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追踪主题:006-海底滑坡

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追踪时间跨度:2019-2023

文献导读总字数:28025字

更新版次:2

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2023----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2023
发表期刊:Computers and Geotechnics
文献导读:[研究目的] 本文旨在提出一种基于能量守恒的预测方法,用于估算海底滑坡的滑移距离。[研究方法] 研究使用计算流体动力学(CFD)方法模拟剪切变稀的非牛顿流体在不同接触条件下的海底滑坡。通过物理水道实验和非布辛涅斯克锁交换实验的数据验证了CFD方法的准确性,并系统地进行了一系列CFD实验。[研究内容] 文章首先描述了海底滑坡在环境水中的运动状态和应力状态,明确了海底滑坡与海床接触关系是一个决定性影响因素。基于能量守恒原理,提出了使用海底滑坡初始几何形状和总初始动能(包括初始动能和重力势能差)的方法预测海底滑坡滑移距离,并建立了相应的方程。通过数值结果验证了所提出的方法和方程的有效性,为海洋工程地质和水动力灾害的预测提供了重要基础。

2023
发表期刊:Ocean Engineering
文献导读:[研究目的] 本文旨在研究颗粒形状对海底滑坡行为的影响,特别是通过CFD-DEM耦合方法模拟颗粒形状对海底颗粒坍塌过程的影响。[研究方法] 研究采用计算流体动力学(CFD)和离散元方法(DEM)的耦合方法,通过干燥和海底试验来验证数值结果与实验观察结果的一致性。研究中分析了多种颗粒形状特征(如长宽比、角度和粗糙度)对海底颗粒坍塌过程的动态行为和最终沉积状态的影响。[研究内容] 文章首先描述了海底滑坡在环境水体中的坍塌过程及其颗粒形状的复杂性。然后,研究通过一系列数值实验,详细分析了不同初始速度和海床接触条件下的滑坡行为,并总结了试样初始长宽比与最终沉积状态之间的关系。研究还探讨了颗粒力学结构的演变及不同颗粒形状对多余水压分布的影响。研究结果显示,颗粒形状对滑坡的动力过程和沉积形态有显著影响,为海洋工程地质灾害的预测提供了重要参考。

2023
发表期刊:Computers and Geotechnics
文献导读:[研究目的] 本文旨在研究深层剪切带传播对灾难性海底滑坡的影响,提出改进的失效判据以更准确地评估海底坡稳定性。[研究方法] 采用有限元分析法,对不同条件下的深层剪切带传播进行了量化研究,并通过参数研究测试现有的浅层剪切带传播近似。[研究内容] 文章首先介绍了现有理论在浅层剪切带传播中的局限性,并提出了修正的经验公式。通过与有限元结果的对比,验证了该公式的准确性,并应用于历史案例如挪威外海的Storegga滑坡,量化其灾难性失效的临界条件。研究还讨论了不同应变软化关系和惯性效应的影响。

2023
发表期刊:Natural Hazards
文献导读:[研究目的] 本文旨在基于确定性方法评估西马克兰地区海底滑坡引发的海啸灾害,以提高对该地区潜在海啸风险的认识。[研究方法] 研究采用了场景模拟方法,假设了四种不同的海底滑坡场景,并在西马克兰地区的25个地点进行了模拟,共产生了100个不同的假设场景。通过数值模拟评估不同滑坡体积和位置对海啸波高的影响。[研究内容] 文章首先介绍了马克兰地区的地质背景和海啸历史,强调了海底滑坡在海啸风险评估中的重要性。然后,详细描述了滑坡场景的构建和数值模拟方法,并对模拟结果进行了分析。结果表明,阿曼海岸线比伊朗更易受滑坡引发的海啸波的影响,阿曼的最大平均波高为3.1米,而伊朗为0.9米。此外,文章指出应用假设的最坏情况场景有时可能导致海啸风险评估的高估,建议进行更多的地质、沉积学和岩土工程研究,以准确定义海底滑坡的最坏情况场景。

2023
发表期刊:Coastal Engineering
文献导读:[研究目的] 本文旨在通过解析解法研究海底矩形块滑动引起的初始海啸波形和峰值位移,以提高对海底滑坡引发海啸的理解和预测能力。[研究方法] 研究基于线性长波理论,推导出一个不均匀波动方程的闭合解析解,方程的强迫项源自滑块运动的三角速度变化。通过建立滑动块模型,并结合解析解和数值模拟结果,分析滑动过程中产生的初始海啸波形。[研究内容] 文章首先介绍了海底滑坡的基本背景和滑块运动的物理模型,然后详细描述了解析解的推导过程和数值模拟方法。研究结果表明,滑块滑动过程中产生的海啸波形与初始滑动速度和滑块尺寸密切相关。该方法为海底滑坡引发的海啸风险评估提供了重要的理论基础和实践参考。

2023
发表期刊:Ocean Engineering
文献导读:[研究目的] 本文旨在通过物理模型试验研究富含黏土的海底滑坡对海上基础设施的冲击力,以提高对海底滑坡灾害的理解和防护能力。[研究方法] 研究设计了一系列小规模物理模型水槽试验,使用高岭土黏土模拟海底滑坡材料。试验通过改变坡度和滑坡体积,测量滑坡对海底基础设施的冲击力,获取完整滑坡事件的数据。[研究内容] 文章首先介绍了海底滑坡的背景及其对海上基础设施的潜在威胁,然后详细描述了试验装置和实验设计,包括水槽框架、波浪发生系统和传感器布置。通过21次实验,研究了不同坡度和土壤属性下滑坡的行为及其对基础设施的冲击力。结果显示,坡度和黏土特性显著影响滑坡的速度和冲击力大小,这些发现为海底基础设施的设计提供了重要参考。

2023
发表期刊:Landslides
文献导读:[研究目的] 本文旨在通过初步的地球物理研究,探讨印度西南部大陆边缘Cochin近海区域大规模海底滑坡的特征和形成机制。[研究方法] 研究结合了高分辨率多波束测深、浅地层剖面和多道地震反射数据,对Cochin滑坡进行了详细的地形和地质分析。通过分析滑坡的几何形态、沉积物特征和滑动机制,初步了解其形成过程和影响因素。[研究内容] 文章首先介绍了研究区域的地质背景和海底滑坡的历史。随后详细描述了数据收集和处理方法,包括多波束测深数据的获取和处理、浅地层剖面的解译以及多道地震数据的分析。研究发现,Cochin滑坡呈现出典型的U形滑坡痕迹,滑坡体积巨大,沉积物特征复杂。滑坡的形成可能与区域构造活动和海底沉积物的不稳定性有关。这些发现为进一步研究海底滑坡的成因和防治措施提供了重要的基础数据。

2023
发表期刊: Geomorphology
文献导读: [研究目的] 本文旨在探讨南海西沙群岛碳酸盐岩平台坡地海底滑坡对深水重力流运输路径的改变。[研究方法] 研究使用高分辨率多波束测深数据、浅地层剖面数据和地震剖面数据,结合地貌学分析,对该区域的滑坡特征和沉积物运移过程进行详细分析。[研究内容] 文章首先介绍了研究区域的地质背景和海底滑坡的频发性及其对海底地貌的影响,接着描述了研究中使用的数据采集方法和分析技术。通过多波束测深图和地震剖面图的解译,研究识别出多个滑坡体,并分析了它们的形态特征和内部结构。研究发现,这些滑坡显著影响了深水重力流的流动路径,改变了沉积物的分布模式。此外,研究还探讨了滑坡的触发机制,包括海平面变化、地震活动和沉积物堆积等因素的影响。通过模拟分析,研究揭示了不同条件下滑坡体的演化过程和对深水重力流的潜在影响,为理解海底滑坡对深水沉积环境的作用提供了新的见解。

2023
发表期刊: Journal of Cleaner Production
文献导读: [研究目的] 本文研究了天然气水合物中甲烷替换为二氧化碳过程对海底斜坡稳定性的影响。[研究方法] 使用热-流-力学耦合模型,通过数值模拟分析水合物分解过程中的孔压变化及其对斜坡稳定性的影响。[研究内容] 文章首先介绍了天然气水合物的背景及其潜在能源价值,并探讨了甲烷替换为二氧化碳的技术可行性和环境效益。研究采用有限元法建立了水合物藏层模型,模拟了不同替换条件下孔隙压力和有效应力的变化。结果表明,二氧化碳注入过程中孔压增高,导致有效应力降低,增加了斜坡失稳的风险。文章还通过敏感性分析评估了温度、压力和注入速率等因素对斜坡稳定性的影响。研究发现,在高温高压条件下,替换过程更易引发滑坡。通过数值模拟和理论分析,研究揭示了不同条件下斜坡失稳的机制,为天然气水合物开采提供了重要参考。

2023
发表期刊: Applied Ocean Research
文献导读: [研究目的] 本文旨在探讨周期性荷载作用下,海上风电单桩基础与海底斜坡的耦合稳定性。[研究方法] 研究采用剪切强度折减法(SSR)来获得海底斜坡的安全系数,并建立耦合数值模型模拟在风暴条件下,海平面处施加单一周期性横向荷载的6MW海上单桩基础。[研究内容] 文章首先介绍了海上风电单桩基础在其设计寿命期间所承受的轴向力和周期性荷载的背景。随后,详细描述了研究中使用的数值模拟方法,包括剪切强度折减法和有限元模型的构建。通过模拟分析,研究了不同工况下单桩基础的水平位移、桩头旋转及最大弯矩,揭示了海底斜坡稳定性与基础荷载之间的相互关系。研究发现,海底滑坡密度、速度和冲击高度的增加会导致桩头水平位移和桩身旋转的增加,从而引发基础失稳。此外,研究还分析了海床沉积物强度和内摩擦角的变化对单桩基础稳定性的影响,提出了多种荷载条件下单桩基础失稳的判据。

