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海底滑坡会对海洋工程结构物造成严重破坏。滑移速度和距离是量化和分析海底滑坡的两个重要参数。目前BING等计算方法在模拟水下土体流动方面存在局限性,因此通过建立考虑土体固结和侵蚀效应的控制方程,选用摩擦流变模型,采用SPH深度积分算法,对海底滑坡进行了模拟研究。对比不同水深、坡度、接触摩擦系数和侵蚀率条件下的滑移体的速度、高度、长度的时程曲线,整理了最大滑移距离和速度,讨论变化规律。研究成果可为海底滑坡灾害预警和海底管线路由选址提供技术参考。 相似文献
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加拿大COSTA(Continental Slope Stabmty)计划是加拿大首次开展的海底滑坡运动综合研究项目。加拿大学者通过参加欧洲cOsTA计划,与欧洲学者建立了稳定的学术交流和资料与信息共享联系,学习和引进欧洲先进的调查方法、手段和技术,提高加拿大海底滑坡研究水平。同时,还将研究成果应用于欧洲地区的海底斜坡稳定性分析,以检验研究结果的实用性。该计划为期4a,统计海底滑坡事件的清单,调查和研究滑坡体的特征、触发机制、滑坡距离、范围和破坏结果等,建立一套三维滑坡风险评价方法。介绍了加拿大COSTA计划的总体研究思路和技术路线,为我国开展海底斜坡稳定性研究提供新思路。 相似文献
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海底滑坡作为常见的海洋地质灾害,对海洋油气工程安全产生巨大威胁。海床土体失稳引起滑坡体滑动,会对海底管道产生拖曳作用。基于计算流体动力学方法(CFD)建立海底滑坡体对管道作用的评估模型,采用H-B模型描述块状滑坡体并与试验比较验证,分析不同海床倾斜度滑坡对管道的作用并拟合表达式;研究了海底管道在滑坡作用下的力学响应,并采用极限状态方法开展海底滑坡作用下管道结构极限安全分析,探讨了管道埋地状态时的极限安全界限,建立滑坡作用下管道结构安全分析方法。研究表明:滑坡对管道作用力与海床倾角呈现正相关,而覆土层厚度对作用力影响较小;随着不排水抗剪强度的减小,允许的滑坡宽度和速度均增加,表明土体不排水抗剪强度与引起的拖曳力呈正相关;滑坡土体宽度对极限安全速度影响较大。 相似文献
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深海采矿尾矿排放产生的细颗粒羽状流会对海底生态环境造成影响,预测尾矿排放羽状流行为及其对环境影响具有工程意义。基于欧拉多相流方法,采用欧拉双流体模型对深海采矿细颗粒羽状流开展数值模拟研究,分析近海底排放的羽状流演化和发展过程,探究羽状流初始排放质量浓度、排放速度对羽状流扩散过程的影响。结果表明：初始排放条件对羽状流演化性质有重要影响。主射流区被稀释的程度随着初始入射速度的增大而减小,随着入射质量浓度的增大而增大;初始羽状流入射速度和质量浓度越大,撞击海底后的水平方向流动速度越快,影响区域越广;水平速度的峰值随着初始入射速度的增大呈对数增长;当初始质量浓度和速度高于50 g/L和 0.5 m/s 时可能会导致颗粒在海底撞击点附近堆积成坡状,影响底流的后续发展。研究结果可以为深海采矿尾矿排放参数选择提供参考。 相似文献
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《海洋地质与第四纪地质》2015,(5)
南黄海辐射沙脊群中部黄沙洋潮流通道的浅层地震剖面揭示了3处典型海底滑坡,滑坡区域西南距如东大洋口34.5km,南距西太阳沙人工岛17.1km。潮流通道中段北侧,即蒋家沙南坡的滑坡规模较大,滑坡后壁下滑错断达15m,宽度超过300m;潮流通道中段南侧,即茄儿杆子沙北坡东西两处探测到的滑坡形态相似且距离接近,应为同一滑坡体,为中型等级。黄沙洋潮流通道近几十年沉积动力环境基本稳定,滑坡体各错断上部均无沉积物覆盖,故推断1984年5月21日南黄海Ms 6.2级地震是诱发这两个海底滑坡体的主要因素。该地震震中位于NW—SE向苏北—滨海断裂带和E—W向栟茶河断裂带的交叉区,上述两个滑坡发生于这两个断裂带近震中处,且前一个断裂带(该地震的主破裂面)上诱发的滑坡体规模较大。本区海底上部普遍发育潮汐环境下形成的砂泥互层沉积,下部为古河道砂质沉积,加之潮道边坡坡度相对较大,震动触使含水砂层运动,出现"液化现象",造成边坡失稳而诱发上部地层发生错断,导致潮流通道两侧沙脊边坡出现滑坡。近年来,江苏海岸开发加速,工程建设加快,潜在滑坡以及浅层气、软基等地质灾害在辐射沙脊群海域相对密集,探明与查清滑坡体空间分布与发展趋势,对保障海岸重大工程建设安全具重要意义。 相似文献
