循環(huán)荷載與生物活動(dòng)對(duì)黃河口海床沉積物滲透性影響研究.pdf

1、本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“黃河口水下斜坡硬殼形成與破壞”(項(xiàng)目號(hào)：40172088)及國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目面上項(xiàng)目“生物活動(dòng)導(dǎo)致黃河口沉積物固結(jié)非均勻化研究”(項(xiàng)目號(hào)：40472137)開展工作。 滲透性關(guān)乎固結(jié)及穩(wěn)定性分析等；海床沉積物主要受波浪循環(huán)載荷的作用，且潮間帶生物種類豐富，生物活動(dòng)對(duì)海床沉積物的影響也不可忽略。本文從3個(gè)方面研究了循環(huán)荷載與生物活動(dòng)對(duì)黃河口海床沉積物滲透性的影響：(1)在黃河口刁口地區(qū)進(jìn)行了循環(huán)荷

2、載導(dǎo)致海床沉積物滲透系數(shù)變化試驗(yàn)，并取回原狀土樣進(jìn)行了室內(nèi)循環(huán)荷載導(dǎo)致海床沉積物滲透系數(shù)變化試驗(yàn)，研究循環(huán)荷載對(duì)海床沉積物滲透性的影響；(2)在黃河口刁口地區(qū)選取代表生物活動(dòng)發(fā)育區(qū)域的日本大眼蟹活動(dòng)發(fā)育區(qū)域與生物活動(dòng)不發(fā)育區(qū)域各5個(gè)，利用豎管測(cè)定法分別進(jìn)行滲透試驗(yàn)，并分別取回原狀土樣進(jìn)行室內(nèi)變水頭滲透試驗(yàn)，研究生物活動(dòng)對(duì)海床沉積物滲透性的影響；(3)利用高密度電阻率法對(duì)選取的代表生物活動(dòng)發(fā)育區(qū)域的日本大眼蟹活動(dòng)發(fā)育區(qū)域與生物活動(dòng)不發(fā)育區(qū)

3、域土體分別進(jìn)行測(cè)試，研究了生物活動(dòng)發(fā)育區(qū)域土體滲透性的電性反映。 黃河口沉積物主要成分是粉土。其滲透系數(shù)與循環(huán)荷載振動(dòng)能量之間的關(guān)系可用三次多項(xiàng)式表示。循環(huán)荷載作用下細(xì)粒物質(zhì)的排出對(duì)滲透系數(shù)的增大起了促進(jìn)作用，容重的變化反映了孔隙的變化，與粒徑級(jí)配一起導(dǎo)致了滲透系數(shù)的變化。 黃河口周邊潮灘地區(qū)生物活動(dòng)發(fā)育，其中螃蟹活動(dòng)最為活躍。選取的代表生物活動(dòng)發(fā)育區(qū)域土體由于日本大眼蟹洞穴的存在及其活動(dòng)導(dǎo)致的下部土體細(xì)顆粒的向上傳輸共

4、同作用使其滲透系數(shù)較生物活動(dòng)不發(fā)育區(qū)域土體的滲透系數(shù)大。 代表生物活動(dòng)發(fā)育區(qū)域土體由于日本大眼蟹洞穴的存在，人為灌入的高濃度鹽水會(huì)沿著其洞穴滲流；加之其活動(dòng)導(dǎo)致的下部土體細(xì)顆粒的向上傳輸使下部土體平均粒徑增大，滲透性增強(qiáng)，高濃度鹽水更易于下滲，從而使日本大眼蟹活動(dòng)發(fā)育區(qū)域土體視電阻率值經(jīng)一段時(shí)間后，在縱向50cm深度范圍內(nèi)局部出現(xiàn)低阻異常。 在黃河口本文研究區(qū)，循環(huán)荷載對(duì)海床沉積物滲透性的影響要大于日本大眼蟹活動(dòng)的影響。