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《海洋地质前沿》2021,(8)
深海沉积物土工力学特性是研发深海海底作业装备的依据。利用现有的深海土工力学原位测量数据和取样分析的成果,采用回归分析方法,得到了沉积物物化组成等参数与抗剪强度的相关关系。研究表明:深海沉积物以粉质土、有机黏土为主,具有高含水率、大孔隙比、低密度等特征;随着埋藏深度的增加,深海沉积物的含水率和孔隙比逐渐减少,湿密度与抗剪强度则呈增大趋势;物理参数与抗剪强度之间有较好的相关关系,含水率、密度及孔隙比与抗剪强度的相关性明显,其中,密度与抗剪强度成正比,而含水率、孔隙比与抗剪强度成反比;以含水率、密度和孔隙比为自变量的多变量回归分析方程能更好地表达沉积物物理特性与抗剪强度的相关关系。 相似文献
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通过搜集汇总埕岛海域地质勘察资料，绘制表层土体的平面分布，分析该区粉质黏土、粉土和淤泥质土的土性均值、变异系数和互相关系数，结果发现，埕岛海域沉积的土体主要以粉土和粉质黏土为主；该区土体重度、含水量、孔隙比和液塑限变异系数均较小，压缩性参数变异系数相对较大；根据文中的回归公式，可由含水量求出孔隙比、重度和压缩参数。最后基于Vanmarcke土层随机场模型，采用空间递推法计算土性在竖向上的非均匀程度，竖向相关距离位于0．49～O．93m之间，且与水深无相关性。 相似文献
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大洋多金属结核矿区沉积物土工性质 总被引：16，自引：0，他引：16
利用1994年大洋多金属结核调查所获得的土工资料,结合以往有关资料进行了综合分析。研究了大洋沉积物类型、沉积物土工性质、土质强度等,为未来海底工程设施和多金属结核开采设备的设计与制造提供依据。 相似文献
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为了研究黄河口海床沉积物固结过程中电阻率同工程力学性质指标的对应关系,探索海床土体固结过程的新型原位监测技术,本文在黄河刁口流路三角洲叶瓣潮坪上,现场取土配置黄河口快速沉积形成的流体状沉积物和观测研究粉质土海床的固结过程。利用静力触探、十字板剪切试验、孔隙水压力监测等原位土工测试手段,实时测定固结过程中海床土强度变化和孔隙水压力消散过程;同时通过埋置自行研制的环形电极探杆,实时测定海床土固结过程中的电阻率变化。通过对比分析海床土电阻率与工程力学性质指标的同步测定数据发现:黄河口饱和粉土的电阻率与微型贯入试验测得的土体贯入强度,静力触探试验测得的比贯入阻力,十字板剪切试验测得的不排水抗剪强度(峰值强度、残余强度)均呈乘幂关系,且相关性良好;海床沉积物在固结过程中的电阻率与孔隙水压力呈负线性相关性。 相似文献
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搜集汇总黄河口埕岛海域地质勘察资料,研究该区土性参数区域分布特征,包括分析海域内土体类别,绘制不同区域内地基承载力、标贯击数、粘粒含量、含水量、孔隙比和液塑限等值线图.研究发现,海域表层土体主要由粉土和粉质粘土组成,此外还有小面积的粉砂和淤泥质土,中部大面积地区为粉土,东南区域分布有粉质粘土和淤泥质土;地基承载力较高的区域主要分布在海域中部与西南部,海域的北部与东南部土体强度较低,并且含水量、孔隙比和液塑限也较大,土性区域变化与水深变化特性较为一致.最后分析土性区域变化机理认为,极端海况下该区土体发生液化剪切破坏,沿斜坡滑移运动一定距离后再次沉积可形成这种现象. 相似文献
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《中国海洋大学学报(自然科学版)》2017,(10)
针对从中国南海西部某海域2 000多米水深水域采集的柱状样和表层样进行初步分析,探究该区域海底沉积物的基本物理性质,获得天然含水率、天然密度、比重、孔隙比、液塑限、粒度特征等指标。结果表明:南海西部深海沉积物类型均为黏土,相比于近海沉积物,具有高含水率、低密度、高孔隙比、高液塑限和高黏粒含量等特点;不同站位沉积物物理性质略有差异,柱状样物理性质随沉积深度不同稍有波动;沉积物的天然含水率远大于液限,属于一种高敏感度黏性土,且其高塑性指数的特征与黏粒含量较高有关。该研究获得的南海深水域土样基本物理性质为今后对该海域沉积物研究及进行相关海洋工程建设提供重要的参考数据。 相似文献
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海底水－沉积物界面系统中稀土元素的变化及配分特征 总被引：1，自引：0，他引：1
本文利用”大洋多金属结核调查“期间”海洋4“号调查船HY4-871、881航次在东太平洋海盆取得的底层水、沉积物、间隙水及多金属结核样品,对比研究了稀土元素(REE)在海底水-沉积物界面系统不同物质相中的分布变化及配分特征。结果表明,在大洋氧化性沉积物间隙水中REE相对于底层水亏损。除Ce外,沉积物与多金属结核REE含量较为接近。底层水、沉积物、间隙水REE配分特征极为相似,都表现出中稀土相对于轻、重稀土的轻度分离和富集,Ce表现为负异常。多金属结核中中稀土也有类似的富集倾向,但Ce主要表现为正异常。随深度的增加,沉积物REE含量增加,但其配分模式不变。 相似文献
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西太平洋深海盆地同时发育多金属结核和富稀土沉积物，但针对多金属结核及其表层沉积物之间关系的研究较少。通过多金属结核-表层沉积物地球化学分析，揭示关键金属元素在结核、沉积物中的富集和分馏过程，探讨沉积过程与环境对多金属结核生长的影响。研究区多金属结核具有相对高的Co、REY含量，低的Mn/Fe比值，显示为典型的水成成因。主成分分析及相关性分析结果指示结核的成矿过程是在水成作用、成岩作用以及陆地碎屑、生物碎屑输入的作用下，Fe-Mn氧化物对海水及孔隙水中各类金属元素的选择性富集。研究区表层沉积物主要为深海黏土，相较于多金属结核富集大部分金属元素，深海黏土更为富集Si、Al、Na、K等元素。沉积物中Co、Ni、Cu等金属元素的富集与Fe-Mn微结核的含量相关，而REY与磷酸盐组分更为密切。Fe-Mn氧化物组分对海水中金属元素选择性吸附形成多元素的富集及显著的Ce正异常、Y负异常，而磷酸盐组分主要继承海水的稀土特征，它们的含量决定了沉积物中金属元素及稀土元素的含量和模式。结核及沉积物在关键元素富集的过程中有相似的过程，Fe-Mn氧化物组分是二者元素富集过程的载体。研究区的低生物生产力和低沉积速... 相似文献
