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海水盐度对沉降泥沙固结过程影响研究 总被引：1，自引：0，他引：1
黄河每年输送上亿吨泥沙入海,其中80%以上沉积在河口附近水下三角洲。受黄河入海径流量、气候及海洋动力条件影响,黄河口海域海水盐度变化显著。目前,不同盐度海水环境下入海泥沙沉降形成的海床土,固结过程有何差异尚不清楚。本文在黄河水下三角洲潮坪配制不同盐度的流态沉积物,模拟不同沉积环境下新沉积土的固结过程,利用轻型贯入测试、十字板剪切测试等现场原位试验,实时观测沉积环境盐度对沉降泥沙固结过程的影响。研究发现:随着海水盐度增加,沉积物固结强度增大,沉积环境盐度每增高1‰,沉积物固结后强度可增加0.15倍;海水盐度对沉积物固结速率的影响,在初始阶段表现不明显,在沉积物固结后期,盐度每增高1‰,固结速率可增长1.23倍;海水盐度的增高,还加剧了沉积物固结强度的空间非均匀性。本研究的发现,促进了对河口区海底工程环境的认识。 相似文献
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随着海洋设施的开发和海底沉积物的调查,了解海底土体的工程力学性质成为必不可少的研究内容。海底沉积物工程力学性质原位测量方法,具有测试快捷,测量精度高,测试结果更加接近真实环境的特点,其应用前景日益广阔。系统介绍了海底沉积物的工程力学性质指标,原位测试的特点,分析了国际上目前主要测量方法的进展情况,包括海底静力触探、海底动力贯入仪、消耗式海底贯入仪、全流动贯入仪、扁铲侧胀等,希望能对我国海底沉积物工程力学性质原位测量技术的发展提供参考。 相似文献
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《海洋地质与第四纪地质》2016,(3)
随着海洋设施的开发和海底沉积物的调查,了解海底土体的工程力学性质成为必不可少的研究内容。海底沉积物工程力学性质原位测量方法,具有测试快捷,测量精度高,测试结果更加接近真实环境的特点,其应用前景日益广阔。系统介绍了海底沉积物的工程力学性质指标,原位测试的特点,分析了国际上目前主要测量方法的进展情况,包括海底静力触探、海底动力贯入仪、消耗式海底贯入仪、全流动贯入仪、扁铲侧胀等,希望能对我国海底沉积物工程力学性质原位测量技术的发展提供参考。 相似文献
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通过一系列室内试验,研究了黄河口粉质类沉积物在循环动荷载作用后侵蚀性的变化.在试验中,采用真空预压固结装置制备重塑土样,采用液压伺服土动三轴试验机实现了不同幅值及不同振次的动荷载作用条件,并通过动三轴静态试验及贯入强度测试,测定了动荷载作用后土样强度的变化.通过水槽冲刷试验测试了不同条件的动荷载作用后,土样抗冲刷能力的变化,并进行了临界剪切应力的计算.试验结果表明:对于黄河口粉质类沉积物,动荷载作用后其强度及抗侵蚀性均降低;沉积物强度指标(不排水剪切强度、残余强度、贯入阻力)、侵蚀性指标(起动流速、临界剪切应力、冲刷率)与动荷载幅值、动荷载振次均呈现出较好的线性相关性. 相似文献
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《中国海洋大学学报(自然科学版)》2017,(10)
本文以黄河三角洲粉质土为研究对象,开展了波致海床剪切破坏过程中孔压响应与土体强度变化的室内水槽试验研究,试验过程中,先后在模拟海床床上施加5、10、15cm波高的模拟波浪荷载,同步测量海床内不同深度处的孔压变化,并对海床进行贯入阻力测试和不排水抗剪强度测试。研究发现:海床中孔压响应过程的规律为孔压快速累积-孔压缓慢消散,在该过程中海床内最容易形成大幅度的孔压累积、孔压响应最强烈的位置,也是海床内土体强度的逐渐丧失以及土体剪切破坏是处开始发育的深度;波浪作用下粉质海床剪切破坏后会在海床内部一定深度处出现明显的弧形破坏界面,破坏土体沿界面随波浪作振荡运动,且破坏范围经历先扩展后回缩的过程,剪切破坏界面以下会有强度硬层的发育,强度硬层的形成与演化直接受剪切破坏过程控制,最终整个海床出现明显的强度非均质化;在孔压响应过程中孔压比即超孔压与上覆有效应力比值存在临界值K(本文水槽试验所得K=0.5),当超过K值时,土体贯入阻力和不排水抗剪强度降低,发生剪切破坏,这是波浪作用提供的剪切力以及超孔压累积导致海床内部抗剪强度降低共同作用的结果。 相似文献
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《海洋地质与第四纪地质》2016,(6)
黄河入海沉积物自河口进入海洋后,在重力、水动力、生物改造等一系列外部作用下,经历着堆积、固结、液化、侵蚀再悬浮、海床变形滑动以及后期改造等一系列动态变化过程。研究团队近十几年来针对现代黄河三角洲沉积物的动态变化过程,开展了一系列的室内外物理模拟试验与水下三角洲现场原位长期观测等研究工作。在各动态变化过程的特征与机理方面,主要得到了以下认识:快速堆积后沉积物的固结速度很快,1—2天便可达到甚至超过原始海床强度,海床发育有显著的各项非均匀性,并发育有"硬壳层"。粉质土海床易于累积孔隙水压力,发生沉积物"液化"现象,一方面会改变海床表层沉积物的抗侵蚀性;另一方面,在海床内部垂向渗流的驱动下,海床内部部分细粒沉积物会被"泵送"输运到海床表面,进而进入上覆水体成为再悬浮沉积物,即部分再悬浮沉积物来源于海床内部。黄河三角洲坡度极缓,海底滑坡可以在近于水平的坡度条件下发生。波致海床液化引起的地层重构或海床渗流导致的内部土颗粒运移,可能会将相对均匀的海床改造为层化结构,这对河口地区沉积层理的解读具有新的启示。 相似文献
