波浪作用下粉質(zhì)土底床液化后運(yùn)動(dòng)特征的試驗(yàn)研究.pdf

1、波浪作用下，粉質(zhì)土底床容易發(fā)生液化失穩(wěn)，在海底斜坡上形成塌陷凹坑等微地貌形態(tài)，并對(duì)各種海上平臺(tái)、電纜、管線等海上工程設(shè)施造成巨大的損壞。基于此實(shí)際工程意義，展開(kāi)論文主要的研究工作。
　　 本文以黃河三角洲粉質(zhì)土體為研究對(duì)象，通過(guò)波浪水槽試驗(yàn)以及理論分析對(duì)波浪作用下粉質(zhì)土底床液化破壞的初始形態(tài)、液化土質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)特征及液化運(yùn)動(dòng)對(duì)地層結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行了研究。
　　 通過(guò)水槽試驗(yàn)，鋪設(shè)強(qiáng)度均勻的和局部強(qiáng)度軟弱的兩種粉質(zhì)底床，通過(guò)觀

2、察試驗(yàn)現(xiàn)象和分析孔隙水壓力的變化，判定底床破壞的初始狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)在波浪作用下，強(qiáng)度均勻的底床，由于有效強(qiáng)度的下降，破壞從表層開(kāi)始而逐層向下發(fā)展；具有局部強(qiáng)度軟弱區(qū)的底床，在波浪水平剪切應(yīng)力的作用下，破壞從軟弱區(qū)剪切滑動(dòng)開(kāi)始，并逐漸向下擴(kuò)展。.
　　 波浪導(dǎo)致的底床液化后，底床土體中的細(xì)粒成分不斷進(jìn)入上層水體，導(dǎo)致波動(dòng)水體異常渾濁。波浪的作用下，包含液化底床在內(nèi)，垂向共存在三層流體：上層懸砂渾水，中間懸砂邊界層，下層液化土體。在

3、上層懸砂渾水及液化土體中，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓；在邊界層中，質(zhì)點(diǎn)沿半橢圓軌跡運(yùn)動(dòng)。渾水質(zhì)點(diǎn)與液化土體質(zhì)點(diǎn)以邊界層為阻隔而不連續(xù)。上層渾水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡幅度沿垂線方向呈指數(shù)衰減，并且其衰減速率沿深度逐漸減小。液化土體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)幅度較小，沿垂向方向也呈指數(shù)衰減，但其衰減速率逐漸增加。
　　 底床液化后，液化土層不斷振密并伴隨細(xì)顆粒不斷涌出，使得在底床上形成塌陷凹坑負(fù)地形地貌。水槽試驗(yàn)條件下，由于液化土體運(yùn)動(dòng)，原有沉積地層在不經(jīng)歷水平

4、搬運(yùn)的情況下，粉質(zhì)土液化運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致地層在原地重新層化，形成下粗上細(xì)的地層結(jié)構(gòu)。通過(guò)與黃河水下三角洲平緩斜坡上的工程地質(zhì)調(diào)查資料對(duì)比，發(fā)現(xiàn)黃河水下三角洲局部擾動(dòng)地層與水槽實(shí)驗(yàn)得到的重新層化地層具有相同的地層特征，分析認(rèn)為是由于風(fēng)暴期間強(qiáng)烈波浪作用導(dǎo)致海底粉質(zhì)土液化并發(fā)生運(yùn)動(dòng)，在原地發(fā)生不同粒徑沉積物分異而重新形成的沉積地層。原地重新層化的地層具有由下向上逐漸變細(xì)的粒序結(jié)構(gòu)，在上部與上覆粘土層呈突變接觸；具有擺動(dòng)波痕水平層理、旋卷層理等構(gòu)造特