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用镍等量丰度和镍等量品位圈定和评价大洋多金属结核矿区 总被引：2，自引：1，他引：2
为大洋多金属结核矿区圈定、资源量计算和矿区评价建立一个统一标准和采用公正合理定量的方法,为使我国留下的矿区确是已在联合国登记注册的15×104km2多金属结核勘探矿区中质量最好的矿区,本文对利用丰度和品位资料圈定和评价多金属结核矿区的各种传统方法作了全面深入的剖析,认为传统方法存在许多不足之外,从而提出用镍等量丰度和镍等量品位作为圈定和评价大洋多金属结核矿区的最佳指标。 相似文献
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于2004年9月,在胶州湾潮间带河套和红石崖两个区域(分别代表近河和近海区域)分别采集沉积物柱状样品,并分析了样品中有机碳和叶绿素含量。结果表明:(1)胶州湾潮间带沉积物有机碳和总氮质量比分别为1.0～3.0g/kg和0.1～0.3g/kg,随沉积物埋藏深度表现为波动变化,但无明显规律性;(2)胶州湾潮间带沉积物从表层到底层叶绿素a质量比的总体趋势是逐渐降低最后趋于稳定,叶绿素a质量比变化为0.3～5.2g/kg;(3)胶州湾潮间带沉积物中的有机质应属于混源有机质。本实验结果对探讨胶州湾潮间带近河和近海区域沉积物中有机碳和叶绿素的埋藏和降解规律有重要意义。 相似文献
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William B. Sawyer Barbara Ransom Richard H. Bennett 《Marine Georesources & Geotechnology》2013,31(3):283-304
High‐resolution vertical and lateral gradients and variations in sediment mass physical properties were derived from measurements in box cores, on the scale of millimeters, tens of centimeters, and kilometers from typical, relatively broad areas of the northern California continental slope in the Cape Mendocino area at water depths from 380 to 940 m. Such data are important as a control on comparisons of different sediment suites, as well as providing limits for realistic flux calculations of dissolved inorganic and biochemical species and pollutants. The sediments studied have relatively constant organic carbon contents (OC ? 1.75 wt%) and bulk mineralogy. They range from silty sands (～45% sand, 40% silt) to clayey silts (～63% silt, ～35% clay) and are extensively bioturbated. Physical property variations between subcores (～25 to 35 cm in length), taken from the same box core, increase with increasing clay content. For coarse‐grained sediments, mean down‐core differences in physical property values between related subcores are small, averaging 3.6% for water content, 4% for porosity, 0.026 Mg/m3 for wet bulk density, and 0.1 for void ratio. Subcore variations for fine‐grained sediments are generally significantly larger, averaging 9.8% for water content, 1.52% for porosity, 0.027 Mg/m3 for wet bulk density, and 0.3 for void ratio (box core 125). Millimeter variations of physical properties from horizontal 12‐cm‐long subcores indicate a maximum range of lateral variation of 18.2% for water content, 8% for porosity, 0.14 Mg/m3 for wet bulk density, and ～ 0.6 for void ratio. 相似文献