2023
发表期刊:Ocean Engineering
文献导读:[研究目的] 本文研究了海床滑移过程中剪切界面弱化模型对埋地管道横向力的影响。[研究方法] 使用计算流体动力学(CFD)方法,结合剪切界面弱化模型,模拟不同深度埋藏管道在海床滑移过程中的受力情况。[研究内容] 文章首先介绍了海床滑移对埋地管道安全性的潜在威胁,接着详细描述了CFD模型的建立及其验证方法。研究通过数值模拟分析了海床沉积物的剪切行为对管道横向力的影响,揭示了滑移速度、滑移厚度及埋深对管道受力的影响规律。研究发现,随着滑移速度和厚度的增加,管道所受横向力显著增大,而较浅埋深的管道更容易受到滑移影响。此外,文章还探讨了不同管道材料和沉积物性质对滑移过程中的受力变化,提出了改进管道设计和布置的建议,以增强其在滑移条件下的稳定性。
2023
发表期刊:Marine Geology
文献导读:[研究目的] 本文旨在探讨日本海郁陵盆地边缘海底滑坡的预置条件和失效后的行为特征。[研究方法] 研究结合了二维多道地震反射数据、多波束测深和深层钻探数据,通过密集覆盖的地震剖面分析滑坡的滑动面特征。[研究内容] 文章首先介绍了滑坡滑动面的特征,重点分析了与滑坡相关的气候调控因素对斜坡失稳的影响。研究识别并描述了24个滑动面,发现这些滑动面主要分布在含有丰富生物硅藻的沉积层与黏土质沉积层的交界处,这些界面由于高含水量和高压缩性容易形成滑动面。研究揭示了滑坡失效后不同的地貌特征,包括光滑海床的滑坡疤痕、残留碎屑的滑坡疤痕以及头壁前方埋藏的完整沉积块。结果显示,气候、火山和构造活动共同影响了这些弱层的形成,导致了滑坡的发生。研究还提出,通过远程地球物理方法和钻探可以识别和绘制这些区域性的弱层。

2023
发表期刊:岩石力学与工程学报
文献导读:[研究目的] 本文旨在系统研究快速沉积作用对海底滑坡的贡献机制及其影响因素。[研究方法] 通过收集与快速沉积作用相关的海底滑坡案例,使用ABAQUS数值模拟技术,分析快速沉积作用触发海底滑坡的机制和影响因素。[研究内容] 文章首先总结了与快速沉积作用相关的海底滑坡基本特征,随后阐明了快速沉积作用导致海底滑坡的机制,包括沉积物欠固结状态、超孔隙水压力累积等。研究表明,快速沉积作用导致沉积物有效应力和强度降低,使海底斜坡在抵御地震、水合物分解、底辟等地质作用下的能力减弱。此外,通过数值模拟,研究了海底斜坡坡度、沉积速率及沉积物压缩性等因素对斜坡稳定性的影响,发现高坡度、高沉积速率和高压缩性的沉积物更易导致斜坡失稳。文章还详细介绍了在ABAQUS中实现快速沉积作用触发海底滑坡的具体步骤,提供了Gaviota滑坡的模拟分析结果,揭示了不同沉积速率和压缩性条件下滑坡失稳的可能性及其滑动模式。

2023
发表期刊:地球物理学报
文献导读:[研究目的] 本文旨在研究南海神狐峡谷群海底沉积物的摩擦特性及其对海底滑坡的影响。[研究方法] 研究采用三轴准静态摩擦滑动实验,在围压20MPa、孔隙压10MPa和温度约20℃的条件下,对采自神狐峡谷群的4个沉积物样品进行了实验。[研究内容] 文章首先介绍了神狐峡谷群的地质背景及其重要性,接着详细描述了实验的具体步骤,包括样品采集、实验仪器及条件设置等。研究发现,神狐峡谷群浅层沉积物表现出速度强化和位移强化特征,最大静摩擦系数范围为0.460至0.510,稳态摩擦系数范围为0.455至0.554,内聚力范围为0.30至0.57MPa,摩擦角范围为24.5°至27.0°。实验结果表明,神狐峡谷群的沉积物在自重作用下不会失稳,滑坡的形成主要与底层热成因游离气的聚集及BSR附近的水合物分解有关。研究还探讨了滑坡体与水合物稳定域底界、气烟囱等构造的空间分布关系,推测了滑坡的形成机制。

2023
发表期刊:海洋地质前沿
文献导读:[研究目的] 本文旨在探讨垂直多井动态开采天然气水合物过程中对海底斜坡稳定性的影响。[研究方法] 使用Flac3D软件建立高精度海底斜坡模型,基于有限差分法进行数值模拟,分析在不同开采方案条件下水合物分解量、开采井压变化等因素对边坡稳定性的影响。[研究内容] 文章首先介绍了天然气水合物的背景及其作为清洁能源的开发前景,接着详细描述了数值模拟的具体步骤和参数设置。研究设计了不同的水合物分解方案和开采井压条件,通过数值模拟计算了各方案下海底斜坡的位移和塑性区分布,得出了不同分解程度和开采井压对斜坡稳定性的影响规律。结果表明,随着水合物分解程度的增加,边坡稳定性逐渐降低,当分解程度达到80%时,安全系数降至1.0以下,边坡失稳。此外,开采井压的降低也会导致边坡稳定性下降,当井压低于4 Mpa时,边坡进入欠稳定状态,存在滑坡风险。文章最后讨论了研究结果的工程应用价值,并提出了未来研究的建议。

2022----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2022
发表期刊:Landslides
文献导读:[研究目的] 本文旨在通过分析西伊比利亚和西南伊比利亚近海区域的海底滑坡的空间和形态关系,探讨其发生机制和影响因素。[研究方法] 研究采用了高分辨率的多波束测深数据和地震反射剖面数据,结合地理信息系统(GIS)技术,进行滑坡特征的定量分析和空间分布研究。[研究内容] 文章首先介绍了研究区域的地质背景和海底滑坡的基本特征,接着详细描述了数据采集与处理方法,包括多波束测深和地震反射数据的解译。通过对滑坡形态参数如滑坡面积、体积、滑移距离和厚度等的测量与分析,研究揭示了滑坡的时空分布规律。结果表明,研究区内滑坡主要集中在陡坡区域,且滑坡的规模与坡度和沉积物性质密切相关。此外,研究还探讨了地震活动、海平面变化和沉积物流动对滑坡发生的影响,提出了滑坡触发机制和潜在风险评估方法。文章最后强调了进一步研究和监测海底滑坡的重要性,以提高区域地质灾害防治能力。

2022
发表期刊:Landslides
文献导读:[研究目的] 该研究旨在探讨开口和墙壁边界对CFD模型中潜水滑坡-环境水-管道相互作用的影响。[研究方法] 研究采用了计算流体动力学(CFD)和离散元方法(DEM)相结合的方法,对潜水滑坡在不同边界条件下的动力学行为进行了数值模拟。模型中考虑了滑坡物质与周围水体及管道之间的相互作用,尤其关注了开口和墙壁边界对滑坡物质流动路径、速度场及位移场的影响。[研究内容] 文章首先介绍了潜水滑坡的背景及其对海底管道的潜在威胁,然后详细描述了CFD-DEM耦合模型的基本原理及其在模拟潜水滑坡中的应用。通过数值模拟,研究了不同边界条件下滑坡物质的流动路径、速度场和位移场,揭示了滑坡物质在开口和墙壁边界条件下的流动模式和最终堆积形态。研究结果表明,边界条件对滑坡物质的流动路径和最终堆积形态有显著影响,对于设计和保护海底管道具有重要意义。

2022
发表期刊:Ocean Engineering
文献导读:[研究目的] 本研究旨在探讨剪切变稀非牛顿流体的潜水滑坡对不同直径无限悬挂管道的影响。[研究方法] 采用计算流体动力学(CFD)方法,对不同直径的无限悬挂管道在各种雷诺数下的潜水滑坡进行数值模拟。 [研究内容] 文章首先介绍了剪切变稀非牛顿流体的潜水滑坡背景,随后详细描述了CFD方法在模拟不同直径无限悬挂管道的应用。研究结果表明,随着管道直径的增加,冲击力系数不同程度地增加;管道直径对升力的影响显著高于对阻力的影响。小尺度模型显著低估了原型的冲击力,导致潜水管道设计存在危险。随着管道直径的增加,潜水滑坡由于重力势能的原因显现出显著的滑移现象,从而导致滑坡头部速度快速增加,显著增加了冲击力系数,特别是对于大直径管道。

