波浪作用下砂质含气海床的动力响应特性研究
发布时间：2022-02-25 05:49
浅层气广泛存在于我国东海和南海陆架片区。在波浪荷载作用下,含气沉积物海床土体的孔隙水压力产生振荡并增长,海床土体的有效应力降低,波浪荷载甚至会诱导海床发生液化、结构失稳等工程灾害。海洋建（构）筑物的设计和施工过程中不得不考虑海底浅层气的影响。以往对于海床孔压响应的研究主要集中于饱和海床,而对于含气海床在波浪荷载下的孔压响应研究则较少。本文针对波浪荷载下含气海床的土体响应问题,采用理论解析与水槽物理模型试验相结合的手段,旨在揭示波浪作用下砂质含气海床的动力响应特性与机理。基于Biot多孔弹性理论以及线性波理论,研究了在波浪荷载作用下含气量对砂质含气海床超孔隙水压力特性的影响,得出了不同含气量下超孔隙水压力沿深度发展趋势。基于大型流固土耦合水槽物理模型试验,研究了波浪作用下含气海床土体响应,揭示了砂质含气海床土体超静孔压动态演变过程。海床的动孔压响应是自海床表面逐渐向下发展的过程,浅层土体的超孔隙水压力首先发生周期性振荡,随后不断向下层扩展并达到稳态;探讨了波浪加载历史对砂质含气海床土体孔压响应的影响规律,砂质含气海床同深度土体的超孔压幅值在相同波浪荷载强度下随波浪加载次数的增加而增大;加...
【文章来源】：桂林理工大学广西壮族自治区
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 工程背景及研究意义
1.2 研究现状
1.2.1 我国东海海底浅层气的成因与分布
1.2.2 波浪作用下海床动力响应研究进展
1.3 主要研究内容
1.4 研究方法和创新点
第二章 波浪作用下海床动力响应的理论解析
2.1 引言
2.2 波浪与海床的相互作用
2.2.1 海床表面的波压力
2.2.2 波在海床中的传播
2.3 波浪作用下海床计算模型
2.3.1 基本假定
2.3.2 控制方程
2.3.3 边界条件
2.4 波浪作用下海床动力响应解答
2.4.1 超孔隙水压力
2.4.2 含气量对海床孔压响应的影响
2.5 本章小结
第三章 波浪作用下含气海床动力响应的大型水槽模型试验
3.1 引言
3.2 水槽模型试验设计
3.2.1 水槽基本参数
3.2.2 波浪参数设计
3.2.3 含气海床的制备
3.2.4 试验方法
3.3 波浪作用对海床床面的改造
3.4 本章小结
第四章 波浪作用下含气海床的孔压特性研究
4.1 波浪荷载下含气海床的孔压响应
4.1.1 超孔隙水压力发展时程曲线
4.1.2 超孔隙水压力沿深度分布规律
4.2 含气量对海床土体孔压响应的影响
4.2.1 孔压消散速率
4.2.2 孔压幅值
4.2.3 孔压相位滞后
4.3 波浪加载历史对土体孔压响应的影响
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 展望
参考文献
个人简历
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]波浪荷载下饱和粉土不排水动力特性试验研究[J]. 张峰,陈国兴,吴琪,周正龙. 岩土力学. 2019(07)
[2]非饱和粉土的液化特性研究[J]. 吴波,孙德安. 岩土力学. 2013(02)
[3]墨西哥湾“深水地平线”钻井平台事故分析与反思[J]. 王延平,张泗文,王志强,傅靖春,屈定荣,张明霞. 安全、健康和环境. 2011(08)
[4]饱和层状砂土液化特性的动三轴试验研究[J]. 周健,陈小亮,杨永香,贾敏才. 岩土力学. 2011(04)
[5]我国近海海底浅层气分布特征[J]. 李萍,杜军,刘乐军,曹成效,徐元芹. 中国地质灾害与防治学报. 2010(01)
[6]波浪对海床作用的试验研究[J]. 王立忠,潘冬子,潘存鸿,胡金春. 土木工程学报. 2007(09)
[7]波浪荷载下钙质砂孔压增长特性的试验研究[J]. 虞海珍,汪稔,赵文光,李建国,何杨. 武汉理工大学学报. 2006(11)
[8]杭州湾地区晚第四纪浅层生物气藏勘探方法研究[J]. 林春明,李广月,李艳丽,于建国,蒋维三,陈海云,路天明. 石油物探. 2006(02)
[9]海洋沉积物中浅层气的证据[J]. A GJudd,M Hovland,龚建明. 海洋地质动态. 2006(02)
[10]粉质土重复振动液化与效果研究[J]. 单红仙,段兆臣,刘正银,贾永刚. 水利学报. 2006(01)
博士论文
[1]波浪作用下饱和砂质海床液化机理研究[D]. 王小雯.清华大学 2017