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The Bering Sea shelf and Chukchi Sea shelf are believed to hold enormous oil and gas reserves which have attracted a lot of geophysical surveys. For the interpretation of acoustic geophysical survey results, sediment sound velocity is one of the main parameters. On seven sediment cores collected from the Bering Sea and Chukchi Sea during the 5th Chinese National Arctic Research Expedition, sound velocity measurements were made at 35, 50, 100, 135, 150, 174, 200, and 250 k Hz using eight separate pairs of ultrasonic transducers. The measured sound velocities range from 1 425.1 m/s to 1 606.4 m/s and are dispersive with the degrees of dispersion from 2.2% to 4.0% over a frequency range of 35–250 k Hz. After the sound velocity measurements, the measurements of selected geotechnical properties and the Scanning Electron Microscopic observation of microstructure were also made on the sediment cores. The results show that the seafloor sediments are composed of silty sand, sandy silt, coarse silt, clayey silt, sand-silt-clay and silty clay. Aggregate and diatom debris is found in the seafloor sediments. Through comparative analysis of microphotographs and geotechnical properties, it is assumed that the large pore spaces between aggregates and the intraparticulate porosity of diatom debris increase the porosity of the seafloor sediments, and affect other geotechnical properties. The correlation analysis of sound velocity and geotechnical properties shows that the correlation of sound velocity with porosity and wet bulk density is extreme significant, while the correlation of sound velocity with clay content, mean grain size and organic content is not significant. The regression equations between porosity, wet bulk density and sound velocity based on best-fit polynomial are given. 相似文献
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根据南黄海中部海底沉积物柱状样的实验室土工试验测试结果,分析沉积物的物理特征,并通过实验室方法获得沉积物压缩波速,探讨物理参数与压缩波速的相关关系,得到经验公式。结果表明:该区域沉积物以淤泥和淤泥质黏土为主,具有含水率高、孔隙比大、塑限高等特征;物理参数与压缩波速之间有较好的相关关系,密度、孔隙比、含水率、塑限、液限及塑性指数与压缩波速的相关性最明显,其中,密度与压缩波速成正比相关关系,而孔隙比、含水率、塑限、液限和塑性指数与压缩波速成反比相关关系;以沉积物天然密度和塑性指数为自变量的双变量回归分析方程能更好地表达沉积物物理特性与压缩波速的相关关系。 相似文献
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浙闽近岸与南黄海中部沉积物物理力学性质的差异性分析 总被引：1，自引：0，他引：1
本文对浙闽近岸和南黄海中部泥质区沉积物的物理力学性质,分别从基本物理性质、水理性质及力学性质进行对比分析,发现两个区域沉积物均以淤泥为主,含水率与密度、压缩系数与压缩模量均呈良好的幂函数负相关性,液限与塑限呈良好的幂函数正相关性,含水率与孔隙比呈较好的线性正相关,十字板剪切强度与微型贯入阻力呈较好的多项式函数关系。总体来说,南黄海中部泥质区沉积物相对于浙闽近岸泥质区沉积物具有含水率高、孔隙比大、密度小、塑性高,压缩性大,抗剪强度低等特征。从地形特征、物质来源、水动力条件、沉积速率和物质组成等方面进行两个区域沉积物物理力学性质差异性的成因分析。结果显示,与浙闽近岸相比,南黄海中部离陆较远、地势低洼、水动力条件较弱,能够扩散至此的物质较少并以极细的粘粒物质为主,沉积物中的蒙脱石和有机质含量高。这些因素使得南黄海中部沉积物的含水率高,塑性大,密度低,强度低。 相似文献