2022
发表期刊:Marine and Petroleum Geology
文献导读:[研究目的] 本研究旨在通过半自动化3D地震层映射方法,探讨澳大利亚西北大陆架上覆盖潜水滑坡的海底凹坑的成因。[研究方法] 研究采用半自动化的3D地震层映射技术,结合地震数据分析和地质解译,对研究区域内的海底凹坑及其与潜水滑坡的关系进行详细研究。[研究内容] 文章首先介绍了研究区域的地质背景,详细描述了3D地震层映射方法及其在识别和分类海底凹坑中的应用。通过分析凹坑的空间分布和形态特征,研究发现这些凹坑的形成与潜水滑坡有密切关系,滑坡的发生和发展影响了凹坑的形态和分布。此外,文章还探讨了滑坡过程中流体迁移和气体释放对凹坑形成的贡献,提出了凹坑形成的潜在机制。研究结果有助于理解海底凹坑的成因及其对海底工程的影响。

2022
发表期刊:Geomorphology
文献导读:[研究目的] 本研究旨在探讨地震期间动态载荷驱动下海底滑坡复合体的阶段性运动机制。[研究方法] 研究通过在新西兰北岛东海岸的Tuaheni滑坡复合体基底采集样品,进行了系列动态剪切实验,以模拟地震条件下的滑坡行为。实验主要考察基底沉积物在不同应力状态下的液化倾向及其在剪切区有效应力降低到材料失效包络线时的运动模式。[研究内容] 文章首先介绍了研究区域的地质背景和滑坡复合体的特征,随后详细描述了动态剪切实验的设计与实施过程。实验结果表明,基底沉积物在某些条件下具有液化倾向,但在低角度剪切带的应力状态下,液化并不是主要的失效机制。相反,当孔隙水压力显著增加时,基底滑动可能导致滑坡的阶段性运动。这种低有效应力条件通常在产生大振幅、长持续时间地震的情况下最为明显。研究揭示了类似材料中的低角度剪切区可能在地震期间经历阶段性运动,而不会发生灾难性失效的机制。

2022
发表期刊:Natural Hazards
文献导读:[研究目的] 本研究旨在探讨天然气水合物开采对海底斜坡稳定性的影响,特别是在减压采矿过程中水合物分解对斜坡稳定性的影响。[研究方法] 研究采用了耦合热-水-力-化学数学模型,结合强度折扣法,对水合物分解过程中海底沉积物的动态地质力学响应进行了分析。研究通过正交实验设计,并使用方差分析,评估了关键因素对斜坡稳定性的影响。[研究内容] 文章首先介绍了天然气水合物的性质和海底滑坡的地质背景,随后详细描述了模型的建立和实验设计。研究发现,水合物分解引起的孔隙压力下降导致有效应力增加,同时剪切模量降低,导致沉积物变形和渗透率降低。通过三年的减压采矿,安全系数显著下降,滑坡风险增加。研究指出,斜坡角度是影响斜坡稳定性的主要因素,其次是水合物分解程度、储层厚度、埋深和海水深度。这些发现对安全开采含水合物的海底斜坡具有重要指导意义。

2022
发表期刊:Marine and Petroleum Geology
文献导读:[研究目的] 本研究旨在探讨在马尔代夫内海低角度斜坡上发生的碳酸盐软泥下的海底滑坡过程及其机制。[研究方法] 研究采用了多通道地震和水声数据,记录了水深超过500米、宽度为4-8公里、厚度为70-170米的海底滑坡,分析了滑坡的运动方式及其诱因。[研究内容] 文章首先描述了滑坡区域的地质背景,指出滑坡沉积物是由细粒碳酸盐软泥组成的巨型漂移体的一部分。滑坡沿着低于1°的平滑基底剪切面(BSS)以下坡推进和回退破坏方式发展,运动方式包括沉积物蠕变、滑动和下沉。当BSS平坦时,沉积物作为一个大体块翻译;当BSS不规则时,则会出现褶皱、推覆和旋转的块体。滑坡的头部区域特征为弧形凹陷,与滑动块体的滚转结构有关。滑坡的远端位于面向印度洋的陡峭部分,表明滑坡活动仍在进行中。重力作用和流体上升引起的沉积物剪切强度降低是滑坡的主要诱因,气体水合物的解体可能是额外的触发因素。

2022
发表期刊:Marine Geophysical Research
文献导读:[研究目的] 本研究旨在通过实验研究东海郁陵盆地海洋沉积物的流变特性,并利用这些特性估算海底滑坡的移动性。[研究方法] 研究通过实验室实验测定了郁陵盆地海洋沉积物的流变行为,重点分析了这些沉积物的屈服强度和黏度等关键参数。随后,研究者利用实验数据进行数值模拟,以研究海底滑坡的运行路径、速度场和位移场。[研究内容] 文章首先介绍了郁陵盆地的地质背景,随后详细描述了沉积物样品的采集和实验方法,包括不同深度沉积物的流变性质测定。研究发现,这些沉积物表现出典型的屈服强度和非牛顿流体特性。数值模拟进一步揭示了滑坡在不同条件下的运动模式,特别是流变特性对滑坡路径和速度的影响。结果表明,沉积物的流变特性对滑坡的动态行为有显著影响,尤其是在滑坡后的沉积模式和最终堆积形态方面。这些发现对理解和预测海底滑坡的发生和发展具有重要意义。

2022
发表期刊:Landslides
文献导读:[研究目的] 本研究旨在通过实验和数值模拟,评估使用凹坑表面管道减少不同跨度高度下的海底滑坡冲击力。[研究方法] 研究通过实验室实验测定了不同表面结构管道在模拟海底滑坡条件下的受力情况,特别关注了凹坑表面结构的减阻效果。数值模拟用于分析滑坡物质对管道的冲击力和作用力路径。[研究内容] 文章首先介绍了海底管道面临的滑坡风险,随后详细描述了实验方法,包括不同表面结构管道样品的制作及其在水槽试验中的受力测量。实验结果显示,凹坑表面结构显著减少了管道在滑坡冲击下的受力,通过改变流体的流动路径和减小局部压力集中,实现了减阻效果。数值模拟进一步验证了实验结果,表明凹坑表面结构的管道在不同跨度高度下均表现出优异的减阻性能,减少了滑坡对管道的破坏风险。这些发现为设计更安全的海底管道提供了新的思路和方法。

2022
发表期刊:Applied Ocean Research
文献导读:[研究目的] 本研究旨在开发并验证一种简化的两层非静水模型,用于模拟由海底滑坡产生的海啸,以提高对这些自然灾害的理解和预测能力。[研究方法] 研究采用了简化的两层非静水模型,其中上层为水体,下层为滑坡物质。该模型通过质量和动量守恒方程描述了滑坡和波浪的运动过程,并结合实验数据和理论分析对模型进行验证。研究考虑了分散效应和非线性效应对波浪传播的影响,并通过数值模拟评估了模型的准确性和有效性。[研究内容] 文章首先介绍了海底滑坡和海啸的背景,强调了准确模拟这些现象的重要性。接着,详细描述了两层非静水模型的构建过程,包括方程的推导和数值求解方法。研究通过数值模拟,分析了滑坡物质的滑动路径、速度场和位移场,揭示了滑坡引发的波浪传播特征和模式。实验结果表明,该模型能够有效捕捉滑坡产生的海啸波浪的主要特征,并在不同滑坡参数下表现出良好的适用性。最后,研究还讨论了模型在实际应用中的潜在改进方向和未来研究重点。

2022
发表期刊:Ocean Engineering
文献导读:[研究目的] 本研究旨在提出一种评估海底滑坡与管道相互作用过程中瞬时冲击力的方法,特别是考虑到惯性作用的影响。[研究方法] 研究通过结合流体动力学和结构动力学的方法,利用数值模拟和实验数据,深入分析了滑坡物质在流速和加速度变化下对管道的瞬时冲击力形成机制。模型考虑了不同阶段的冲击力,包括冲击力峰值的评估。[研究内容] 文章首先介绍了海底滑坡对海底管道的潜在威胁,详细描述了瞬时冲击力的评估方法。通过数值模拟,研究了滑坡物质在不同流速和加速度变化下的冲击力分布,并验证了模型的准确性。结果表明,该方法能够有效地评估不同滑坡条件下管道所受的瞬时冲击力,尤其是在滑坡发生初期和惯性作用显著的情况下。该研究为海底管道设计和灾害防治提供了重要参考。

2022
发表期刊:Ocean Engineering
文献导读:[研究目的] 本研究旨在评估海底滑坡对海上沉浸式浮动隧道产生的部分冲击力,特别是在考虑惯性作用的情况下。[研究方法] 研究采用计算流体动力学(CFD)方法,对滑坡物质在不同流速和厚度下对浮动隧道的瞬时冲击力进行数值模拟。模型涵盖了不同雷诺数范围,从0.36到208,并分析了滑坡厚度对隧道受力的影响。[研究内容] 文章首先介绍了海底滑坡对海上浮动隧道的潜在威胁,指出滑坡物质的部分冲击状态和完全淹没状态下的冲击力差异显著。研究发现,滑坡物质的厚度对瞬时冲击力的影响主要集中在隧道直径的-1.5到8.0倍范围内,而对持续冲击力的影响则在-0.5到4.0倍范围内。基于数值模拟结果,提出了一种评估部分滑坡冲击力的方法,为设计和保护海上浮动隧道提供了参考。