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海洋开发已经步入全海深时代,迫切需要获取全海深海底沉积物力学特性。由于海洋工程地质环境的特殊性,尤其是深海,常规取样难度较大,并且会扰动原状土体,海底沉积物原位测试成为海底工程勘察的重要手段。介绍了静力触探测试、十字板剪切测试和全流动贯入测试等海底沉积物力学特性的原位测试方法;归纳总结了影响原位测试结果的因素主要包括水深、底质类型以及解析方法等;重点介绍了一种全海深海洋探索技术"深海着陆器";展望了全海深沉积物力学特性原位测试技术面临的机遇与挑战。 相似文献
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Experimental research on the marine hydrodynamic action on the consolidation process of the sediments in the Yellow River Estuary 总被引：1，自引：0，他引：1
Based on the in-situ measurements,the impact of the marine hydrodynamics,such as wave and tide,in the rapidly deposited sediments consolidation process was studied.In the tide flat of Diaokou delta-lobe,one test pit was excavated.The seabed soils were dug and dehydrated,and then the powder of the soil was mixed with seawater to be fluid sediments.And an iron plate covered part of the test pit to cut off the effect of the marine hydrodynamics.By field-testing methods,like static cone penetration test (SPT) and vane shear test (VST),the variation of strength is measured as a function of time,and the marine hydrodynamics impact on the consolidation process of the sediments in the Yellow River estuary was studied.It is shown that the self-consolidated sediments’ strength linearly increases with the depth.In the consolidation process,in the initial,marine hydrodynamics play a decisive role,about 1.5 times as much as self-consolidated in raising the strength of the sea-bed soils,and with the extension of the depth the role of the hydrodynamics is reduced.In the continuation of the consolidation process,the trend of the surface sediments increased-strength gradually slows down under the water dynamics,while the sediments below are in opposite ways.As a result,the rapidly deposited silt presents a nonuniform consolidation state,and the crust gradually forms.The results have been referenced in studying the role of the hydrodynamics in the soil consolidation process. 相似文献
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Models based on the theoretical framework of soil mechanics are presented to evaluate storm wave-induced silty seabed instability and geo-hazards through a case study in the Yellow River delta. First, the transient and residual mechanisms of wave-induced pore pressure are analyzed. Three typical models (i.e., elastic model, pore