埕岛海区地质灾害及基于geo-slope的滑坡定量分析

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1、埕岛海区地质灾害及基于BE0一SLOPE的滑坡定量分析摘要埕岛海区地处黄河三角洲东北角，是海底地质灾害频发地带。这些地质灾害的存在直接威胁到海上工程设施的安全如海上钻井及采油平台、人工岛、输油管线等。在该区曾丌展了大量浅地层地质灾害包括海底滑坡的调奄研究，但是大多仪限于对某些重ri区域有针对性的声学探测和实测资料的解释，而对于咳区域的地质灾害分类及其分布、海底滑坡的定量分析我们还缺乏深入的认识。本文以埕岛海区海底斜坡为研究对象，收集了该区近20份井场调查资料，定性描述了研究区海底特征和地貌形态，在此基础上将本区浅地层地质灾害按水深进行分类，并对其成因进行了详细分析；同时根据研究区沉积物

2、的力学性质、水动力条件等，采用GEO—SLOPE(加拿大GEO．SLOPELTD)软件，对海底滑坡进行定量分析。通过对井场调查资料分析发现：研究区水深16米以浅海底浅地层发育了大量地质灾害体，侵蚀残留岗丘、塌陷凹坑、滑坡块体、表层扰动体、古河道、古沼泽、古湖泊等。具体来讲，在2米等值线以浅，由于大量人工构筑物的出现导致近岸流场改变，塌陷凹坑发育；在5米等值线附近，由于潮流冲蚀较强，海底面形成了一系列走向和潮流平行的低缓的冲蚀沟槽，在周期性增水加载条件下，将导致滑坡发生；8．0～12．0米之间由于破波带内波浪能量的快速转换导致滑塌体、塌陷凹坑、侵蚀残留岗丘等地质灾害体以及古河道、古湖沼、

3、古沼泽充填相地层的发育：12～16米区域浅层地质灾害主要为海底表层扰动体、古河道及古沼泽相地层。对研究区沉积物力学性质的分析发现，该区地层分布在空间上不连续，高压缩性低强度的软弱土层普遍存在，受不均衡的压力作用在倾斜的海底层面上容易发生流动、变形，这是本区浅地层地质灾害的直接诱发因素，更重要的是它的存在是海底滑坡的基础。引起海底滑坡的内在因素包括软弱层抗剪强度、软弱层厚度：外因很复杂，包括静孔隙水压力、波浪、潮流水动力作用、地震、潮位变化引起的超孔隙水压力、浅层气等。采用GEO—SLOPE软件就研究区软弱层进行了海底斜坡稳定性的定量计算。针对软弱层抗剪强度交化、软弱层厚度、孔隙水压力及

4、波浪、潮流水动力作用进行可靠度分析。研究发现软弱层抗剪强度取极端最小时，海底滑坡的失效概率达到71．02％；软弱层抗剪强度极端最大时，发生滑坡的概率几乎为零，甚至不存在滑坡可能性；另外软弱层厚度也是导致海底滑坡的重要因素，厚度增大，其失效概率增大，厚度减小其失效概率降低；通过对软弱层抗剪强度指标的分析，找到了结构失稳时软弱层指标临界值即c=10，0、西=25。本文对埕岛海区地质灾害的分布进行，综合分析。发现在不同水深处由于动力条件的影响发育了形态各异的地质灾害体。本文首次采用fiE()一SLOPE软件对埕岛海域软弱层的土力学参数、厚度以及水动力对海底滑坡的控制作用进行了定量分析，并分析

5、了影响海底滑坡的相关因素，进一步加深了底坡稳定性的研究。本人得出的结论该海区的近岸工程的安全与防护、输油管线的路由设计等实际问题都有重要的参考价值。关键词：埕岛海区：地质灾害；海底滑坡分析；定量分析ThestudyofgeoIogichazardsandthequantitativeanajysiSofsubmariBelandsIidesbasedontheQeo-SIopesoftwareinChengdaoareaAbstractChengdaoarea，northeastofHuanghesubaqueousde]taistypica]lychazacterizedbytheg

6、eologichazards，whichwi¨threatenthesafetvoftheoffshoreengineeringsuchasdrillingwe]landdrillingoilplatform，man—madeislandandoiltransportingpipelines．Manyinvestigationswerecarriedoutinthisareaforthemeasurementofgeologichazardsusingthesonicequipmentandtherecordswereinterpreted．However，theextensiveun

7、derstandingsorltheclassificationanddistributionoftheshallowgeologichazardsarestillneeded，aswellastheintrinsicandextrinsicfactorsresponsibleforthesubmarinelandslides．Herethedataofabout20wellsitesinthiSareaarecollectedandusedt