黄河入海泥沙固结过程地研究论文

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1、黄河入海泥沙固结过程研究摘要黄河以其携带的巨量泥沙而著称，从1950--2005年黄河平均年输沙率0．8Gt／y，其中70—80％以上的入海沉积物在距河13海岸30km以内的三角洲近岸区域沉积，形成面积广大的三角洲区域。黄河三角洲地区沉积物快速堆积后，在水动力和自重应力作用下，沉积物的固结过程如何，目前的研究尚不清楚。本论文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(40876042)”资助下开展此项研究工作。本文在黄河口选择典型研究区，现场观测沉积物在海洋动力作用下的固结过程；进行室内模拟试验，分析黄河入海泥沙的固

2、结过程以及固结特征；进一步探讨了沉积物固结与海洋动力因素和化学成分的关系。本论文得出研究结论如下：(一)关于黄河三角洲沉积物的固结特征黄河三角洲沉积物工程地质性质受海洋沉积环境、沉积物类型的制约，在空间上有很大的变异性，水平向，沿垂直海岸线方向，土体呈现强度的强弱交替现象；垂向上，硬壳层均有分布，共同点是都与下伏软层发生突变；硬壳层粒度组成局部往往比较均匀，颗粒间多以颗粒骨架紧密接触；硬壳层沉积物处于中低压缩性、超固结状态；黄河三角洲沉积物0—6m深度基本为超固结状态，6—12m以正常固结状态为主，12m以下深度为欠固结，这种固结趋

3、势是由海洋动力条件以及化学胶结等因素共同作用形成的。(二)基于桩106现场长期观测得出的入海泥沙固结规律黄河入海泥沙在自重作用下固结速度很快，固结完成后，土体的强度沿深度呈现非均匀增长，呈现非均匀固结特征。在经历了长时间的海洋动力作用后，土体的强度呈现增长一降低一增长的趋势，土体灵敏度增高，结构性增强，超固结程度增强，沿深度非均匀性提高，由此可见波浪和潮波对于潮滩表层土体的次生改造作用显著。在试坑土体回填初期，由于试坑土体经历的水动力作用没有原状黄河入海泥沙固结过程研究土体时间长，其前期强度比原状土体小，非均匀性明显小于原状土体，说

4、明水动力作用的时间长短对于潮滩表层土体非均匀性影响极大。但是由于试坑土体是经由海床土晾干加海水混合而成，其中的盐份较高，后期强度逐渐增大，并接近原状土体，说明沉积物的成分及介质是导致沉积物强度非均匀性的重要因素。(三)基于桩19现场观测得出的水动力要素在入海泥沙固结过程中的作用水动力作用在沉积物主固结阶段，加快了沉积物的固结速率使沉积物在短时间内具有了一定的强度，其对沉积物强度的改变最大是自重固结作用的2倍，并且使沉积物出现非均匀分布现象，导致了硬层的出现，而在沉积物固结后期，水动力作用则降低了沉积物的固结速率，在沉积物强度缓慢增长

5、的过程中导致了非均匀化现象的加剧。(四)基于室内试验得出的化学胶结在固结过程中的作用室内固结实验表明土体能够在较快时间内形成结构强度，之后结构强度有缓慢增加的趋势，结构强度形成与凝聚粘粒的接触连接和较强水胶连接、盐晶连接的形成有关。自重固结过程中，在沉积物主固结阶段，化学成分的存在削弱了结构强度的发展，此后逐渐形成胶结，结果导致结构强度逐渐增强，由化学胶结作用形成的结构强度最大可达到总强度的15％左右。本论文创新点：(1)以实地调查数据为支撑，发现黄河三角洲沉积物沿向海方向出现强弱交替现象；深度方向0—6m沉积物呈现超固结状态，6m

6、一12m深度为正常固结状态，12m深度以下呈现欠固结状态。(2)研究了黄河入海泥沙沉积固结的过程，通过大量现场原位试验提出了泥沙固结完成的时间；(3)研究了海洋水动力作用对海底沉积物强度变化的影响规律，提出了海底沉积物的强度沿深度呈现非均匀非线性增长的特征；(4)。探讨了海底沉积物的胶结方式，定量评价了盐分引起的胶结作用对黄河入海泥沙结构强度的影响。关键词：黄河入海泥沙；沉积固结过程；硬壳层；影响因素；现场测试2黄河入海泥沙固结过程研究STUDYoNTHECoNSoLIDATIoNPRoCESSoFTHESEDIMENTINYELL

7、oWRIVER，CHINAABSTRACTTheYellowRiver，whichiSwellknownforitsmassivesediment,hadthemeanannualsedimentdischargerateof0．8Gt

8、Yfrom1950to2005，andabout70％一80％ofthesedimentintotheseadeposAedat30knaawayfromthecoastalregionofthedelta,asaresult，alargedeltawasformed．Thesedimentrapi

9、dlydepositedintheYellowRiverDelta。undertheoutsideloadaction，theconsolidationprocessofthesedimentwasstillunclear．111is