2022
发表期刊:岩土力学
文献导读:[研究目的]为了模拟和分析海底黏性滑坡体的运动行为和演化过程,研究其对海底基础设施的影响。[研究方法]本文采用计算流体动力学(CFD)和离散元法(DEM)建立了描述水与颗粒相互作用的流固耦合模型,通过引入颗粒间黏聚力模型,发展了海底黏性滑坡体运动演化过程的CFD-DEM耦合分析方法,并进行了多个典型算例的验证分析。[研究内容]文章首先介绍了海底滑坡的背景及其灾害情况,接着描述了CFD-DEM耦合模型的建立过程,并通过验证分析证明了模型的可靠性。在此基础上,系统地模拟了不同黏度和初速度条件下滑坡体的运动学特征(运动速度和距离)和形态特征(滑体长度、宽度、形状等),深入探讨了滑体运动及演化过程的影响机制。结果表明,该耦合方法可以较好地模拟海底滑坡体的小尺度运动行为,黏性作用对其运动学特征和形态特征具有显著影响。

2022
发表期刊:岩土力学
文献导读:[研究目的]研究波浪对近海海底边坡失稳破坏的影响机制,揭示滑坡触发机制和灾变过程。[研究方法]本文通过大型水槽类近海海底滑坡物理模型试验装置和光纤监测系统,开展了波浪作用下近海海底滑坡模型试验,并基于SPH数值模拟,对海底滑坡的滑动堆积特性进行了研究。[研究内容]文章首先介绍了舟山群岛朱家尖滑坡的背景及其灾害情况,然后详细描述了物理模型试验装置的研发、光纤监测系统的搭建以及模型试验的实施过程。通过试验和数值模拟,研究了波浪作用下近海海底滑坡的孔隙水压力、位移和流速变化规律,揭示了滑坡发生时边坡中部及以下位置的位移突变和孔隙水压力变化的先后顺序。试验结果表明,在波浪的持续作用下,边坡底部最先发生破坏,随后边坡整体失稳破坏。基于数值模拟,初步获取了朱家尖近海海底滑坡的滑动堆积特征,并提出了一套适用于波浪作用下近海海底滑坡的试验技术与方法。

2022
发表期刊:地球物理学报
文献导读:[研究目的]研究海底滑坡对天然气水合物和游离气分布及富集的影响。[研究方法]基于有效介质模型与阿尔奇方程计算饱和水层的纵波速度和电阻率,并与实测数据对比,识别天然气水合物层和游离气层。结合三维地震数据的相干和振幅属性变化,分析海底滑坡不同位置的天然气水合物、游离气和断层的空间分布。[研究内容]文章首先介绍了珠江口盆地南部作为研究区域的典型性,并描述了滑坡对天然气水合物稳定带底界的侵蚀作用。通过数值模拟和测井数据,研究发现滑坡侵蚀作用导致水合物稳定带底界下移,滑坡区的富砂储层和局部发育的断层连通游离气层,使得水合物广泛分布。文章进一步分析了滑坡侵蚀沟槽位置和滑坡头部的强振幅异常分布,揭示了滑坡区域内游离气的复杂分布特征。通过合成地震记录和实际地震数据对比,文章展示了游离气层和水合物层的识别与分布特征,并利用三维地震数据提取最小振幅属性,分析不同地层的振幅异常范围和空间变化。

2021----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2021
发表期刊:Landslides
文献导读:[研究目的] 本文旨在建立一种新的数值模型,用于高效模拟海底滑坡的整个演化过程。[研究方法] 研究采用深度集成方法,结合有限元分析,建立了包括滑带传播、板块破裂及后期滑坡行为的全程模拟模型。[研究内容] 文章首先介绍了海底滑坡的背景及其对海底基础设施和海洋生物栖息地的威胁,接着详细描述了所提出的数值模型。研究通过对滑带传播、滑板破裂及后期滑坡的动力学行为进行模拟,揭示了滑坡演化过程中的关键机制和影响因素。结果显示,该模型能够有效捕捉滑带传播、滑板破裂及后期滑坡的动态行为,包括滑坡的后退、犁式作用及滑移路径等复杂现象。研究还通过数值实验验证了模型的准确性,并探讨了不同地质条件对滑坡行为的影响。

2021
发表期刊:Applied Ocean Research
文献导读:[研究目的] 本研究旨在通过数值模拟,评估海底滑坡对离岸管道的响应及其承载能力。[研究方法] 研究首先开发并验证了有限元模型,模型中管道采用梁单元建模,管道-土壤相互作用采用轴向和横向土壤弹簧模型。模型涵盖了管道在不同滑坡速度和土壤条件下的受力情况,并通过实验数据验证其准确性。[研究内容] 文章详细描述了滑坡对管道的瞬时冲击力和长期力学响应。通过模拟发现,管道的受力情况与滑坡速度和土壤条件密切相关,滑坡速度越高,管道的变形和应力越大。此外,研究还探讨了不同管道铺设深度和支撑方式对滑坡冲击力的缓解效果。研究结果为优化离岸管道设计和提高其抗滑坡能力提供了重要参考。

2021
发表期刊:Engineering Geology
文献导读:[研究目的] 本研究旨在开发一种新方法,评估海洋气体发生在巴利阿里高地海底滑坡潜在触发机制的可能性。[研究方法] 研究采用系统的三部分方法进行稳定性分析,结合地质和地球物理数据,利用数值模拟技术,评估气体含量、压力变化等对滑坡稳定性的影响。[研究内容] 文章首先介绍了海底滑坡和潜在触发机制的背景,强调了海洋气体在滑坡触发中的作用。然后详细描述了所采用的方法,包括数据采集、模型建立和数值模拟过程。研究结果揭示了气体存在对海底斜坡稳定性的显著影响,并提出了气体导致滑坡的可能机制。该方法为评估海底滑坡的潜在触发机制提供了新的思路和工具,对未来相关研究和风险评估具有重要参考价值。

2021
发表期刊:Bulletin of Engineering Geology and the Environment
文献导读:[研究目的] 本研究旨在通过有限元建模分析地震加载对饱和粘性土沉积物中海底滑坡的触发机制及其动态滑移过程。[研究方法] 研究采用ABAQUS有限元软件,建立了三维数值模型,模拟了地震条件下饱和粘性土中的滑坡行为。模型中考虑了土体的应力-应变关系、剪切带的传播以及应变软化特性,以精确描述滑坡的动力学响应。[研究内容] 文章首先介绍了地震诱发海底滑坡的背景,特别是其对海底基础设施和环境的潜在威胁。接着详细描述了有限元模型的构建过程,包括材料参数设置、边界条件和初始条件的定义。通过数值模拟,研究了滑坡体的滑移路径、速度场和位移场,揭示了滑坡的滑移模式和最终堆积形态。结果表明,地震加载引起的剪切带传播是滑坡触发的主要机制,滑坡后的动态行为对滑坡体积和滑移距离有显著影响。该研究为理解和预测地震诱发的海底滑坡提供了重要的科学依据。

2021
发表期刊:Landslides
文献导读:[研究目的] 本研究旨在通过数值模拟探讨海底滑坡体初始位置对局部海啸爬升的影响,旨在改进对这些现象的理解和预测能力。[研究方法] 研究采用了一种弹塑性模型模拟分层沉积物的滑坡体,结合FLAC显式有限差分代码进行数值模拟,以解决连续介质力学的三维问题。模拟中使用非线性浅水方程,考虑了滑坡体初始位置对海啸动力学的影响。[研究内容] 文章首先介绍了海底滑坡和海啸的背景,强调了这些现象对沿海地区的威胁。然后详细描述了数值模型的构建过程,包括滑坡体的力学特性和数值模拟方法。研究结果显示,滑坡体初始位置显著影响海啸爬升高度和岸线动态,滑坡体位置不同导致的海啸爬升具有复杂的重新定位特征。研究指出,这种方法能够提供更为物理的过程描述,有助于识别历史或未来滑坡海啸的生成机制。这些发现对于提高海啸风险评估的准确性具有重要意义。

2021
发表期刊:Landslides
文献导读:[研究目的] 本研究旨在通过正向数值建模,探讨碳酸盐平台斜坡上的海底滑坡的机械层序和失效预条件的不同场景。[研究方法] 研究采用三维数值模拟方法,结合地质和地球物理数据,对滑坡体的力学行为进行建模。模型中考虑了不同沉积层的机械性质、孔隙水压力和滑坡体积对滑坡动力学的影响。[研究内容] 文章首先介绍了大巴哈马银行西缘和边缘的第四纪滑坡和质量运输复合体的地质背景。然后详细描述了数值模型的建立过程,包括沉积层的力学性质参数设定、孔隙水压力的影响和滑坡体积变化对滑坡动力学的影响。通过数值模拟,研究发现,沉积层的机械性质和孔隙水压力对滑坡的触发和演变有显著影响。模拟结果揭示了不同失效预条件下滑坡的滑移路径、速度场和位移场,展示了滑坡的滑移模式和最终堆积形态。这些发现为理解和预测碳酸盐平台斜坡上的海底滑坡提供了新的视角。


2021
发表期刊:Landslides
文献导读:[研究目的] 本研究旨在通过数值模拟探讨人工海底滑坡引发的海啸对不透水海堤的水动力响应。[研究方法] 研究采用了FLOW-3D数值模拟软件,建立了一个模拟水箱,用于分析海堤在人工滑坡海啸作用下的水动力响应,包括水动力载荷和波浪爬升高度。模型考虑了不同滑坡参数对海堤的影响,并结合实际案例进行验证。[研究内容] 文章首先介绍了海底滑坡引发海啸的背景,强调了这些自然灾害对沿海结构物安全和稳定性的潜在威胁。然后详细描述了数值模拟的构建过程,包括模拟滑坡体的运动、海堤所受的水动力载荷以及波浪爬升的计算方法。研究结果显示,滑坡体积和滑坡速度对海堤的水动力响应有显著影响,滑坡引发的波浪爬升高度和水动力载荷随滑坡参数的变化而显著变化。通过这些模拟,研究为评估和设计抗滑坡海啸的海堤提供了科学依据和参考。

