基于三軸試驗(yàn)的海底沉積物聲速與物理和力學(xué)性質(zhì)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、南中國海蘊(yùn)藏著豐富的資源，是地球上資源最為豐富的地區(qū)之一，并且對于中國而言具有極其重要的戰(zhàn)略地位。海底沉積物是海水與海底的交界面，是海洋物理探測和海洋工程裝備支承基礎(chǔ)，為此迫切地需要了解海底沉積物的物理及力學(xué)性質(zhì)。
　　本文介紹了海底沉積物聲學(xué)特性、物理和力學(xué)性質(zhì)及其兩者之間關(guān)系的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。描述了海底沉積物三軸試驗(yàn)及聲速測量的實(shí)驗(yàn)原理及過程。設(shè)計了研究海底沉積物聲速與物理和力學(xué)性質(zhì)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)方案，采用土力學(xué)中的三軸試驗(yàn)方法測

2、量海底沉積物的力學(xué)性質(zhì)參數(shù)，并同步進(jìn)行聲速測量。測量海底沉積物在三軸試驗(yàn)過程中的聲速數(shù)據(jù)，分析聲波在海底沉積物中傳播的聲速與實(shí)驗(yàn)圍壓的關(guān)系，得出海底沉積物聲速同實(shí)驗(yàn)圍壓呈正相關(guān)關(guān)系的結(jié)論。測量海底沉積物的物理性質(zhì)參數(shù)，分析海底沉積物聲速與含水量、孔隙度、濕密度及中值粒徑的關(guān)系，得出聲速同含水量、孔隙度呈正相關(guān)關(guān)系，同濕密度、中值粒徑呈負(fù)相關(guān)關(guān)系的結(jié)論。采用土力學(xué)中的三軸試驗(yàn)方法研究海底沉積物的力學(xué)性質(zhì)，測量海底沉積物的破壞應(yīng)力并繪制應(yīng)力

3、-應(yīng)變曲線及破壞莫爾圓。測量海底沉積物的抗剪強(qiáng)度數(shù)據(jù)，得到海底沉積物的破壞點(diǎn)應(yīng)力值與含水量、濕密度、中值粒徑及孔隙度的關(guān)系曲線。分析得到海底沉積物破壞點(diǎn)應(yīng)力值在含水量40％～45％之間以及在孔隙度50％～55％之間分別取得最大值的結(jié)論。對比分析表明實(shí)驗(yàn)的海底沉積物樣品的力學(xué)性質(zhì)與陸地的半脆性粘土相近。分析得出海底沉積物的聲速同其破壞應(yīng)力和摩擦角呈正相關(guān)關(guān)系，同粘聚力呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。計算海底沉積物實(shí)驗(yàn)樣品在三軸試驗(yàn)壓縮過程中靜彈性模量和動彈