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通过浅地层剖面和多波束地形资料的精细解释,在北吕宋海槽中部发现了一个规模约500 km2,平均厚20多米的海底滑坡沉积。通过对该滑坡体的物源及其沉积环境分析,将整个滑坡体沉积分为末端区和前缘区两个部分。从滑坡体与周围地层的叠置关系及火山弧喷发的历史来看,初步认为该海底滑坡是地震造成的。该滑坡体的发现对深化深水滑坡体的认识具有重要作用。 相似文献
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海底对系缆运动及张力影响研究 总被引：1，自引：0，他引：1
对系缆运动及张力进行分析,并考虑海底对系缆的影响。采用细长弹性杆单元模拟系缆微段,建立系缆运动控制方程,采用有限元法对其进行离散,将海底弹性和阻尼作用力添加到离散控制方程中。利用牛顿法和Newmark-β法对离散后的系缆非线性运动方程组进行数值求解。模拟长600 m的系缆顶端受到垂向正弦激励时的运动,分别求得考虑和不考虑海底作用时系缆运动响应和动态张力。通过对比系缆的运动、速度和动态张力结果,发现海底的弹性阻尼作用对系缆的运动及张力特性有极大影响。上述研究工作为计算海底对系缆的作用力提供了新方法。 相似文献
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在快速模拟波浪运动的谱方法基础上,引入造波边界,建立了模拟波浪产生和运动的二阶计算模型。采用摄动展开方法简化了带有造波边界的水波运动问题,将速度势分解,得到了满足造波边界和自由面边界的速度势的一般解,运用快速Fourier变换和时间积分,建立了模拟波浪产生和运动的数学模型。基于该模型,采用不同的数值造波条件,模拟了波浪的产生问题;考虑了波浪的初始运动问题;通过把数值结果与物理实验的比较,验证了波浪计算模型的有效性。 相似文献
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海底滑坡是一种由于重力失稳导致的广泛发生在外陆架-上陆坡-深海平原的沉积物搬运体,是海底沉积物重要的搬运过程,具有较强的侵蚀能力和搬运能力,可将大量陆架沉积物搬运至深海,为深海带来丰富的沉积物。再沉积后的滑坡体因其特殊的内部结构,对海洋油气成藏有重要影响。综合国内外研究,对海底滑坡空间展布特征和垂向结构特征进行总结,对滑坡体岩石物理特征进行梳理,揭示海底滑坡边界特征、内部结构以及岩石物理特征。结合海底滑坡特征,从提供物源、储层、盖层、改变海底温压等方面分析海底滑坡对海底油气藏的积极意义,从破坏盖层、改变海底土体温压环境等方面分析海底滑坡对海底油气藏的负面影响。最后结合国内外研究现状,指出未来应对海底滑坡微尺度特征识别、进一步开展海底滑坡与海底油气藏联系以及加强海洋油气开发致灾风险等方面进行深入研究。 相似文献
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拖曳锚由于其承载性能和深水中便于安装被广泛应用于海洋工程系泊系统中,如:适用于悬链式系泊系统的传统拖曳锚和适用于绷紧式系泊系统的法向承力锚。拖曳锚安装过程中涉及诸多运动特性:锚板运动方向、系缆点处拖曳力和拖曳角及运动轨迹。基于大变形有限元分析技术耦合的欧拉-拉格朗日法,并引入缆绳方程,建立起锚-缆绳-海床土耦合作用的有限元分析模型;模拟了拖曳锚在均质和线性强度黏土中的嵌入安装过程,研究了锚板运动方向、系缆点处拖曳力和拖曳角及运动轨迹等运动特性;通过与已有的有限元分析方法及理论方法进行对比,验证了该分析模型的有效性;与已有的有限元分析方法相比,提出的分析模型有效地提高了计算效率。 相似文献
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杭州湾潮致余流数值研究 总被引：7，自引：0，他引：7