2021
发表期刊:Landslides
文献导读:[研究目的] 本研究旨在评估海底滑坡启动时对埋地管道施加的极限侧向压力,特别是在海底斜坡液化过程中。[研究方法] 研究采用了小尺度模型测试和离心加速实验,以模拟不同埋深比的管道在倾斜海床液化时的受力情况。测试过程中,管道埋设在三种不同的埋深比条件下,通过模拟滑坡物质对管道的作用力,分析其侧向压力分布。[研究内容] 文章首先介绍了海底斜坡不稳定性对海上埋地管道的威胁,随后详细描述了新方法的开发过程,包括实验装置和测试方法。研究结果表明,在海底斜坡液化过程中,管道所受的侧向压力与滑坡物质的运动和流体动力学特性密切相关。实验数据显示,滑坡物质的流速和液化程度显著影响管道的受力情况,提出的模型能够有效预测不同工况下的侧向压力。这些发现为海底管道的设计和防灾提供了重要参考。

2021
发表期刊:Engineering Analysis with Boundary Elements
文献导读:[研究目的] 本研究旨在通过改进的显式三步不可压缩光滑粒子流体动力学(SPH)方法,模拟非刚性海底滑坡的动态过程,以提高对滑坡行为的理解和预测能力。[研究方法] 研究采用了一种改进的SPH方法,模拟了海底滑坡的非线性流体动力学行为。模型结合了流体力学和固体力学的理论,考虑了滑坡物质在不同条件下的流动和变形特性。[研究内容] 文章首先介绍了海底滑坡的背景及其对海洋工程的影响,随后详细描述了改进SPH方法的基本原理及其应用。通过数值模拟,研究了滑坡物质的滑移路径、速度场和位移场,揭示了滑坡的滑移模式和最终堆积形态。结果表明,该方法能够有效捕捉滑坡过程中的关键动态特征,为进一步的研究和应用提供了重要参考。

2021
发表期刊:Landslides
文献导读:[研究目的] 本研究旨在通过大规模物理模型试验,探讨温和海底斜坡中静态液化现象的发生机制,以提高对这些现象的理解和预测能力。[研究方法] 研究在荷兰代尔夫特理工大学的大型GeoTank (GT)中进行了一系列物理模型试验,通过倾斜机制触发松散砂层的静态液化。研究使用新型传感器局部监测土体在不稳定性发生前后的水力机械响应。[研究内容] 文章首先介绍了研究背景,强调了静态液化现象对海洋工程的潜在威胁。接着,详细描述了实验设计和实施过程,包括使用计算机控制的渐进倾斜机制和压力注入方法。实验结果表明,松散砂层在6°至10°的温和斜坡角度下就可能发生液化,并产生显著的超孔隙水压力,从而引发严重变形,形成滑移。此外,实验还表明,砂层的初始密度和倾斜速率对液化潜能有显著影响。通过这些试验数据,研究为进一步理解静态液化的触发条件和机制提供了科学依据。

2021
发表期刊:Applied Ocean Research
文献导读:[研究目的] 本研究旨在通过数值模拟探讨大规模海底泥流的流动特性,以提高对其行为和影响的理解。[研究方法] 研究采用欧拉-欧拉多相流模型,结合颗粒流动力学理论(KTGF),对大规模海底泥流的流动特性进行模拟分析。模型中考虑了初始沉积形式和相对深度等无量纲参数对泥流行为的影响。[研究内容] 文章首先介绍了海底泥流的背景和危害,随后详细描述了数值模型的构建过程和参数设定。通过模拟分析,研究了泥流物质的滑移路径、速度场和位移场,揭示了泥流的滑移模式和最终堆积形态。结果显示,不同初始条件和深度对泥流的流动特性有显著影响,泥流在不同条件下的流动路径和速度场变化明显,为泥流风险评估提供了新的方法和视角。

2021
发表期刊:Ocean Modelling
文献导读:[研究目的] 本研究旨在开发一种高效的数值模型,以模拟多个海底滑坡引发的海啸情景,从而提高对这些自然灾害的风险评估能力。[研究方法] 研究通过解决线性缓坡方程,并采用时间相关的源项表示海底运动,建立了数值模型。该模型利用蒙特卡罗方法,对大量滑坡情景进行模拟,生成大量基本解数据库,用于快速计算不同滑坡源参数的海啸波高。[研究内容] 文章首先介绍了海底滑坡和海啸的背景,指出滑坡海啸源参数的不确定性对风险评估的挑战。接着,详细描述了数值模型的建立和验证过程,通过预计算单元源海啸波高,结合蒙特卡罗模拟,实现了滑坡海啸的快速计算。研究结果表明,该模型在保证物理准确性的同时,大大降低了计算成本,为滑坡海啸风险评估提供了有效工具。

2021
发表期刊:地球科学
文献导读:[研究目的] 研究南海南沙海槽大型海底滑坡的发育特征及成因机制。[研究方法] 利用最新的高精度多波束数据和重处理的二维地震资料,对南海南沙海槽的大型海底滑坡进行了识别和分析。[研究内容] 文章首先介绍了研究区的地质背景,指出南海南沙海槽是一个富油气的区域,滑坡体的稳定性对海洋工程和环境安全具有重要意义。随后,利用多波束测深数据绘制了滑坡体的三维地形图,结合二维地震剖面分析,确定了滑坡体的边界和分布范围。文章详细描述了滑坡体的结构特征,将其划分为上部源头区、中部滑移区和下部堆积区。上部源头区包括滑坡后壁和基底剪切面;中部滑移区主要分布于1600-2400米水深段,发育有大量残余块体和侵蚀面;下部堆积区呈扇形,主要分布于2400-2800米水深段,发育大型碎屑流朵体和逃逸块体。研究表明,背斜脊的不断隆升和高供给率沉积物的阻挡是滑坡形成的内在条件,而高通量流体的聚集以及天然气水合物的分解使其变得更加不稳定。

2021
发表期刊:浙江大学学报(工学版)
文献导读:[研究目的] 研究剪切带扩展法(SBP)在海底斜坡稳定性分析中的应用。[研究方法] 采用高斯函数和极限平衡法(LEM),对舟山六横岛典型海底斜坡进行稳定性对比分析,并进行SBP输入参数对剪切带扩展系数R的敏感度分析。[研究内容] 文章首先介绍了海底滑坡的基本特征和灾害影响,阐述了SBP、LEM和强度折减法(SSR)的基本原理及其在海底滑坡分析中的应用。然后,通过数值模拟分析,计算了不同地震影响系数和土体物理力学参数下的剪切带扩展系数R。研究发现,当剪切带扩展系数R大于1时,SBP计算得到的滑坡破坏区域较LEM方法大;在不稳定带区域,SBP计算的安全系数低于LEM计算结果。此外,通过敏感度分析,确定了地震影响系数kh、地震折减系数δd和土体特征位移δ对剪切带扩展系数R的显著影响。最后,文章提出了应用SBP法进行海底斜坡稳定性计算的具体步骤和方法。

2021
发表期刊:天然气工业
文献导读:[研究目的] 研究天然气水合物分解对海底斜坡稳定性的影响,并提出一种新的分析方法。[研究方法] 提出了一种考虑初始地应力平衡、水合物分解和强度折减的两步折减法,利用该方法对海底斜坡的稳定性进行数值模拟和正交试验。通过正交试验,分析斜坡倾角、水深、水合物分解程度、水合物层厚度及埋深等因素对斜坡稳定性的影响。[研究内容] 文章首先介绍了天然气水合物的特性及其分解对海底斜坡稳定性的潜在影响。然后,详细描述了两步折减法的基本原理和计算步骤,包括初始地应力平衡、水合物分解过程和强度折减。通过建立二维平面模型,模拟了水合物分解对海底斜坡稳定性的动态影响,分析了不同分解程度下的应力和位移变化。研究结果表明,水合物分解主要引起应力释放和位移增加,斜坡倾角和海水深度是影响斜坡稳定性的主要因素,水合物层厚度和埋深的影响相对较小。

2020----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2020
发表期刊:Landslides
文献导读:[研究目的] 研究深度平均法在分析海底滑坡滑移距离中的应用。[研究方法] 使用深度平均法(DAM)和材料点法(MPM)进行数值模拟,比较两种方法在预测滑坡滑移距离和形态方面的效果,并与实验结果和计算流体动力学(CFD)分析进行对比。[研究内容] 文章首先介绍了深度平均法的基本原理及其在海底滑坡后滑移沉积物分析中的高效应用,但指出其在捕捉复杂行为如剪切带扩展方面的局限性。接着,文章引入材料点法作为验证工具,通过数值模拟分析不同剪切强度、粘度和敏感性参数的范围,以评估深度平均法的可行性。研究发现,改进后的深度平均法在模拟滑移体前后面稳定性方面表现良好,能够重现摩擦基础上的块体滑移现象。此外,材料点法揭示了由于剪切带扩展引起的块体滑移和断层传播的现象。文章还通过对南地中海滑坡和芬内德峡湾滑坡的实际案例进行反向分析,进一步验证了这两种方法的应用效果。

