠕變跡象，該區(qū)上部地層剖面記錄的普遍呈現(xiàn)為波紋狀，在其它海底斜坡也有類似的現(xiàn)象。在局部近于直立的海底斜坡區(qū)，，如海底滑坡上部邊緣的陡坎處，失穩(wěn)的巖石、泥或砂

圖 2-2 海底滑坡的觸發(fā)因素[30](2)沉積物的欠固結(jié)欠固結(jié)的沉積物通常被認(rèn)為是引起河口三角洲海底滑坡的主要因素。海底沉物在正常的沉積—固結(jié)壓力狀態(tài)下，土顆粒之間的水體可以自由地逸出進(jìn)入海中。但是在河口環(huán)境，每年雨季汛期河流攜帶大量的泥沙堆積在河口。由于大的泥沙在短時(shí)間內(nèi)快速沉積，沉積物正常的固結(jié)過程受阻，部分水體不能自由出，作為基質(zhì)的一部分殘留在土體中，支撐上覆土層的壓力。例如，黃河三角就有類似現(xiàn)象的發(fā)生。由于高濃度巨量黃河泥沙快速沉積的結(jié)果，使得河口底出現(xiàn)了大量的不穩(wěn)定現(xiàn)象，如塌陷、沖溝、高密度沉積物重力流和滑坡等[31]。(3)潮汐的變化一些近岸地區(qū)頻繁發(fā)生海底滑坡，可能與潮汐變化有關(guān)。作用在海底土體
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院（海洋研究所）
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：P744.4;X820.4

【引證文獻(xiàn)】

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1 周丹;鄒德高;徐斌;孔憲京;;水合物分解對(duì)樁基礎(chǔ)應(yīng)力和變形影響的研究[J];防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào);2011年06期

2 張磊;劉昌嶺;李淑霞;業(yè)渝光;張劍;;含水合物沉積物力學(xué)性質(zhì)及影響因素[J];海洋地質(zhì)前沿;2011年06期

3 徐斌;鄒德高;周丹;孔憲京;;考慮水合物分解的海底斜坡穩(wěn)定計(jì)算方法研究[J];土木工程學(xué)報(bào);2011年S2期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 馬文婧;南海天然氣水合物開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)因素分析[D];中國(guó)海洋大學(xué);2011年

2 周丹;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];大連理工大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2684434