pressure development mode and elasto-plastic model) are proposed to calculate wave-induced stresses in the seabed. Next, mechanisms and calculation methods of wave-induced seabed instability modes such as scour, liquefaction, seepage instability and shear slide are proposed. Typical results of storm wave-induced excess pore pressure and seabed instability are given and relevant discussions are made. At last, the formation mechanism of geo-hazards in the Yellow River delta is analyzed based on the proposed mechanism and calculated results. Results and analysis indicate that both transient and residual mechanisms are important to storm wave-induced response of silty seabed and hence the elasto-plastic model is more appropriate. Complete liquefaction does not happen, while other types of instability occur mostly within 2–6 m under the seabed surface. Wave-induced scour, seepage instability and shear slide are all possible instability modes under the 1-year storm waves, and scour is predominant for the 50-year storm waves. The formation mechanism of geo-hazards such as shallow slide and storm wave reactivation, pockmarks, silt flow and gully, disturbed stratum and hard crust in the Yellow River are well explained based on the proposed mechanisms and calculated results of storm wave-induced silty seabed instability. 相似文献
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Mingzheng Wen Hongxian Shan Shaotong Zhang Xiaolei Liu 《Marine Georesources & Geotechnology》2019,37(1):96-102
The objective of this study was to investigate that the effects of different hydrodynamic conditions on sediment resuspension on a tidal mudflat in the Yellow River Estuary. A field experiment was conducted on an intertidal flat of the Yellow River Delta, China. The sediment resuspension concentrations and hydrodynamic conditions were obtained in the field from September 2–7, 2013. The resuspended sediment concentrations induced by wave loading were compared with those induced by coupled wave–current actions in Yellow River Delta. The results were as follows: (1) when the wave height was higher than 10?cm and the shear stress induced by the waves was greater than the critical stress of the seabed sediments, the surface seabed was eroded and sediment was resuspended. In addition, 60% of the significant wave heights were larger than 10?cm on the intertidal flat of the Yellow River Delta. (2) The contribution of waves to sediment resuspension was greater than 30% when the significant wave height is higher than 10?cm, and the average contribution of waves to sediment resuspension was 51%. The mechanism of wave-induced sediment resuspension and processes of sediment resuspension were described in this paper. 相似文献
