循环水压作用下粉土渗流试验研究*
2014-10-16张民生王秀海刘红军臧文坤翟桂林
中国海洋大学学报(自然科学版) 2014年9期
张民生,王秀海**,刘红军,臧文坤,翟桂林
(1.中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室,山东 青岛266100 2.中国海洋大学环境科学与工程学院,山东 青岛266100 3.青岛市勘察测绘研究院,山东 青岛266000)
土体内孔隙水的渗流是导致土体变形及失稳的重要影响因素,也是现代工程建设及灾害评价所必需考虑的问题。海床中的众多地貌现象往往与渗流有关,例如麻坑(Pockmarks),这种地貌现象多发生于油气资源丰富或地下承压海床中,其成因是海床深处流体的溢出所致[1-3]。近年来的调查研究表明另外一种海底地貌现象-海底塌陷凹坑(Collapse Pits)的形成可能也与渗流作用有关。海底塌陷凹坑广泛分布黄河口水下三角洲,直径在4~30m范围内不等,深度最大为4m,坑内的沉积物粒径更加粗化[4]。Prior[5]通过对密西西比河海底塌陷凹坑的调查认为,海底塌陷凹坑的形成与快速沉积的粉质沉积物的液化有关。孙永福[6]则认为快速沉积的环境导致了富含孔隙气体的粉质海床沉积物的形成,在风暴波浪的诱发下容易发生液化和孔隙流体喷发,引起沉积物崩塌从而形成凹坑,而较强的海洋水动力条件可能会有利于海底塌陷凹坑的形成[7]。
波浪在海床中产生的应力分为振荡压力和循环剪应力,循环剪应力是饱和沉积物中孔隙水压力产生的根本原因,而振荡孔隙水压力能够引起海床的瞬态液化过程[8-9]并改变海床渗流场。另外,土体液化过程中引起孔隙的重新分布[10],进而改变海床土中的渗流梯度。……
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