[2]波浪与砂质海床相互作用的耦合模型[D]. 廖晨聪.上海交通大学 2016
[3]波浪荷载引起主应力轴旋转下砂土剪切特性的试验和模型研究[D]. 刘鹏.大连理工大学 2015
硕士论文
[1]含气泡软土的模拟制样均匀性评价与初步力学特性研究[D]. 白传鹏.安徽理工大学 2018
[2]波浪作用下海床动力响应离心模型试验[D]. 陈志超.大连理工大学 2013
[3]波浪导致黄河水下三角洲粉砂流形成及发展研究[D]. 尹晓慧.中国海洋大学 2009
本文编号：3643814
【文章来源】：桂林理工大学广西壮族自治区
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 工程背景及研究意义
1.2 研究现状
1.2.1 我国东海海底浅层气的成因与分布
1.2.2 波浪作用下海床动力响应研究进展
1.3 主要研究内容
1.4 研究方法和创新点
第二章 波浪作用下海床动力响应的理论解析
2.1 引言
2.2 波浪与海床的相互作用
2.2.1 海床表面的波压力
2.2.2 波在海床中的传播
2.3 波浪作用下海床计算模型
2.3.1 基本假定
2.3.2 控制方程
2.3.3 边界条件
2.4 波浪作用下海床动力响应解答
2.4.1 超孔隙水压力
2.4.2 含气量对海床孔压响应的影响
2.5 本章小结
第三章 波浪作用下含气海床动力响应的大型水槽模型试验
3.1 引言
3.2 水槽模型试验设计
3.2.1 水槽基本参数
3.2.2 波浪参数设计
3.2.3 含气海床的制备
3.2.4 试验方法
3.3 波浪作用对海床床面的改造
3.4 本章小结
第四章 波浪作用下含气海床的孔压特性研究
4.1 波浪荷载下含气海床的孔压响应
4.1.1 超孔隙水压力发展时程曲线
4.1.2 超孔隙水压力沿深度分布规律
4.2 含气量对海床土体孔压响应的影响
4.2.1 孔压消散速率
4.2.2 孔压幅值
4.2.3 孔压相位滞后
4.3 波浪加载历史对土体孔压响应的影响
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 展望
参考文献
个人简历
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]波浪荷载下饱和粉土不排水动力特性试验研究[J]. 张峰,陈国兴,吴琪,周正龙. 岩土力学. 2019(07)
[2]非饱和粉土的液化特性研究[J]. 吴波,孙德安. 岩土力学. 2013(02)
[3]墨西哥湾“深水地平线”钻井平台事故分析与反思[J]. 王延平,张泗文,王志强,傅靖春,屈定荣,张明霞. 安全、健康和环境. 2011(08)
[4]饱和层状砂土液化特性的动三轴试验研究[J]. 周健,陈小亮,杨永香,贾敏才. 岩土力学. 2011(04)
[5]我国近海海底浅层气分布特征[J]. 李萍,杜军,刘乐军,曹成效,徐元芹. 中国地质灾害与防治学报. 2010(01)
[6]波浪对海床作用的试验研究[J]. 王立忠,潘冬子,潘存鸿,胡金春. 土木工程学报. 2007(09)
[7]波浪荷载下钙质砂孔压增长特性的试验研究[J]. 虞海珍,汪稔,赵文光,李建国,何杨. 武汉理工大学学报. 2006(11)
[8]杭州湾地区晚第四纪浅层生物气藏勘探方法研究[J]. 林春明,李广月,李艳丽,于建国,蒋维三,陈海云,路天明. 石油物探. 2006(02)
[9]海洋沉积物中浅层气的证据[J]. A GJudd,M Hovland,龚建明. 海洋地质动态. 2006(02)
[10]粉质土重复振动液化与效果研究[J]. 单红仙,段兆臣,刘正银,贾永刚. 水利学报. 2006(01)
博士论文
[1]波浪作用下饱和砂质海床液化机理研究[D]. 王小雯.清华大学 2017
[2]波浪与砂质海床相互作用的耦合模型[D]. 廖晨聪.上海交通大学 2016
[3]波浪荷载引起主应力轴旋转下砂土剪切特性的试验和模型研究[D]. 刘鹏.大连理工大学 2015
硕士论文
[1]含气泡软土的模拟制样均匀性评价与初步力学特性研究[D]. 白传鹏.安徽理工大学 2018
[2]波浪作用下海床动力响应离心模型试验[D]. 陈志超.大连理工大学 2013
[3]波浪导致黄河水下三角洲粉砂流形成及发展研究[D]. 尹晓慧.中国海洋大学 2009
本文编号：3643814
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