黄河三角洲埕北典型海域工程地质环境及粒度指示性分析

摘要

埕岛浅海油气开发工程所处海域,位于受渤海北东向强浪直接冲击的黄河复式三角洲东北部。自黄河1976年改道后,本海区河流泥沙直接输入大幅减少,海岸和水下岸坡遭到大幅度的侵蚀后退,位于该海域的海上石油产区也基本上处于较强的侵蚀冲刷状态。该海域潮汐复杂,潮流作用较强,风暴潮多发,水动力作用较强。这些因素的综合作用使得本海区海况特征、浅层地质条件以及海底松软沉积物变形情况十分复杂,易发生多种灾害地质现象,因而使得海底管线所处的海洋工程环境较易产生变化。海洋工程环境的变化易使海底管道处于强烈的腐蚀环境,造成研究区海底管道失效。因此,系统的、科学的海洋沉积环境变化对工程地质条件影响的研究,就变得尤为必要。
　　本文资料依托胜利埕岛油田海洋环境地质调查评估项目,通过海上调查取样、原位试验及室内实验,分析处理得到工程地质参数、水深以及粒度参数资料。
　　本文通过研究表层沉积物的盐度、pH、Eh、密度、含水率等工程地质环境指标和水深、粒度参数等的平面分布规律,以及钻孔沉积土体的物理力学参数和粒度参数的垂向分布规律,在对其进行统计相关性分析的基础上,得到地质环境与粒度特征的统计学相关关系,并进行线性回归拟合,得到各个工程地质参数与粒度指示参量之间的相关关系曲线,进而研究粒度特征对工程地质条件的指示性。
　　分析结果表明,对表层沉积物而言,其分布特征主要受控于水深因素。其工程地质环境指标和粒度参数在研究区的分布规律具有分带性,西部和西南部沉积物pH、Eh、密度较高,盐度、含水率较低,平均粒径、中值粒径、偏态值、峰态值较大,分选系数较小,沉积物偏粗,沉积物粒级较为集中,沉积物以较粗的砂质粉砂和粉砂质砂为主;东部和东北部沉积物pH、Eh、密度较低,盐度、含水率较高,平均粒径、中值粒径、偏态值、峰态值较小,沉积物偏细,沉积物粒级分布较宽,以较细的粉砂和粘土质粉砂为主。中部位于二者之间,为过渡地带。根据表层沉积物运移趋势,结合相关关系可以得出,由岸向海,沖淤平衡带以浅,盐度值、含水率随水深增大而增大,pH、Eh、密度随水深增大而减小;沖淤平衡带以深,沉积物盐度值、含水率随水深增大而减小,pH、Eh、密度随水深增大而增大。
　　对于埕岛研究区中部中心一号平台附近海域柱状样沉积物而言,土体的物理力学参数与粒度参数以及取样深度也存在着一定的相关关系。据此,可对各地质历史时期沉积环境下形成的工程地质条件进行评估。其评估结果与对比钻孔实验所得数据基本一致。因此,对于埕岛海域中心一号平台柱状样沉积物,其粒度特征对土体工程地质物理力学参数具有良好的指示性,可以作为评估土体工程地质物理力学参数的经验指标。
　　本文研究丰富了海底工程地质环境研究的内容,为研究区工程地质环境分析提供理论依据,这对于研究区海底管道铺设及海洋工程建设等课题有着一定的实际应用价值。

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0 前言

0.1 研究目的和意义

0.2 研究进展

0.3 资料来源、研究内容

0.4 研究方法、技术路线

1 研究区概况

1.1 地理位置

1.2 水深地形特征

1.3 海底地貌

1.4 海底地质灾害

1.5 海洋水文

1.6 海洋沉积特征

2 工程地质特征分析

2.1 表层沉积工程地质环境指标分布规律及成因分析

2.2 钻孔各地层物理力学性质参数

3 粒度特征及沉积环境分析

3.1 表层沉积粒度分布及沉积环境分析

3.2 各地层沉积物粒度特征及沉积环境分析

4 工程地质环境指标与粒度相关性分析

4.1 相关性分析含义

4.2 双变量相关性分析

4.3 偏相关分析

4.4 相关性分析结论及机理解释

5 粒度特征对工程地质环境指示性分析

5.1 表层沉积物粒度特征指示性分析

5.2 柱状样沉积物粒度特征指示性分析

5.3 小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

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