本文關(guān)鍵詞：循環(huán)荷載作用下海床含氣砂土的液化特性試驗(yàn)研究

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【摘要】：淺層氣是一種重要的海洋工程地質(zhì)災(zāi)害,能對鉆井、石油平臺、海底光纜、輸油管線等海洋工程造成嚴(yán)重的破壞。氣體的存在改變了海洋沉積物的力學(xué)性質(zhì),很多海洋工程的設(shè)計(jì)和施工過程中不得不考慮海底淺層氣的影響。海洋含氣沉積物在近海、湖泊、大陸架、深海等區(qū)域有著較廣泛的分布,它是一種特殊的非飽和土,飽和度通常較高。在海洋環(huán)境中,波浪荷載作用可能誘發(fā)海床液化,從而對海床建筑物與構(gòu)筑物的安全構(gòu)成威脅。但以往對于液化的研究主要集中于飽和砂土,卻鮮有對海洋含氣砂質(zhì)沉積物的液化響應(yīng)特性的報(bào)道。當(dāng)前,我國正加快探索和開發(fā)海洋資源,探討波浪荷載作用下海床含氣沉積物的液化響應(yīng)特性,可進(jìn)一步提升對海洋工程地質(zhì)災(zāi)害的認(rèn)知水平,為海洋工程的勘察設(shè)計(jì)提供參考,具有重要的意義。本文以我國東部杭州灣海域和東海片區(qū)普遍存在的海底淺層氣工程地質(zhì)災(zāi)害為背景,以杭州灣海床粉細(xì)砂土為研究對象,借助中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所自主研制的高壓溶氣飽和儀,基于GDS動(dòng)三軸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和GCTS空心扭剪實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),重塑制備不同初始?xì)怏w含量的含氣砂樣,開展循環(huán)(波浪)荷載作用下海床淺層含氣砂土的液化響應(yīng)特性試驗(yàn)研究。主要內(nèi)容如下:1、為使試驗(yàn)研究更切合實(shí)際,研究了東海北部水文地質(zhì)條件,分析了波浪理論的適用范圍,給出了東海北部海域波浪荷載的計(jì)算公式。2、為探討初始含氣量和動(dòng)荷載幅值對含氣砂土液化特性的影響,針對不同氣體含量的高飽和度含氣砂土施加不同幅值的循環(huán)荷載,研究了飽和度和動(dòng)荷載幅值對砂土動(dòng)應(yīng)變、動(dòng)孔壓、動(dòng)強(qiáng)度及液化特性的影響,分析了含氣砂質(zhì)沉積物的液化響應(yīng)特性,提出了一種適用于含氣砂的孔壓增長模型,得到了循環(huán)荷載作用下含氣砂土的動(dòng)強(qiáng)度曲線。3、為考慮波浪荷載下主應(yīng)力軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)對海床含氣砂土液化響應(yīng)特性的影響,在主應(yīng)力軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)條件下,針對不同初始飽和度的含氣砂施加不同幅值的波浪荷載,進(jìn)行軸向與扭向耦合剪切試驗(yàn),研究了主應(yīng)力軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)條件下含氣砂土的動(dòng)應(yīng)變、動(dòng)孔壓、動(dòng)強(qiáng)度及液化響應(yīng)特性,分析了主應(yīng)力軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)對砂質(zhì)沉積物的動(dòng)強(qiáng)度影響規(guī)律。
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P75;TU41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1299368