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Abstract Keeping in view the paucity of information as to the nature of the marine sediments from the continental shelf adjoining the Indian subcontinent, a number of shallow seismic surveys were carried out, nearshore and offshore Bombay between 18°45'N and 21°00'N. Representative core samples preserving their natural state were also retrieved from the region in the water depths ranging from 5 to 70 m for the determination of physical properties in the laboratory. Data on the physical, acoustic, and elastic properties of the sediment cores are reported for the first time. Useful individual least‐squares relations are presented for acoustic impedance, reflection coefficient, and bulk modulus against density; for the dependence of rigidity and bulk moduli on the constrained modulus; for the association between impedance and field sediment velocity against P‐velocity; and for rigidity against Poisson's ratio. Results indicate that the bulk modulus and Young's modulus are higher for silty clay and clayey silt samples than for the clay samples. Similarly, the acoustic impedance, reflection coefficient, and constrained modulus of silty clay and clayey silt are also higher than clay. The results are found to be comparable to the North Atlantic and Bay of Bengal sediments. 相似文献
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砂土是主要的海底沉积物类型之一,明确砂质沉积物声学与物理性质的关系对海底底质和地层探测至关重要。本文利用超声探测仪和自制的试样制备测试装置,模拟制备不同沉积状态的砂土试样,同步开展超声测试和物理性质测试,探讨砂质沉积物声速测试方法及影响因素,揭示砂质沉积物压缩波速与物理参数的内在联系。试验结果和分析表明:换能器接触管壁的间接测量方法中,声波多路径传播可显著影响沉积物声速测量的准确性,而换能器接触试样的直接测量方法可避免这一影响;30 kHz至100 kHz的不同频率对压缩波速测量结果没有明显影响。砂质沉积物的压缩波速与密度、孔隙度、含水率有较好的相关性,相关系数分别为0.87、0.86、0.84,并且随密度的增大而增大,随孔隙度、含水量的增大而减小。砂质沉积物的压缩波速与中值粒径的相关系数小于0.6,对物质组成不敏感。另外,与声速相比,砂质沉积物的声阻抗与密度、孔隙度、含水量的相关性更高。砂质沉积物压缩波速对饱和度非常敏感,例如,饱和度从0.971增至0.994时,压缩波速从393.3 m·s-1急剧增大到748.5 m·s-1,需特别注意。 相似文献
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利用单波束测深仪和蚌式取样器进行了日照石臼港扩建码头西侧约50km~2海域1:2 000~1:10 000的水深地形测绘和底质分析工作。调查结果表明,日照港西部海域可分4个水深区,其地形和沉积特征如下:1)航道区,浅水航道区等深线平行于码头岸线,水深11m,经过疏浚已形成向南倾斜的四级阶梯地形,疏浚中心处水深24m。航道区底质以分选中等的砾砂为主;2)港池区,水深6 m,等深线与港池岸线平行,水深向南渐增,海底地形平坦,坡降比3‰。底质以分选较好的粉砂和砂质粉砂为主,近岸有少量分选较差的泥质砂质砾;3)涛雒-付疃河口区,水下三角洲地形明显,5m以浅等深线呈弧形向东南方向凸出,坡降比最大可达14.2‰,底质类型为分选极好的砂和粉砂质砂;4)浅海区,海底地形平坦,平均坡降比1.9‰,6~10m等深线呈NE-SW向平行向外海增大,近南扩码头端向东偏转,底质类型为分选好的砂质粉砂和粉砂,并呈平行于海岸线向深水区呈粗-细-粗的带状分布。底质类型分布与水深条件基本吻合,但深水区出现的底质粗化现象,分析认为可能与南扩码头的挑流作用有关,海底沉积物呈向南运移趋势。 相似文献
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海洋沉积物含水率、密度和孔隙度等物理参数是沉积物声学特性研究中的重要指标。由于南海沉积物类型多样、成分复杂, 特别是深海沉积物样品珍贵, 需精确测定沉积物声学及物理参数并无损害地保持沉积物化学性质。文章以黏土、粉砂和砂三种典型海底沉积物为研究对象, 使用环刀法和烘干法, 在不同温度条件下(60℃、80℃、100℃和120℃)测定和分析了这三种沉积物的含水率、密度、孔隙度随烘干时间的变化趋势及特征, 并进行了回归分析和综合研究。结果表明: 1) 对同类型沉积物, 温度越高, 完全失去孔隙水的时间越短, 且失水过程具有阶段性;2) 同一温度下, 三种典型沉积物完全失去孔隙水的时间为t砂<t粉砂<t黏土, 且不同时间段, 失去孔隙水的速率差异较大, 这主要与沉积物的颗粒大小、颗粒间的间隙大小以及烘干后期沉积物中所含的水分均已大部分流失有关;3) 建议声学沉积物样品的烘干温度以80℃左右为宜, 并给出三种沉积物完全烘干的参考时长和临界时间;4) 在温度为80℃时, 将临界时间处的物理参数带入经验方程进行声速预报是可行的。 相似文献