运用１９５９年１０月－１９９２年５月在杭州湾２５０余测次海流周日连续观测资料，运用σ坐标系下的三维潮控制方程，模拟该湾的欧拉余流，进行欧拉余流产生机制的数值试验；并根据欧拉流动的数值计算结果，采用拉格朗日速度在欧拉流场的近似展开，求得水质点运动轨迹和速度。结果表明，杭州湾潮致余流的最大余流速度为４６．０ＣＭ／Ｓ，惯性效应是杭州湾潮致余流产生的主要原因，杭州湾拉格朗月余流场被逆时针的大涡旋控制，表层 相似文献
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为有效地监测海岛山体滑坡,找到滑坡的诱发因素,以达到海岛地区防灾减灾的目的。本文以北长山岛为例,针对采石引起的滑坡,利用GPS、三维激光扫描、无人机遥感、位移传感器4种滑坡监测方法,联合建立了北长山岛山后村山体滑坡监测系统。通过对比分析这4种方法发现,在三维激光扫描点云数据密集的滑坡体中、下部选择三维激光扫描获取的滑坡体形态数据,在点云数据稀疏的滑坡体上部选择无人机遥测获取的滑坡体形态数据,精确获取了不同时期滑坡体的挖方量、滑移量;位移传感器获取的实时位移监测数据可得到滑坡体的实时滑移动态,发现在其监测数据突变时滑坡存在滑动的风险。研究还发现采石和降雨是引起山后村滑坡体滑移的两个最重要因素,采石导致滑坡体体积整体减小,降雨导致滑坡体上部拉张加速并引起碎石滑塌。由于监测区环境条件的限制,该系统只能进行滑坡体的表面变形监测。研究成果可为其他海岛滑坡的监测乃至预警提供借鉴和参考。 相似文献
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在海底输油管道运行过程中,管道渗漏、穿孔及破碎都会导致原油泄漏。对溢油运动的轨迹及其扩散范围作出预报可为溢油事故的处理提供及时、准确的信息,指导应急处理的正确实施。基于工程实际需求,采用有限体积法,结合k-ε紊流模型,建立了海流作用下海底输油管道溢油扩散数值模型。采用VOF方法(volume of fluid method)追踪多相流界面。首先,将数值模拟结果与Fan的实验值及Zheng和Yapa的数值结果进行了对比,验证数值模型的可靠性;其次,研究了不同原油溢出速度与环境水深对不同时刻溢油轨迹、到达海面时间、横向漂移距离与海面扩散范围的影响。研究表明:随原油溢出速度增大,溢油到达海面时间逐渐减小,溢油横向漂移距离与海面扩散范围则逐渐增大;随环境水深增大,溢油到达海面时间逐渐增大,且其变化接近线性分布。 相似文献
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山东省北长山岛海岸滑坡演化特征及成因机制 总被引：1，自引：1，他引：0
通过无人机航拍、探地雷达、三维激光扫描仪和位移传感器等技术手段建立的海岸滑坡周期性和实时性监测预警系统,获得了2012年3月至2014年9月的北长山岛海岸滑坡体监测数据。山东省北长山岛海岸滑坡位于长岛县山后村附近,因开山采石造成山体陡立形成临空危险面而处于极不稳定的状态,内部节理和裂隙及千枚岩层的存在是滑坡发生的主要内在因素,而人为采石和暴雨等极端条件是导致滑坡发生最重要的影响因素。山体呈现整体下滑而顶部向外拉张的趋势,累计滑动距离超过0.3 m,高程变化5.0～10.0 m,具有大雨大滑、小雨小滑的特点,其滑动距离与降雨量具有很强的正相关性,日降雨量大于80 mm时滑坡体失稳。自然因素与人为因素共同导致了北长山岛滑坡体的发生,其成因机制特别是极端天气条件下的演化特征研究对丰富和发展海岛滑坡地质灾害监测预警理论体系具有十分重要的意义。 相似文献
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为了研究海底滑坡对海洋单桩的冲击力大小,首先通过调整高岭土、粉砂的不同含量,得到不同流变特性、不同密度的碎屑流,采用Herschel-Bulkley模型和幂率模型对流体流变性质进行描述;随后利用自制海底滑坡模型槽,模拟碎屑流在不同流速和黏度下对模型桩的冲击;并结合流体力学理论,建立阻力系数与非牛顿流体雷诺数之间关系表达式。试验数据表明:碎屑流黏度和流速是影响海底滑坡冲击力的主要因素,海底滑坡冲击力随着泥浆黏度和流速的增加而增大。同时,考虑碎屑流剪切稀释特性,得到管桩阻力系数随雷诺数变化的拟合公式,为海洋桩基础设计提供参考。 相似文献