叶振波，李洁如，叶启扬，陈晓轩，周吾桐

（浙江大学 建筑工程学院，浙江 杭州 310058）

0 引 言

对海洋含浅层气海床的认识需要长期以来的积累与研究，先前由于对这方面的了解较为贫乏，在一些海洋工程（如杭州湾大桥、海洋油气资源开采平台）的建设过程中，存在事先估计不足或采取的防护措施不当等失误，导致因浅层气存在引发了一些重大工程事故，不仅贻误工期，损害仪器设备财物，而且给工作人员的生命安全带来了极大的威胁[1]，如图1所示。比较典型的有：前些年在杭州地铁勘探期间，发生了严重的浅层气突涌灾变事故，事后观察突涌泥沙量甚至有数十立方米；杭州湾跨海大桥勘探过程中的天然气喷发，致使钻探船只倾覆沉没，损失巨大难以估量。在含浅层气地层中的地铁隧道，土中气体的释放或回聚将使隧道产生附加变形与附加内力，这对其整体稳定性的影响不容忽视，易引起隧道产生差异沉降、管片环间出现错台或裂缝，导致渗水、渗气，甚至灾害事故的发生[2]。随着工程领域的拓宽，含气土地基的固结沉降问题将变得越来越常见[3]。

图1 浅层气工程灾害Fig. 1 Engineering disasters induced by shallow gas

在非饱和的海洋沉积物中，孔隙气大多为甲烷和氮气，是由微生物厌氧发酵、热分解或者火山喷发等原因生成的，起源于土体内部。国内外对含气黏土的研究主要集中在气泡影响下的黏土静力剪切响应。WHEELER[4]首先通过静力三轴压缩试验研究了不同初始孔压及有效应力情况下的含气黏土不排水剪切强度。……