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现代黄河三角洲沉积物临界剪切应力研究 总被引：2，自引：1，他引：1
为研究现代黄河三角洲沉积物临界剪切应力空间分布特征及其影响要素,本文在现代黄河三角洲不同沉积区域,垂直海岸线布设测线,采用黏结力仪进行沉积物临界剪切应力测试,并在相应测点开展沉积物物理力学性质与粒度成分测量工作。研究结果表明高潮滩沉积物临界剪切应力最高,在1.1~4.02Pa之间,沉积物不易发生侵蚀,含水量低、干容重大、黏粒与粉粒含量高、平均粒径小、不排水剪切强度大是高潮滩沉积物临界剪切应力偏高的重要因素;中潮滩沉积物受生物活动影响显著,临界剪切应力在0.10~1.90Pa之间,生物活动扰动、生物排泄及遗体遗迹的程度与数量是造成不同区域测试差异的重要原因;低潮滩沉积物临界剪切应力很低,在0.08~0.80Pa之间,沉积物极易发生侵蚀,含水量高、干容重偏低、砂砾含量高、平均粒径大、不排水剪切强度小是其典型的沉积物物理力学性质,也是造成低潮滩沉积物临界剪切应力普遍低于高潮滩的重要原因;现代黄河三角洲沉积物临界剪切应力区域特征表现为北部沉积物临界剪切应力水平最低,在0.11~0.4Pa之间,东部最高,在2.8~4.55Pa之间,南部与东北部居中,分别在0.63~0.84Pa与0.83~2.99Pa之间,东北部空间非均匀性分布显著,粒度组分的分异是导致沉积物临界剪切应力区域差异显著的重要因素,黏粒含量高的沉积区域沉积物临界剪切应力普遍高于砂砾含量高的沉积区;与世界其他大型河口三角洲相比,现代黄河三角洲沉积物临界剪切应力水平偏低但非均匀程度较高。 相似文献
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为了研究黄河三角洲潮滩孔压对循环振动荷载的响应过程,在现场潮滩上利用循环振动荷载作用于海床,实时监测了振动过程中孔压的发展过程。研究结果表明:在每一轮振动过程中,超孔压并非是一直升高的,其发展过程主要可以分成3个阶段:首先是累积阶段,在此期间内超孔压迅速积累并达到一峰值,即"超孔压最大响应值";其次是过渡阶段,在此期间超孔压基本保持稳定;而后是消散阶段,即超孔压从最大响应值开始缓慢消散。在振动过程中,产生的最大超孔压是振动能量的指数函数,而且不同深度所产生的最大超孔压不同,存在一极值响应深度。在超孔压累积阶段,尽管不同深度超孔压的累积历程不同,但其累积形式具有一致性,即超孔压是以振动次数为自变量的二次函数,而且,超孔压的累积速率是线性降低的。 相似文献
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黄河口裸置管线对海床土影响范围研究 总被引：1，自引：0，他引：1
裸置管线在波浪和潮流等作用下，对海床土强度和整体固结水平产生一定的影响，而产生影响的范围还是一个悬而未决的问题。2005年8月和2006年9月，分别对黄河口地区106钻井平台附近的一条裸置管线以及该地区海床土强度进行了现场微贯测量，结果发现，在该地区水动力作用下，水平方向，管线使得其两侧2m以内海床土强度降低，均匀性变差，尤其是降低了0～40cm深度海床土的强度，并使得其非均匀化程度加剧，使海床土出现成层现象。该研究成果为波浪-管线-土相互作用研究提供了典型实例，并对工程实践提供了借鉴。 相似文献
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黄河三角洲潮滩剖面特征 总被引：4，自引：0，他引：4
利用验潮、潮滩水准测量、沉积物分析和遥感资料,分析了黄河三角洲不同岸段潮滩的特征。水准测量表明,侵蚀潮滩剖面形态为下凹,而淤积潮滩则上凸,由高潮线至低潮线,潮滩沉积物均变粗,这种变粗趋势在北部侵蚀岸段和河口侧缘明显,在河口南侧稳定海岸则不明显。潮滩沉积物含水量为12.2%~32.2%,平均为21%,海滩表层沉积物不排水剪切强度在0.1~0.35 kg/cm2之间。受局限岸滩的平面形态和剖面形态受到周围大坝地形影响,具有和砂质海滩类似的形态,显示波浪对该潮滩的作用强烈,根据剖面测量结果与遥感图像,发现河口北侧有一个小的冲积扇。 相似文献
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桶形基础及其作用下的粉质土海床失稳机制研究的试验设计 总被引：1，自引：0，他引：1
在阅读、分析以往的有关资料的基础上 ,结合实际的试验条件 ,对桶形基础及其作用下的粉质土海床失稳机制研究的试验作出了专门设计。该设计通过配土、设计模型桶基和负压沉贯的操作过程、设置孔压传感器等实验手段 ,努力从土体破坏的角度 ,寻求负压沉贯过程中沉贯负压、沉贯阻力及孔隙水压力之间的变化关系和确定桶基的上拔力。并且指出了数据处理的基本思路 ,以利于课题的深入研究。 相似文献