2020
发表期刊:Ocean Engineering
文献导读:[研究目的] 本文旨在研究海底滑坡对管道的影响,特别是考虑土壤空间变异性的情况下大变形分析。[研究方法] 研究采用了Karhunen-Loève(K-L)展开方法和耦合欧拉-拉格朗日(CEL)方法,模拟了土壤剪切强度空间变异性对滑坡行为的影响。[研究内容] 文章首先介绍了海底滑坡的背景及其对海底管道的潜在威胁,然后详细描述了K-L展开方法和CEL方法的基本原理及其在模拟滑坡过程中大变形行为中的应用。通过数值模拟,研究了不同土壤变异性条件下滑坡对管道的冲击力、变形路径和应力场分布,揭示了滑坡对管道的破坏机制和可能的破坏模式。

2020
发表期刊:Marine Geology
文献导读:[研究目的] 本文旨在探讨南极绕极流的一个主要支流——亚南极锋(SAF)在传输沉积物和触发海底滑坡生成海啸方面的作用。[研究方法] 研究采用了高分辨率地震剖面分析和沉积物取样,结合地球物理模型来模拟滑坡的发生和传播。[研究内容] 文章首先介绍了亚南极锋的地理位置及其流动路径,尤其是通过北斯科舍海脊的狭窄通道,并沿布德伍德银行大陆坡的流动。通过详细的地震数据和沉积物分析,研究揭示了沉积物如何在该区域积累并在特定条件下引发滑坡。这些滑坡具有显著的海啸生成潜力,文章进一步通过数值模拟分析了滑坡过程中的沉积物运动和海啸波的传播路径,揭示了亚南极锋作为沉积物传输带和潜在海啸触发机制的关键角色。

2020
发表期刊:Landslides
文献导读:[研究目的] 本文旨在研究沿弱层传播的平面剪切带在海底滑坡中的传播机制和准则。[研究方法] 研究采用了分析方法和数值模拟相结合的方式,使用了大变形有限元方法来分析剪切带传播过程中的应力和变形特征。[研究内容] 文章首先介绍了海底滑坡的背景及其危害,然后详细描述了弱层的特性和剪切带传播的基本理论。通过建立数值模型,模拟了剪切带在不同工况下的传播过程,研究了剪切带的形成、扩展和对海底滑坡整体稳定性的影响。模拟结果表明,弱层的存在显著影响了滑坡的发生和发展过程,剪切带的传播是滑坡发展的关键机制之一。文章进一步提出了平面剪切带传播的判别准则,并通过数值实例验证了这些准则的有效性。

2020
发表期刊:Applied Ocean Research
文献导读:[研究目的] 本文旨在量化海底滑坡对固定泥垫板的冲击力,以确保海底结构的安全设计。[研究方法] 研究采用了材料点法(MPM),模拟滑坡过程中泥垫板的动态冲击力,分析了滑坡物质与泥垫板相互作用的详细过程。[研究内容] 文章首先介绍了海底滑坡的背景及其对海底结构的威胁,然后详细描述了MPM的基本原理及其在模拟滑坡冲击力中的应用。通过数值模拟,研究了不同滑坡参数(如滑坡速度、滑坡体积等)对泥垫板冲击力的影响,揭示了泥垫板在滑坡冲击下的受力分布和变形模式。文章还讨论了泥垫板的设计优化建议,以提高其在滑坡冲击下的稳定性和安全性。

2020
发表期刊:Applied Ocean Research
文献导读:[研究目的]本文旨在研究由于倾斜的海底滑坡或泥石流导致的海底天然气管道的动力学损伤。[研究方法]本文开发了一种新的半解析模型,结合有限差分法和弹性梁理论,并与有限元模型及先前的解析模型进行对比。[研究内容]文章首先介绍了海底天然气管道的背景及其受海底滑坡影响的易损性,随后详细描述了所提出的半解析模型及其与不同交叉角度的有限元模型的比较。通过模拟不同土壤阻力和载荷条件,研究了滑坡物质与管道的相互作用,利用实际数据进行了验证,并提出了适用性和有效性结论。

2020
发表期刊:Progress in Earth and Planetary Science
文献导读:[研究目的] 探讨沉积层的水力和力学特性对海底滑坡中水膜形成的影响。[研究方法] 通过两个实验进行研究:一个是沙箱实验,用于证明水膜对低坡度质块运动的影响;另一个实验观察了半固结沉积层的抗拉强度对水膜形成的影响,使用了波特兰水泥来模拟沉积物的胶结程度。[研究内容] 文章首先介绍了海底滑坡的背景及其危害,然后详细描述了实验设计和方法。通过实验,研究了在水膜形成过程中,孔隙水压、沉积物变形与抗拉强度之间的关系。结果显示,沉积层界面的抗拉强度对水膜形成的深度下限提供了关键信息,这与潜在海底滑坡的规模有关。文章还讨论了在水膜形成时沉积层的孔隙水压、透水性、抗拉强度、上覆压力和构造应力条件。

2020
发表期刊:Natural Hazards
文献导读:[研究目的]研究海底滑坡引发的海啸波初始振幅的预测方程,并应用于1994年Skagway和1998年巴布亚新几内亚海啸。[研究方法]采用半经验方法分析现有预测方程,并进行灵敏度分析和基准测试,以评估方程在实际事件中的表现。[研究内容]文章首先介绍了海底滑坡和海啸的基本概念和背景,然后详细分析了滑坡参数(如比重、初始淹没深度、滑坡长度、宽度、厚度和坡度)对波振幅的影响。通过对1994年Skagway和1998年巴布亚新几内亚海啸事件的数据分析,研究了这些事件中波振幅的实际观测值,并通过拟合方程提出了新的预测方程。新的方程表现出对小规模事件(如1994年Skagway)的预测精度较高,而对大规模事件(如1998年巴布亚新几内亚)的预测有一定偏差。文章通过数值模拟和实际数据验证了新的预测方程的有效性,进一步揭示了滑坡体积和初始淹没深度对海啸波初始振幅的关键影响。

2020
发表期刊:Natural Hazards
文献导读:[研究目的]本研究旨在通过物理模型实验探讨海浪作用下海底滑坡的机制。[研究方法]研究设计并开发了一个大型物理模型测试系统,包括水槽测试框架、造波系统和波浪监测设备。实验过程中,通过改变造波系统的参数,研究不同海浪对滑坡的影响。[研究内容]文章首先介绍了海底滑坡的背景和危害情况,然后详细描述了物理模型测试系统的构建及其各个组成部分。研究重点在于观察和记录海浪对海底坡面的波压力、渗流压力和位移的影响。通过实验数据,分析了不同波浪参数对滑坡触发和演化过程的影响。研究结果显示,波浪的频率和幅度对滑坡的稳定性有显著影响,高频和大幅度的波浪更容易引发滑坡。此外,文章还探讨了滑坡体积、坡度和土壤特性对滑坡发生和发展的作用。该研究为理解海浪作用下的海底滑坡机制提供了重要的实验数据和理论支持。

2020
发表期刊:Marine and Petroleum Geology
文献导读:[研究目的]研究南海北部白云滑坡复合体的坡面不稳定性及其对海底通道切割的控制机制。[研究方法]利用高分辨率多波束测深数据和二维、三维地震数据,对白云滑坡复合体的海底形态及相关沉积过程进行系统调查。分析滑坡头壁区和侧壁区的几何特征、基底剪切面和沉积物内部结构。[研究内容]文章首先介绍了白云滑坡复合体的背景,指出这是南海北部最大的海底滑坡之一,覆盖面积约10000平方公里。研究发现,滑坡头壁区呈U形,几乎完全被清空,形成明显的头壁和侧壁痕迹。滑坡区域内观察到海底通道、沉积波、迁移通道、沉积漂移和沟槽,表明滑坡后发生了显著的下坡和沿坡沉积过程。滑坡痕迹的清空为后续浊流和质量浪涌流提供了空间,形成了海底通道。这些发现展示了海底滑坡如何影响大陆边缘的侵蚀和沉积过程。
2020
发表期刊:Geomorphology
文献导读:[研究目的]研究塔希提岛大规模滑坡的移动性和动力学特征,并通过滑动距离来量化其动态过程。[研究方法]通过数值模拟,使用高分辨率地震数据和地形数据分析滑坡的动力学特性,评估滑坡滑动过程中的摩擦力和滑动速度。[研究内容]文章首先介绍了塔希提岛滑坡的背景及其地质特征,指出该滑坡发生在几千年前。通过模拟发现,滑坡的最大滑动速度超过125 m/s,并且部分滑坡在海底传播过程中摩擦力较低(0.2 < μ < 0.3),这导致了滑坡的长距离滑动。研究表明,该滑坡可能是单次事件或少数几次事件(n < 10)的结果,滑动过程中产生的巨大动能和较低的基底摩擦力是滑坡长距离滑动的主要因素。通过滑动距离的模拟,揭示了滑坡的传播机制和动力学特性,为理解类似大规模滑坡的形成和演化提供了新的视角。

