黄河口沉积物液化度与再悬浮关系分析word格式论文.docxVIP

黄河口沉积物液化度与再悬浮关系研究摘要黄河口沉积物在海洋动力作用下出现了严重的侵蚀再悬浮，目前对其发生机制的研究认为，波浪和海流的共同作用，导致河口表层沉积物侵蚀再悬浮与运移，即波浪掀沙，海流输沙。然而，已有研究发现，液化作用是影响沉积物发生侵蚀再悬浮的一个重要因素，海床液化会导致内部细粒物质向海床表面的渗流上输，改造海床沉积物的性质，影响再悬浮泥沙量的大小。有关波浪作用下海床沉积物液化度的研究目前的研究较少，而土床液化对侵蚀再悬浮物贡献的定量描述，目前的研究更是几乎一无所知。本学位论文是在国家自然科学基金“黄河口沉积物固结后再悬浮及输运过程研究”(No与“风暴对黄河三角洲侵蚀控制与海床液化”(No项目的支持下，旨在研究土体液化对黄河三角洲沉积物再悬浮泥沙量的贡献作用和对土体粒度成分的改造效应，建立液化度与再悬浮泥沙量的定量关系，研究成果对认识黄河水下三角洲沉积物侵蚀发生过程及再悬浮运移，及黄河口海岸地质灾害的预测防治具重要意义。通过室内水槽模拟试验及黄河三角洲地区不同沉积年代潮滩土体原位模拟试验，观测分析了海床沉积物在波浪等水动力的作用下，土体孔隙水压力和水体中再悬浮浓度发生发展的规律，引入液化度这一参数来定义液化发生的程度并进行液化判别，建立液化度与再悬浮泥沙量的定量关系；对试验前后所取原状样品和表层散样进行颗分试验，获得了粒度成分在土床液化前后的变化。研究结果表明：（1）室内水槽模拟试验中，各波浪作用条件下，再悬浮泥沙量由来自表层物质的悬浮和底床内部细粒物质的上输组成。前期增长来自表层细颗粒沉积物的快速起动悬浮，且约为总量的50%~80%，而后期增长主要是由液化渗流产生的底床内部细粒物质的向上输运，约为总量的20%~50%；再悬浮泥沙量后期的增量占总量的比例随着液化程度的增大而增大，说明液化对于再悬浮泥沙量的增量有一定的贡献作用；土床液化前后，液化深度范围内的成分发生显著变化。土床的细粒物质在液化过程中会向上运移，使得土床的级配变差，分选变好，说明液化对土床结构成分的分异有显著影响。（2）根据黄河三角洲潮滩造波模拟试验发现：循环荷载作用下，黄河三角洲不同沉积年代的叶瓣潮滩均发生了超孔压的累积，且在超孔压达到最大值不久后，再悬浮泥沙量由较为稳定状态发展至最大值。水体中后期悬浮泥沙增量与海床土体的平均最大液化度线性相关，说明液化对再悬浮泥沙量有所贡献与室内试验的研究结果一致；再悬浮泥沙量的发展滞后于超孔压的发展，说明液化后土床内部的细粒物质上输需要一定的时间；土床粒度成分和液化之间是相互影响的关系。土床的粒度成分是影响液化的一个重要因素之一，同时，液化也改造了土体的粒度成分特征，使得液化后土床的不均匀系数Cu均发生了变化。（3）探讨了液化度对再悬浮泥沙量的影响机制，运用两种计算方法定量计算了液化对再悬浮泥沙量的贡献作用大小，结果发现：两种方法均显示了在土床发生液化现象后，再悬浮泥沙量都有不同程度的增大，即其在液化土床条件下的量值比非液化土床条件下的大，说明液化对再悬浮泥沙量有所贡献。本文的创新点主要在于：（1）本文基于室内模拟试验和现场观测结果，建立海床沉积物液化度的定量判别方法，揭示液化度与再悬浮泥沙量之间的定量关系，这是国内外学者尚未开展过的研究工作，学术思想具有显著创新；（2）指出水体中再悬浮泥沙量不仅来自传统观念上的“波浪掀沙，水流输沙”，还有来自液化后土床内部细粒物质的向上渗流输运。（3）探讨了液化度对再悬浮泥沙量的影响机制，并用两种计算方法定量计算了由液化产生的再悬浮量的大小。关键词：黄河三角洲；波浪荷载；土床液化；沉积物再悬浮量；粒度成分Effectsofwave-inducedseabedliquefactiondegreeonsedimentre-suspensionintheYellowRiverDeltaABSTRACTThesedimentinthesubaqueousYellowRiverDeltaiserodedseriouslyunder marinehydrodynamicconditions. The existingstudieshaveshown that thecombined actionofwavesandcurrentsleadstothesurfacesedimentintheestuaryerosionand resuspension,i.e.thatwavesliftsedimentsandcurrentstransportsediments. However,recentstudieshavefoundthatliquefactionandseepageforcecanlead someinternalclaygrainsinsom