黄河三角洲埕岛海域波浪作用下液化分区
本文在老黄河口区埕岛油田海域选择典型海域，结合本区的波浪实测资料，对研究区内海底土层的液化可能性和液化所需的时间进行了分析计算，并根据土体在不同水深情况下达到液化所需的时间对研究海域进行了液化分区。结果显示，7m～8m等深线之间的海底土体由于受到波浪破碎作用的影响，最易发生液化。自该海域向近岸和远海，海底土体对波浪作用的敏感度逐渐下降，液化可能性降低。根据Biot线性波浪计算理论，采用有限元方法，计算研究区海底土体在波浪作用下的孔隙水压力发展情况，并结合研究区钻孔资料对研究区液化分区结果进行验证，验证结果显示，使用动三轴方法分区的结果和数值计算的结果完全吻合，其分区具有合理性。最后，本文通过研究区实际存在的海底土液化诱发的地质灾害分布情况，与研究结果进行对比，从而得出更加接近实际的研究区液化分区情况和各分区最大液化影响深度。本文在试验和数值模拟的基础上得出了以下结论：
(1)不同重现期波浪作用，液化范围不同；50、25、10年一遇波浪作用下，分别是8、7、6m等深线附近土体液化所需时间最短。
(2)用动三轴方法得到了不同重现期、水深、埋深的液化时间，通过波浪的作用时间可判断发生液化的可能性。50年一遇波浪作用下，埋深1.5m的土体在5m水深与15m水深之间的区域均为液化可能性高区，在海底工程建设中应予以足够重视；随着埋深增加，液化可能性高的区域逐渐减小，埋深为2.5m液化可能性高区就有所缩小，而其他液化可能性等级的区域在面积和级别上都有所减小；到埋深为4m，已经没有液化可能性高的区域，可能性中等的区域也仅在7m等深线到13m等深线之间的区域出现，随着埋深的继续增大可能液化的区域继续缩小。到埋深为5m，只有8m等深线附近区域属于液化可能性低地区，其余的区域均为液化可能性极低区。
(3)50年一遇波浪作用下，8m等深线附近土体液化所需时间最短，5年一遇波浪作用下，7m等深线附近土体液化所需时间最短。不管是50年重现期还是5年重现期，破波带附近海底土体液化深度最大。由于50年一遇波浪作用时往往同时存在风暴潮增水，导致海水水深普遍增加1-2m，而波浪破碎带也由平常的8m等深线附近向浅移到7m等深线附近，因而最容易发生液化的海底土体和最大液化深度也做出相应的移动。 (4)计算了波浪的1﹪大波波高和有效波高对海底的瞬态影响，并作了液化可能性分析。得到了波浪重现期不同时不同水深条件下海底土体的最大瞬时液化深度。波浪统计参数取1﹪大波时，50年一遇波浪作用下海底极限瞬时液化深度最大为2.35m：波浪统计参数取有效波高时，50年一遇波浪作用下海底最大瞬时液化深度为1.9m。
(5)结合实际调查资料和数值计算结果，推算50年一遇波浪作用下海底土体的极限液化深度为6.4m，分布在8m到9m等深线之间，此时的液化可能性分区结果属于液化可能性低区，一般要在大风浪作用10小时以上才有可能液化；5年一遇波浪作用下最大液化影响深度为4.7m，分布在6m到7m等深线之间的部分区域，此时的液化可能性分区结果为液化可能性低区，要在波浪持续作用10小时以上才有可能液化。
总之，本文在动三轴实验的基础上，做出黄河三角洲埕岛海域波浪作用下海底土的液化分区，并与数值计算结果相对比，得出埕岛海域海底土体在波浪作用下的液化情况，研究成果能够为黄河三角洲埕北海域海上工程设计、施工及安全生产提供科学参考和建议。
波浪作用;孔隙水压力;液化分区;黄河三角洲;埕岛海域
中国海洋大学
硕士
环境工程
冯秀丽
2007
中文
P731.22
74
2007-08-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）