2020
发表期刊:Engineering Geology
文献导读:[研究目的]总结和评估用于估算滑坡初始破坏面深度和体积的各种方法。[研究方法]本文回顾了基于地表信息和数值模型的现有方法,包括椭球体积估算、数字高程模型(DEM)以及基于地表位移的模型。通过这些方法,研究了滑坡破坏面和体积的估算。[研究内容]文章首先介绍了滑坡的背景及其破坏面的重要性,然后详细描述了不同方法的原理和应用。椭球体积估算方法利用滑坡面积和平均深度计算体积,而DEM方法通过地形数据生成三维模型,估算破坏面和体积。基于地表位移的模型则利用滑坡前后地表变化,推测破坏面的位置和体积。本文还讨论了这些方法的优缺点,并通过案例研究验证了各方法的有效性和适用性。研究表明,综合使用多种方法可以提高滑坡破坏面深度和体积估算的准确性,为滑坡风险评估和防治提供科学依据。

2020
发表期刊:Ocean Engineering
文献导读:[研究目的]研究海底滑动土壤与周围水体之间的质量传输通量,以了解滑坡过程中土壤颗粒与水体的相互作用。[研究方法]采用数值模拟和实验测试相结合的方法,分析了滑坡过程中土壤颗粒从高密度区域向低密度区域的扩散过程。主要使用了流体动力学模型和实验设备来测量不同条件下的质量传输通量。[研究内容]文章首先介绍了海底滑坡的背景及其对海洋环境的潜在影响,随后详细描述了数值模型的构建和实验方法的设计。通过模拟不同滑坡速度和土壤类型的条件,研究了土壤与水体界面的剪切强度、表观粘度及其对质量传输的影响。实验结果显示,土壤颗粒的传输通量主要依赖于土壤的剪切强度和滑坡速度。在高剪切强度和高滑坡速度条件下,传输通量显著增加。文章还探讨了不同沉积物特性和环境条件对质量传输的影响,为海底滑坡的风险评估和环境影响预测提供了科学依据。

2020
发表期刊:上海交通大学学报
文献导读:[研究目的] 研究水合物分解对海底黏土质斜坡稳定性的影响。[研究方法] 通过模型实验模拟水合物分解后的气体对海底斜坡的影响,采用通气方式进行多组实验,结合图像测量技术,分析不同条件下的斜坡破坏特征,并用极限平衡法建立临界气体压力解析式。[研究内容] 文章首先介绍了天然气水合物的特性和分布,阐述了水合物分解可能引发的海底斜坡破坏问题。接着,作者设计并实施了不同土体强度、水合物埋深、气体流量及分解范围组合条件下的模型实验,详细描述了实验过程和图像测量技术的应用。通过实验,分析了斜坡变形的不同阶段,包括气压累积、土体弹性压缩、斜坡破坏隆起和变形稳定阶段,揭示了各阶段的变形特点和斜坡内部的破坏机制。最后,作者采用极限平衡法,推导出斜坡破坏时的临界气体压力解析式,并通过实验验证了计算结果的合理性。

2020
发表期刊:力学学报
文献导读:[研究目的] 研究水平井降压法和热激法水合物开采对海底边坡稳定性的影响。[研究方法] 通过引入考虑水合物开采过程的热−流−化学耦合数值分析模型,采用TOUGH+HYDRATE热−流−化学耦合分析程序模拟水平井降压法和热激法的开采过程,分析水合物分解锋面扩展和瞬态孔压演变的规律,并通过SLOPE/W程序计算边坡稳定安全系数,分析开采井位置和开采方法对边坡稳定性的影响。[研究内容] 文章首先介绍了天然气水合物的特性和开发潜力,指出海底水合物开采可能导致边坡失稳的问题。接着,作者通过数值模拟研究了水平井降压法和热激法在开采过程中的水合物分解锋面扩展和孔压演变情况,并分析了不同开采方法对边坡稳定性的影响。结果表明,在降压法开采过程中,孔压降低导致有效应力增加,边坡稳定性提高,但停采后由于孔压恢复和黏聚强度降低,边坡稳定性下降。而在热激法开采过程中,温度升高引起孔压显著上升,边坡安全系数降低,存在诱发滑坡的风险。

2019----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2019
发表期刊:Landslides
文献导读:[研究目的]研究天然气水合物分解对海底滑坡的影响机制,特别是分解过程中生成的超静孔隙压力如何改变沉积物的力学特性并引发滑坡。[研究方法]采用数值模拟和实验室测试相结合的方法,模拟了不同条件下天然气水合物分解对海底沉积物稳定性的影响。主要使用了地质力学模型和热-流体耦合模型来研究水合物分解过程中的孔隙压力变化和沉积物强度的变化。[研究内容]文章首先介绍了天然气水合物的背景及其在海底滑坡中的潜在影响。接着,详细描述了数值模型的构建和实验方法的设计,通过模拟不同分解速率和温度条件,研究了水合物分解对孔隙压力、沉积物剪切强度和滑坡触发机制的影响。研究发现,水合物分解会显著增加孔隙压力,降低沉积物的剪切强度,进而引发滑坡。此外,文章还探讨了不同水合物饱和度和沉积物类型对滑坡稳定性的影响,为理解天然气水合物分解引发的地质灾害提供了理论依据。

2019
发表期刊:Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering
文献导读:[研究目的]提出一种统一的拉格朗日方法,用于固体和流体动力学的建模,并探讨其在模拟海底滑坡及其后果中的应用潜力。[研究方法]基于混合变分原理——广义Hellinger–Reissner变分原理,提出了一种统一的计算框架,将固体和流体的公式统一起来。该框架采用单一的有限元方法,同时处理固体和流体的运动。[研究内容]文章首先介绍了海底滑坡的背景,随后详细描述了拉格朗日方法的数学基础和计算实现。研究通过数值模拟展示了该方法在处理滑坡过程中固体和流体相互作用的能力。具体而言,研究模拟了滑坡前、滑坡过程中和滑坡后的沉积物运动和变形,分析了滑坡对海底基础设施的直接和间接影响。模拟结果显示,该统一框架能够有效捕捉滑坡物质的滑移路径、速度场和位移场,揭示了滑坡的滑移模式和最终堆积形态。

2019
发表期刊:Applied Ocean Research
文献导读:[研究目的]研究海底滑坡对管道施加的冲击力,以评估和改进海底管道设计的安全性和可靠性。[研究方法]本文采用数值模拟的方法,结合计算流体动力学(CFD)和有限元法(FEM),分析了不同滑坡条件下管道受到的冲击力。模型考虑了管道的初始配置、滑坡速度和土壤性质等因素。[研究内容]文章首先介绍了海底滑坡的背景及其对海底管道的潜在危害。然后详细描述了数值模型的构建过程,包括滑坡物质的物理参数设置和边界条件的设定。通过模拟不同滑坡速度、角度和管道配置,研究了管道在滑坡冲击下的位移、弯矩和剪切力变化。结果显示,滑坡速度和管道的初始埋深对冲击力有显著影响,高速滑坡会导致管道产生较大的弯矩和剪切力,增加管道失效的风险。文章还探讨了改进管道设计的策略,如增加管道埋深和优化管道布局,以提高其抗滑坡冲击的能力。

2019
发表期刊:Marine Geophysical Research
文献导读:[研究目的]研究南海北部大陆坡海底滑坡的特征及其成因机制,旨在揭示这些滑坡的发生频率、分布规律及其控制因素。[研究方法]采用多波束测深数据和三维地震数据,结合地质力学分析,对研究区内的海底滑坡进行系统调查和分析。通过地震剖面数据和沉积物样品分析,确定滑坡的几何特征、物质组成和运动历史。[研究内容]文章首先介绍了南海北部大陆坡的地质背景及其滑坡的研究现状。然后详细描述了研究区内滑坡的空间分布特征,指出主要滑坡区域位于200至3000米水深的斜坡和谷地两侧。通过对滑坡形态学特征和沉积物特性的分析,研究发现滑坡多发生在火山活动区和古海岸线附近,具有明显的区域分布规律。地震活动和天然气水合物分解被认为是引发滑坡的主要因素。文章还探讨了滑坡对海底基础设施的潜在威胁,并提出了进一步研究滑坡形成机制和风险评估的方法。

2019
发表期刊:Advances in Water Resources
文献导读:[研究目的]研究海底滑坡从高浓度流到浊流的转变机制,以提高对沉积密度流的理解,并为防灾减灾提供科学依据。[研究方法]本文采用多相流模型,对海底滑坡引发的沉积密度流进行数值模拟,重点研究了滑坡物质在运动过程中的稀释机制。模型中考虑了沉积物颗粒和流体的相互作用,使用了流体动力学和颗粒动力学相结合的方法。[研究内容]文章首先介绍了海底滑坡的背景及其对海洋沉积过程的影响,然后详细描述了多相流模型的构建和模拟参数的设置。通过对滑坡物质的路径、速度场和位移场的模拟,研究了高浓度流如何通过稀释转变为浊流。结果显示,不同浓度的沉积物流在流动过程中经历了明显的稀释过程,最终形成较稳定的浊流。文章还讨论了滑坡物质的粒径分布、流体粘度和底床坡度对流动特性的影响,为理解海底滑坡及其引发的浊流提供了新的视角。

2019
发表期刊:Landslides
文献导读:[研究目的]通过离心模型实验研究静态液化引发的海底滑坡机制,以增强对海底基础设施风险的理解和防护。[研究方法]本文采用地质离心机模型进行实验,开发了一种新的静态液化触发装置,用于模拟因冲刷导致的海底沙层陡坡化过程。实验设置了不同的坡度变化率,通过控制加速度逐渐增加的方式,研究了坡度变化率对滑坡的影响。此外,还研究了浸没孔隙流体粘度对坡体失效的影响。[研究内容]文章首先介绍了海底滑坡和静态液化的背景,并详细描述了离心机实验装置和模型准备过程。通过实验数据,分析了局部剪切变形引起的孔隙压力积累,发现这是引发海底坡体不稳定的关键因素之一。结果表明,坡度陡化速度和流体粘度对静态液化和滑坡行为有显著影响。这些发现为进一步理解海底滑坡的触发机制提供了重要的数据支持。

