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自落式贯入仪(Free-Falling Penetrometer, FFP)是一种新型海底沉积物原位测量设备,用于海底沉积物工程性质原位调查。本文基于自主研发的FFP设备在黄海海域开展现场贯入试验,分析探头尺寸对判断沉积物性质的影响。研究表明,在不同沉积物中探头尺寸对贯入深度、贯入阻力和沉积物类型判断有不同影响。在细粒沉积物中探头尺寸对贯入深度、贯入阻力影响较小;在根据贯入阻力变化划定分层时,小直径探头能反应贯入阻力更为细小的变化。在粗粒沉积物中探头尺寸影响更明显,大尺寸探头使贯入阻力变大,贯入深度减小。根据标准化深度和硬度因子可区分粗粒沉积物和细粒沉积物,在粗粒沉积物中探头尺寸增大,硬度因子减小,有利于细化沉积物类型。 相似文献
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重力活塞取样器贯入深度研究对于取样效率的提高和仪器安全有着重要影响,根据取样海底沉积物类型及工程参数对取样器可贯入深度进行预判是研究的重点。基于重力活塞取样器结构,设计并制造了重量可调的重力取样器模型,增加了底质桶与支架等配套设施。按照控制变量法分别设计了针对取样器质量、贯入速度及沉积物类型的试验。试验结果表明,底质类型、取样器质量和贯入速度都可以对贯入深度产生不同程度的影响。在现有重力取样器贯入深度公式的基础上,根据本次试验得到的数据对其进行修正。改进后的公式计算结果与原来相比误差更小、更接近于真实取样数据。 相似文献
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根据莱州湾沉积物的实验室分析资料,从物理性质和力学性质特征对海底沉积物的工程地质特征进行了综合研究,结果显示:研究区沉积物主要为淤泥质黏土,其次为淤泥、黏土、粉土,另含有极少量的粉砂,整体呈现为含水量低、天然密度大、孔隙比小、可塑性低、压缩性低、剪切强度高、贯入阻力大。从海底地形、物质来源、水动力特征、物质组成等方面对沉积物的工程特性进行了成因分析。莱州湾地势平坦,水体与外海交换能力差,沉积物的分布受地形和水动力特征的影响显著,淤泥主要出现于黄河入海口南北侧海域,黏土、粉土主要出现于莱州浅滩附近海域,粉砂分布于刁龙咀北部近岸海域,其他区域以淤泥质黏土分布为主。莱州湾沉积物主要来源于黄河携带的黄土高原物质,碳酸盐含量高,黏粒和亲水性黏土矿物含量较低,沉积物主要以胶结物和粉粒级碎屑的形式存在,导致湾内沉积物含水量低、天然密度大、塑性低、强度高。 相似文献
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自由下落式CPT测试技术(FF-CPT)是新兴的海上沉积物强度测试方法。本文构建了海上FF-CPT原型样机,并以海洋干砂质沉积物为研究对象,分析了FF-CPT的贯入特征、速度相关性及其影响因素。结果表明,装置触底速度与最终贯入沉积物的深度受装置释放高度影响,释放高度越大,则触底速度与贯入沉积物深度越大。贯入过程的阻力分布规律是影响速度变化的主要因素。FF-CPT初始贯入阶段,沉积物贯入阻力随深度线性增加,但增幅不明显,这导致贯入速度变化不大,几乎可视作匀速,该段行程超过总贯入深度的2/3。后段行程贯入阻力骤增,导致贯入速度迅速降低至0。对于干砂质沉积物,FF-CPT贯入阻力与贯入速度不存在正相关关系。FF-CPT贯入阻力的速度相关性与装置质量、沉积物密实度关系不大。 相似文献
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介绍了一种液压驱动贯入式海底沉积声学原位测量系统的电路控制单元的研究实现过程,以及该控制单元在南海北部海底沉积声学调查中的应用。该电路控制单元以Cortex-A8处理器为核心,集成大容量FLASH存储器,与单片机接口控制板进行串口通讯,实现对声学发射采集单元和机械液压贯入单元的可视化控制和监测。基于该电路控制单元,海底底质声学原位测量系统兼具自容式和在线式两种工作模式,可自容记录或实时采集声学原位测量单元在海底的工作状态数据、海底沉积物声速和声衰减系数等声学特性数据。该声学原位测量系统的实验室联调及南海海试结果表明,使用该电路控制单元对海底底质声学测量过程的监测与控制是有效的,对精确获取海底底质的原位声学特性有重要作用,可以促进海底底质声学原位测量系统的产品化。 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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山东半岛东北部滨浅海区表层沉积物粒度及矿物成分 总被引：1，自引：3，他引：1
对山东半岛东北部滨浅海区海底表层沉积物的粒度和矿物组分进行了分析,探讨了其物源及其粒度分布特征与沉积动力条件的关系。结果表明,本区表层沉积物主要来源于现代黄河物质,底质类型主要有黏土质粉砂、砂质粉砂和粉砂质砂3种类型,其中黏土质粉砂约占该区沉积物分布面积的60%以上,呈“Y”形由西北向东南展布。研究区沉积作用的主控因素是黄海沿岸流,各粒级组分的分布和粒度参数特征与海流的方向和强弱有明显的相关性。 相似文献
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报道了南海浅海海底沉积物的声衰减性质。给出了测量和计算海底沉积物声衰减的方法。分析讨论了不同频率下的声衰减以及与若干个海底沉积物物理参数的关系,结果表明,同一类型沉积物在高频段时的声衰减要比低频段的声衰减大;同一频段下粗颗粒沉积物的声衰减要比细颗粒的声衰减大;北部湾海底浅层沉积物声衰减在低频100kHz下为80~150dB/m,在高频1MHz下为150~360dB/m;海南岛南部外海海底浅层沉积物声衰减在低频下为66~160dB/m,在高频1MHz下为190~350dB/m;高频段的数据与台湾海峡北部海底表层沉积物声衰减测量分析数据比较接近,而低频段的数据与台湾海峡北部海底表层沉积物声衰减测量分析数据有较大的差别。 相似文献
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为对辽东湾觉华岛附近海域海底工程地质环境进行系统评估,利用高分辨海底声学探测设备获取调查海区的精密水深地形数据,利用筛析法、激光粒度仪实验法确定沉积物类型及粒度参数特征,最终综合分析得到研究区海底地形地貌及沉积物分布特征。研究发现,目标海域测量水深介于4~22m之间,平均水深15m左右,海底地形平坦,整体表现为平缓的近岸缓坡,地貌以近岸粉砂淤泥质浅滩地貌为主,局部发育微型海底沙波;海底浅地层第一声学反射界面清楚连续,可全区追踪,穿透深度0.5~5m不等,沉积物厚度相对稳定;表层沉积物中值粒径普遍较小,沉积物类型东区以粉砂和砂质粉砂为主,西区以砂质粉砂为主;表层沉积物组分和粒度参数的空间变化规律较为复杂,分析认为其主要受到沉积物物源以及辽东湾内往复流、沿岸流的影响。。 相似文献
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《Coastal Engineering》2006,53(2-3):265-275
Sand waves form a prominent regular pattern in the offshore seabeds of sandy shallow seas and pose a threat to a range of offshore activities. A two-dimensional vertical (2DV) flow and morphological simulation model describing the behaviour of these sand waves has been developed. The simulation model contains the 2DV shallow water equations, with a free water surface and a general bed load formula. The water movement is coupled to the sediment transport equation with a seabed evolution equation. The domain is non-periodic in both directions. The spatial discretisation is performed by a spectral method based on Chebyshev polynomials. A fully implicit method is chosen for the discretisation in time. Firstly, we validate the simulation model mathematically by reproducing the results obtained using a linear stability analysis for infinitely small sand waves. Hereby, we investigate a steady current situation induced by a wind stress applied at the sea surface. The bed forms we find have wavelengths in the order of hundreds of metres when the resistance at the seabed is relatively large. The results show that it is possible to model the initial evolution of sand waves with a numerical simulation model. This paper forms the necessary first step to investigate the intermediate term behaviour of sand waves. 相似文献
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七姊八妹列岛海域位于杭州湾南部的灰鳖洋内,除了岛礁周围局部存有深沟外,其余地区海床平缓.为了探究该海域海床演变情况,在了解杭州湾来水来沙特征基础上,分析了七姊八妹列岛海域的水动力、悬沙和底质分布特征.不同时期海图的对比分析表明,该海域近岸水深较小,人类活动频繁,围涂筑堤工程较多,一直处于淤积状态,属淤涨型岸滩,而离岸较远的海域,泥沙难于落淤而随潮反复搬运,基本处于冲淤平衡状态.1962～2008年这46 a间,七姊八妹列岛海域总体呈现与岸线走向一致的淤积、冲刷间隔分布的冲淤带.平均淤积厚度约2.2 m,淤积幅度约5.0 cm/a,大多数地方平均冲刷厚度约2.4 m,冲刷幅度约5.0 cm/a.这些特点与当地的水动力条件和泥沙沉积特性相一致. 相似文献
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为厘清海底沉积层声学特性信息的水声环境保障需求,构建浅海两层海底环境参数模型,并参考Hamilton海底底质9种分类设置沉积层声速、密度、衰减系数及厚度的参考值及计算采样区间,利用Kraken简振波模型,采用控制变量的方法,研究了浅海沉积层声学特性参数对声传播损失的影响;开展了建模理论推导及数值技术分析,研究了海底沉积层声学特性参数在模型计算过程中调用过程,并从建模计算的角度对仿真计算的结果进行解释,对海底沉积层声学特性调查装备发展及调查重点参数具有一定的参考价值。 相似文献
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The mechanical properties of shallow soils in deep water play an important role in drilling design and construction as well as later oil and gas development. Since it is difficult to collect soil samples from layers deeper than 10 m below the sea floor, the acquisition of shallow soil mechanics, based on the variation of drilling parameters in the deep-water drilling process, is not only economical but also reliable. In this article, we analyze the variation of subsea soil properties based on the variation of deep-water jet-drilling construction parameters, calculate the lateral friction resistance of conductor by use of weight-on-bit (WOB) and displacement parameters in the jetting process, and determine the drilled formation’s shear strength and internal friction angle in consideration of restored friction resistance. To verify the accuracy of the prediction-while-drilling model on seabed shallow soil mechanics, indoor unit and field simulation experiments were separately conducted. Moreover, the calculations from field application examples indicate that the prediction-while-drilling of deep-water seabed shallow soil mechanics achieves high conformity with the local practice results, which also indicates that this method could effectively guide field construction operations. 相似文献
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鉴于海底浅表层软黏土强度测试精细化程度不足的现状,引入流体测试中的流变仪,对青岛海域海底浅表层软黏土开展多组原状和重塑试样的不排水剪切强度试验,通过对比静力触探和微型十字板测试结果,验证了流变仪测试方法的有效性。基于流变仪试验结果,揭示了海底软黏土原状和重塑状态下不排水剪切破坏模式,探讨了海底软黏土不排水剪切强度和灵敏度随埋深及液性指数的发展演变趋势,评价了软黏土的结构性特征。最后,引入含水率与液限之比对海底浅表层软黏土重塑不排水剪切强度进行了归一化分析,为近海海洋开发活动提供技术支撑。 相似文献