2019
发表期刊:Landslides
文献导读:[研究目的]探讨海底滑坡过程中沉积物颗粒形态变化的特征及其对滑坡源和沉积机制的揭示。[研究方法]利用动态图像分析仪对从日本南海海槽的两个IODP站点(C0018和C0021)采集的200个样本的颗粒尺寸、长宽比、球形度和凸度进行表征。研究通过对比滑坡沉积物和未扰动斜坡沉积物的颗粒属性,分析颗粒在滑坡运动过程中的变化。[研究内容]文章首先介绍了海底滑坡的背景及其对沉积物颗粒形态的潜在影响。研究结果显示,滑坡沉积物和未扰动沉积物在颗粒尺寸和形状上没有显著差异,这表明来自南海海槽上部的海洋沉积物在斜坡不稳定过程中没有发生明显变化。文章提出了一个流态化机制,认为深海沉积物的软化和饱和状态导致了过剩孔隙水压力的产生,这种机制维持了沉积物的运动,并限制了颗粒间的接触,从而减少了滑坡沉积物中颗粒形态的变化。这些发现有助于理解海底滑坡的失效特征及其运动机制。

2019
发表期刊:Earth-Science Reviews
文献导读:[研究目的]旨在通过实证方法限制地震诱发海底滑坡引发的海啸与震中距离之间的关系,以提高海啸风险评估的准确性。[研究方法]研究筛选和分析了现有文献中关于地震诱发海底滑坡的事件,建立了地震震级与滑坡距离之间的关系模型。主要采用统计分析和回归模型,结合震源机制和滑坡特征,量化震中距离和滑坡源距离的相关性。[研究内容]文章首先介绍了海底滑坡的背景及其引发海啸的机制,随后详细描述了数据筛选标准和事件筛选过程。通过对全球不同区域的地震和滑坡事件数据进行统计分析,研究发现震级与滑坡源距离之间存在显著相关性。研究结果显示,震中与滑坡源的最大距离与地震震级成正比,较大震级的地震能够在更远的距离诱发滑坡。此外,研究还分析了滑坡体积、海底地形和沉积物性质对滑坡距离的影响。通过回归分析,建立了预测模型,为未来的海啸风险评估提供了实证支持。

2019
发表期刊:Journal of Natural Gas Science and Engineering
文献导读:[研究目的]研究气体水合物分解对海底沉降和海底斜坡稳定性的影响,以评估大规模水合物开采对海底环境的潜在风险。[研究方法]利用实际的水合物沉积物勘探数据,通过数值模拟方法,分析了不同开采条件下水合物分解引起的海底沉降和斜坡稳定性变化。模型中考虑了热-流体-力学耦合效应,模拟了压力和温度变化对水合物分解过程的影响。[研究内容]文章首先介绍了水合物分解的背景及其对海底环境的潜在影响。然后详细描述了数值模型的构建和参数设置,模拟了不同开采条件下的海底沉降和斜坡稳定性。研究结果显示,水合物分解会导致显著的海底沉降,进而影响海底斜坡的稳定性,增加滑坡风险。通过对比不同开采方案的模拟结果,文章提出了降低海底沉降和滑坡风险的优化策略。

2019
发表期刊:Natural Hazards
文献导读:[研究目的]研究波浪作用下海底斜坡的失效机制,以揭示海底滑坡的触发和演化过程。[研究方法]采用波浪水槽实验模拟海底砂质斜坡在波浪作用下的失效过程。通过实验观测和数据采集,分析波浪对海底斜坡的冲刷、振荡和颗粒分散效应。[研究内容]文章首先介绍了海底滑坡的背景及其对海底结构物的危害,随后详细描述了波浪水槽实验的设计和实施过程。实验结果显示,波浪作用下,海底斜坡经历了明显的振荡和颗粒分散,波浪的冲刷深度随时间逐渐加深。实验中观察到的沉积物运动和变形特征表明,海底斜坡在波浪作用下的失效机制包括振荡诱发的颗粒松动和波浪冲刷引起的剪切变形。研究表明,在波浪作用下,海底斜坡的结构逐渐松散,剪切强度显著降低,导致滑坡的发生。这些发现为进一步理解海底滑坡的触发机制提供了实验数据支持。

2019
发表期刊:Applied Ocean Research
文献导读:[研究目的]评估考虑沉积物强度空间变异性的海底斜坡稳定性,以提高滑坡风险预测的准确性。[研究方法]结合Karhunen-Loeve展开法和极限平衡法,对海底斜坡进行可靠性分析。采用非平稳随机场模拟沉积物剪切强度的线性增加,并使用蒙特卡洛模拟和基于高斯过程回归的响应面方法,显著提高计算效率。[研究内容]文章首先介绍了沉积物性质的空间变异性对海底斜坡稳定性的影响,随后详细描述了数值模型的构建和参数设置。在静态和地震荷载下,模拟一维和二维海底斜坡的失效概率,发现非平稳随机场比传统的平稳随机场更能准确反映剪切强度的空间变异性。这一研究为海底滑坡的预测提供了新的方法和数据支持。

2019
发表期刊:China Geology
文献导读:[研究目的]研究南海天然气水合物试生产区海底斜坡的稳定性,评估大规模水合物开采对海底环境的影响。[研究方法]使用强度折减有限元法(SRFEM)结合现场勘探数据,分析水合物开采过程中海底斜坡的失稳机制和滑坡风险。通过数值模拟,研究了不同开采方案和环境条件对斜坡稳定性的影响。[研究内容]文章首先介绍了南海水合物资源及其开采的背景,然后详细描述了数值模型的构建和参数设置。研究发现,水合物分解导致的孔隙水压力增加和沉积物强度降低是引发斜坡失稳的主要因素。模拟结果表明,在不同开采条件下,斜坡的安全系数有所不同,提出了优化开采方案以降低滑坡风险的建议。

2019
发表期刊:Coastal Engineering
文献导读:[研究目的]研究在不同理想化水体几何形态下,滑坡引发的海啸传播机制,以量化水体几何形状对海啸传播的影响。[研究方法]本文采用非静态非线性浅水方程的水动力数值模型SWASH,通过模拟不同几何形状的水体中的近似线性波、斯托克斯波、可压波和孤立波,分析了滑坡引发的海啸波的传播特性。模型中考虑了六种不同的理想化水体几何形状,以研究几何形状对海啸波高和传播速度的影响。[研究内容]文章首先介绍了滑坡引发的海啸及其对沿海地区的潜在危害,然后详细描述了数值模型的构建和参数设置。通过数值模拟,研究发现水体几何形状显著影响海啸波的传播特性,不同几何形状下的海啸波高和传播速度存在明显差异。特别是,波高和传播距离在收敛几何形状中最大,而在扩散几何形状中最小。研究结果表明,水体的几何形状是影响海啸传播的重要因素,为海啸风险评估和防护措施提供了新的视角和数据支持。


2019
发表期刊:岩土力学
文献导读:[研究目的] 研究流体动力学(CFD)和离散单元法(DEM)耦合算法在海底滑坡动力学分析中的应用。[研究方法] 采用CFD和DEM建立描述水与颗粒相互作用的耦合算法,通过颗粒堆积体坍塌试验验证模型的有效性,模拟不同初始高宽比的水下坍塌过程,并与空气中的坍塌过程进行对比分析。[研究内容] 文章首先介绍了海底滑坡的背景及其破坏力,强调了水与滑坡颗粒相互作用的复杂性。接着,通过坍塌试验验证了耦合模型的有效性,分析了不同初始高宽比条件下的水下坍塌过程。研究发现,水下滑坡体与水体发生复杂相互作用,颗粒流从垂直下落转为水平流出时形成涡旋,且高宽比大的情况下,涡旋显著改变颗粒的堆积形态。与空气中的滑坡相比,水下滑坡的移动距离较短,堆积厚度较大,表面松散介质易受水流影响。最终,文章指出了CFD-DEM耦合算法在滑坡研究中的优势,并提出了未来的研究方向。

2019
发表期刊:海洋工程
文献导读:[研究目的]研究海底滑坡对海洋单桩的冲击力。[研究方法]通过调整高岭土和粉砂的含量,得到不同流变特性和密度的碎屑流,采用Herschel-Bulkley模型和幂率模型描述流体流变性质。利用自制海底滑坡模型槽,模拟不同流速和黏度下碎屑流对模型桩的冲击,并结合流体力学理论建立阻力系数与非牛顿流体雷诺数之间的关系表达式。[研究内容]文章首先介绍了海底滑坡的背景及其对海洋工程设施的潜在破坏,然后详细描述了实验设备和试验材料的选择与制备过程。通过模型箱模拟不同流速和黏度的泥浆对管桩的冲击,测量桩身的弯矩和应变分布,分析桩基在碎屑流冲击下的响应。结果表明,碎屑流黏度和流速是影响海底滑坡冲击力的主要因素,冲击力随着黏度和流速的增加而增大。文章还提出了考虑剪切稀释特性的管桩阻力系数拟合公式,为海洋桩基础设计提供了参考。

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